DE4420359A1 - Schließvorrichtung zum automatischen Schließen von Öffnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schließvorrichtung nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Eine Automatisierung von Schließvorrichtungen fördert ei­ nerseits die Bequemlichkeit, birgt andererseits aber die Ge­ fahr von Verletzungen. Dies gilt insbesondere für Schließvor­ richtungen bei Kraftfahrzeugen, da sich der Fahrzeugführer beim Fahren primär auf den Verkehr konzentriert und durch leichtfertiges oder ungewolltes Betätigen der Schließvorrich­ tung für sich und seine Mitfahrer eine nicht unerhebliche Ge­ fährdung auslösen kann. So ist es leicht möglich, daß beim Schließen eines Fensters oder Schiebedachs Körperteile einge­ klemmt und ggf. auch verletzt werden.

Bekannt sind Schließvorrichtungen, die den Motor direkt oder über Schaltverstärker, wie Relais und Leistungshalb­ leiter schalten. Um Verletzungen zu vermeiden, hat man be­ reits in den Rahmenteilen einer Öffnung, die durch ein Ver­ schlußteil, also z. B. eine Scheibe oder ein Schiebedach ge­ schlossen wird, Drucksensoren angebracht. Diese sorgen bei partiellem, auf nur einige Drucksensoren ausgeübtem Druck für ein Umschalten des Motorstroms in Öffnungsrichtung, so daß die Einklemmsituation selbsttätig wieder behoben wird.

Nachteilig an dieser Ausführung ist, daß die voreilenden, bzw. die Sensoren überragenden Lippendichtungen an den Rah­ menteilen ein sicheres Reversieren des Motorstroms verhin­ dern, da die Drucksensoren zu tief in den Rahmenteilen liegen und dadurch häufig zu spät ansprechen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schließvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, daß Verlet­ zungen bei unbeabsichtigter oder leichtsinniger Betätigung der Schließfunktion sicher vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Wei­ terbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Un­ teransprüchen genannt.

Erfindungsgemäß ist ein Meßwert-Grenzsignalgeber vorgesehen, der den jeweiligen Motorstrom bewertet und bei einem Anstieg des Motorstroms über einen vorgegebenen Grenzwert hinaus den Motorstrom umpolt, so daß eine Bewegung in Öffnungsrichtung erfolgt. Da jedoch der Motorstrom nicht nur bei einem einge­ klemmten Körperteil durch das Abbremsen des Motors ansteigt, sondern auch dann, wenn das Verschlußteil, also das Fenster oder das Schiebedach seine Schließendstellung erreicht hat, muß dies vor der Umpolentscheidung berücksichtigt werden. Hierzu ist ein Stellungsgeber vorgesehen, der die Schließend­ stellung des beweglichen Verschlußteils der Sicherheitsschal­ tung signalisiert, so daß diese den Motorstrom nur umkehrt, wenn die Schließendstellung noch nicht erreicht wurde.

Besonders vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Schließ­ vorrichtung ist, daß sie mit einfachen Mitteln aufgebaut wer­ den kann und die Stellunggeber in einem verborgenen, ge­ schützten Bereich angeordnet werden können, der keiner men­ schlichen Berührung zugänglich sein muß.

Ein besonders kostengünstiger Aufbau der Schließvorrichtung läßt sich erzielen, wenn als Stellungsgeber ein Schaltkontakt dient, der beim Schließen des Verschlußteils von diesem in seiner Schließendstellung ein- oder ausgeschaltet wird. Der Schaltkontakt kann hierbei entsprechend der Eindringtiefe des jeweiligen Verschlußteils verhältnismäßig tief im zugehörigen Rahmen, hinter den Dichtungslippen, angeordnet sein.

Alternativ zum Schaltkontakt kann der Stellungsgeber auch als eine Widerstandsbrücke mit einem Potentiometer und einem Kom­ parator im Nullzweig der Brücke aufgebaut werden. Verändert sich die Stellung des zum Potentiometer gehörigen Schleifers mit der jeweiligen Stellung des Verschlußteils, so kann bei entsprechender Abstimmung der Brücke dem Komparator bei Er­ reichen der Schließendstellung des Verschlußteils ein Signal zugeführt werden, das bei diesem einen Wechsel seines Aus­ gangspotentials bewirkt.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Ausgangssignale des Stellungsgebers und des Meßwert- Grenzsignalgebers einer UND-Logik so zuzuführen, daß deren Ausgangssignal bei erhöhtem Motorstrom vor Erreichen der Schließendstellung des Verschlußteils ein Reversieren des Mo­ tors auslöst. Da ein Umschalten des Motorstroms nur dann er­ folgen darf, wenn der Stellungsgeber noch kein Signal abgibt, also die Schließendstellung noch nicht erreicht ist, muß in einem Eingangszweig ein Invertierer der UND-Logik vorgeschal­ tet werden oder an deren Stelle ein Inhibitionsglied treten.

Die Reversierschaltung ist in vorteilhafter Weise so auf­ gebaut, daß das von der UND-Logik kommende Signal ggf. über ein Zeitglied verzögert einer Steuereinheit zugeführt wird, die ihrerseits die Stromflußrichtung des Motorstroms um­ schaltet.

Weiterhin ist es zweckmäßig die Schließvorrichtung so aufzu­ bauen, daß in Reihe zu dem über die Steuereinheit mit Strom versorgten Motor ein Meßwiderstand des Meßwert­ grenzsignalgebers liegt.

Ein Taster besitzt eine Umschalttastfunktion und führt in Abhängigkeit von der Tastrichtung Minus- oder Pluspotential dem Eingang der Steuereinheit zu, wobei diese ihrerseits die Stellrichtung des Motors entsprechend verändert.

Ein zum Meßwert-Grenzsignalgeber gehöriger Komparator ver­ gleicht den Spannungsabfall des Motorstroms am Meßwiderstand mit einer Referenzspannung und führt sein hiervon abhängiges Ausgangssignal der UND-Logik zu. Zwei in Reihe zwischen Plus- und Minuspotential liegende Widerstände erzeugen die zwischen ihnen abzugreifende Referenzspannung.

Der erläuterte Aufbau der Schließvorrichtung mit logischen Bauelementen kann nur eine der vielfältigen Lö­ sungsmöglichkeiten im Sinne des Erfindungsgedankens ver­ deutlichen. Eine gleichartige Wirkungsweise kann auch unter Zugrundelegung anderer Potentialverhältnisse und mit anderen logischen Schaltelementen erzeugt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Schaltung mit logischen Schaltelementen für eine Schließvor­ richtung unter Verwendung eines Schaltkontak­ tes als Stellungsgeber,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 3 entlang der Schnittlinie A-A zur Verdeutlichung eines Schaltkontaktes als Stellungsgeber,

Fig. 3 die Tür von einem PKW mit einem Fenster als Verschlußteil,

Fig. 4 die Tür eines PKWs mit einem Potentiometer als Stellungsgeber,

Fig. 5 eine Fig. 1 entsprechende Schaltung mit einem aus einer Widerstandsbrücke aufgebauten Stel­ lungsgeber.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, besitzt die Schließvorrichtung eine Reversierschaltung RS, die es ermöglicht die Stellrichtung eines Motors M unter bestimmten Bedingungen umzukehren. Diese Bedingungen erlangen unter sicherheitstechnischen Aspekten nur in der Schließphase eine Bedeutung, da nur während dieser Zeit die Gefahr eines Einklemmens besteht, so daß während der Öffnungsphase keine Umkehrung der Stellrichtung des Motors M erforderlich ist. Der Motorstrom wird bei diesem Beispiel un­ mittelbar vom Steuerstromkreis aufgebracht, um die Darstel­ lung und damit das Verständnis zu erleichtern. Selbstver­ ständlich könnte der Motor M auch im Schaltkreis eines Relais oder Verstärkers liegen. Die Erzeugung des Motorstroms er­ folgt mit Hilfe einer Spannungsquelle U1 über eine Steuerein­ heit SE, in der sich auch Betätigungsorgane befinden. Der Mo­ torstrom fließt dabei über einen Meßwiderstand R1.

Sollte beim Schließen des Fensters 2 versehentlich ein Kör­ perteil eingeklemmt werden, so wird der Motor M hierdurch ge­ bremst und es entsteht ein erhöhter Spannungsabfall an dem Meßwiderstand R1. Dieser bewirkt einen Anstieg des Pluspoten­ tials am ersten Eingang eines Komparators L1, dessen zweiter Eingang dieses Potential mit einer Referenzspannung ver­ gleicht, die er zwischen zwei Widerständen R2, R3 abgreift, die in Reihe zwischen Plus- und Minuspotential der Spannungs­ quelle U1 liegen. Überschreitet das dem ersten Eingang des Komparators K1 zugeführte Pluspotential die vorgegebene Refe­ renzspannung am zweiten Eingang, so führt der Komparator L1 ausgangsseitig einer UND-Logik bzw. einer Inhibitions-Logik G1 ein High-Signal zu. Ein zweiter Eingang der Logik G1 ist über einen Stellungsgeber SG, in diesem Fall einen Schaltkon­ takt SK, mit Pluspotential und somit ebenfalls mit einem High-Signal verbunden. Es sei angenommen, daß es sich bei dem Schaltkontakt SK um einen Schließer handelt, der entsprechend Fig. 2 im Rahmen einer Öffnung 12 so angeordnet ist, daß er bei Erreichen der Schließendstellung durch ein Verschlußteil, also in diesem Fall durch das Fenster 2 geschlossen wird. Nach dem Schließen des Schaltkontakts SK, also dem Erreichen der Schließendstellung soll ein ansteigender Spannungsabfall am Meßwiderstand R1 kein Umschalten der Logik G1 bewirken, so daß diese als Inhibitions-Logik auszuführen ist, oder bei ei­ ner UND-Logik vor diesem Eingang ein Inverter eingefügt wer­ den muß.

Die Logik G1 geht somit ausgangsseitig auch auf High, wenn der Spannungsabfall an R1 ansteigt und der Schaltkontakt SK noch offen ist. Dieses Signal erreicht einen ersten "Auf-Ein­ gang" der Steuereinheit SE, womit der Motor M das angetrie­ bene Verschlußteil, also beispielsweise das Fenster, wieder öffnet und dadurch eine Freigabe ggf. eingeklemmter Körper­ teile ermöglicht.

Durch Bewegen eines Tasters S1 in seine rechte Einschalt­ stellung wird einem "Zu-Eingang" der Steuereinheit negatives Potential zugeführt, das ein Zurücksetzen in die Grundstel­ lung bewirkt und damit ein erneutes Schließen des Fensters ermöglicht.

Die Steuereinheit SE muß so aufgebaut sein, daß einem Plussi­ gnal an seinem ersten "Auf-Eingang" Vorrang gegenüber einem Minussignal an seinem "Zu-Eingang" eingeräumt wird. Dies ist wichtig, damit bei einer Einklemmgefahr sich das Fenster au­ tomatisch wieder öffnet. Unabhängig von der automatischen Si­ cherheitsöffnung kann durch eine Bewegung des Tasters S1 von seiner Ruhelage in seine linke Einschaltstellung einem zwei­ ten "Auf-Eingang" der Steuereinheit positives Potential zuge­ führt werden, so daß auch ein gezieltes Öffnen des Fensters von Hand möglich ist.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen verschiedene mechanische Teile der Schließvorrichtung. In einer Autotür 1 erkennt man eine Fen­ sterscheibe 2, die beim Schließen einer Öffnung 12 in ihrer Schließendstellung auf einen Kontaktgeber trifft, zu dem eine Kontaktfeder 3, ein als Kontaktbrücke wirkendes bewegliches Kontaktteil 4 und Festkontaktteile 5 gehören. Der Schaltkon­ takt ist in einem Rahmen 6 befestigt und beidseitig von Dich­ tungslippen einer Dichtung 7 umgeben.

Alternativ zu dem als Schaltkontakt ausgeführten Stel­ lungsgeber SG nach Fig. 2 soll Fig. 4 einen andersartig aufgebauten Stellungsgeber unter Zuhilfenahme eines Po­ tentiometers R7 zeigen. Ein Schleifer 11 des Potentiometers ist so mit Antriebsmitteln des Fensters verbunden, daß er dessen Bewegungen, die von einem Motor 8 und einer Antriebs­ spindel 9 ausgehen, begleitet.

Fig. 5 entspricht dem Aufbau der Schaltung nach Fig. 1, ver­ wendet jedoch das in Fig. 4 dargestellte Potentiometer R7 zum Aufbau eines Stellungsgebers SG. Das Potentiometer R7 gehört mit weiteren Widerständen R4, R5 und R6 zu einer Brüc­ kenschaltung, deren Nullzweig durch die Eingänge eines Kompa­ rators K2 gebildet werden, dessen Ausgang auf High geht, wenn der Schleifer 11 des Potentiometers R7 eine Stellung er­ reicht, die der Schließendstellung des Fensters entspricht. Alle übrigen bereits bei Fig. 1 vorgenommenen Erläuterungen gelten in gleicher Weise.

Claims (9)

1. Schließvorrichtung zum automatischen Schließen von Öffnungen (12) durch ein motorgetriebenes Verschlußteil (2) mit einer Sicherheitsschaltung, die zum Schutz von Körpertei­ len beim Signalisieren einer Einklemmgefahr so auf den Motor (M) einwirkt, daß dieser durch Umkehren seiner Laufrichtung ein Einklemmen verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellungsgeber (SG) vorgesehen ist, der die Schließendstel­ lung des beweglichen Verschlußteils (2) signalisiert und ein Meßwert-Grenzsignalgeber (MG) den jeweiligen Motorstrom be­ wertet und daß die Sicherheitsschaltung bei einem Anstieg des Motorstromes über einen vorgegebenen Grenzwert hinaus das Ausgangssignal des Stellungsgebers (SG) berücksichtigt und den Motor (M) nur dann in Öffnungsrichtung umschaltet, wenn das Verschlußteil (2) seine Schließendstellung noch nicht er­ reicht hat.

2. Schließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Stellungsgeber (SG) ein Schaltkontakt (SK) dient, den das Verschlußteil (2) in seiner Schlie­ ßendstellung ein- oder aus schaltet und dadurch eine Änderung des am Ausgang des Schaltkontaktes liegenden Potentials be­ wirkt.

3. Schließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Stellungsgeber (SG) eine Wider­ standsbrücke (R4 bis R7) mit einem Potentiometer (R7) und ei­ nem Komparator (K1) im Nullzweig der Brücke (R4 bis R7) dient und der Schleifer (11) des Potentiometers (R7) sich mit der Stellungsänderung des Verschlußteils (2) verschiebt und der Komparator (K1) sein Ausgangspotential wechselt, sobald der Schleifer (11) eine der Schließendstellung des Verschlußteils (2) entsprechende Stellung erreicht.

4. Schließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale des Stel­ lungsgebers (SG) und des Meßwert-Grenzsignalgebers (MG) nach dem Invertieren eines der beiden Signale einer UND-Logik (G1) zugeführt sind, deren Ausgangssignal bei erhöhtem Motorstrom vor Erreichen der Schließendstellung des Verschlußteils (2) ein Reversieren des Motors (M) auslöst.

5. Schließvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Reversieren des Motors (M) eine Re­ versierschaltung (RS) dient, zu der eine Steuereinheit (SE) gehört, die ausgehend von einer Spannungsquelle (U1) den Mo­ tor (M) mit Strom versorgt und die in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Eingangssignalen die Stromrichtung des Mo­ torstroms vorgibt, und daß die Steuereinheit (SE) bei gleich­ zeitiger Zuleitung sowohl eines Plus- als auch eines Minussi­ gnals dem Signal Vorrang einräumt, das zu einem Öffnen des Verschlußteils (2) führt.

6. Schließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Motorstromkreis ein Meßwider­ stand (R1) des Meßwert-Grenzsignalgebers (MG) liegt.

7. Schließvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Taster (S1) eine Umschalttastfunktion besitzt und in Abhängigkeit von der Tastrichtung Minus- oder Pluspotential dem Eingang der Steuereinheit (SE) zuführt, wo­ durch diese die Stellrichtung des Motors entsprechend verän­ dert.

8. Schließvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Meßwert-Grenzsi­ gnalgeber (MG) gehöriger Komparator (K1) den Spannungsabfall des Motorstroms an einem Meßwiderstand (R1) mit einer Refe­ renzspannung vergleicht und sein Ausgangssignal der UND-Logik (G1) zuführt.

9. Schließvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei in Reihe zwischen Plus- und Mi­ nuspotential liegende Widerstände (R2, R3) die zwischen ihnen abzugreifende Referenzspannung erzeugen.