DE69923122T2

DE69923122T2 - Gerät zur Feststellung von Hindernissen

Info

Publication number: DE69923122T2
Application number: DE69923122T
Authority: DE
Inventors: Frank Gertig
Original assignee: GDX North America Inc
Current assignee: GDX North America Inc
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2019-07-02
Also published as: GB2340662A; EP0979918A2; EP0979918B1; GB9817286D0; GB2340662B; EP0979918A3; DE69923122D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die auf ein Hindernis in dem Bewegungsweg eines verschiebbaren Elementes anspricht, die erste und zweite, normalerweise beabstandete Streifen aus einem elektrisch leitenden federndem Material, eine Einrichtung zum Befestigen der Streifen an den Weg angrenzend, so dass ein Hindernis in dem Weg durch das verschiebbare Element auf die leitenden Streifen zu bewegt wird und bewirkt, dass sie an einem entsprechenden Punkt entlang ihre Länge in Kontakt gebracht werden, und eine Steuereinrichtung umfasst, die in Funktion diesen Kontakt elektrisch erfasst und dadurch das Hindernis erfasst und ein Detektionssignal erzeugt. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in EP-A-0 638 701 dargestellt. Es wäre jedoch erwünscht, wenn man in der Lage wäre, jede elektrische Unterbrechung in jedem der Streifen zu detektieren, um so eine Warnung auszugeben, dass die Vorrichtung defekt ist.
Eine derartige Vorrichtung ist ebenfalls in DE-A-196 02 744 dargestellt, wobei dieses Dokument auch das Vorsehen eines elastomerischen Materials oder dergleichen offenbart, welches einen elektrischen Widerstand bildet, der die zwei leitenden Streifen miteinander verbindet.
Die vorliegende Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
Eine Sicherheitsvorrichtung für bewegliche Fenster zum Unterbrechen der Bewegung eines angetriebenen Fensters in einem Motorfahrzeug zum Verhindern einer Verletzung von Menschen, und welche die Erfindung verkörpert, wird nun lediglich im Rahmen eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine schematische Seitenaufrissansicht eines Motorfahrzeugs ist;
2 ein schematischer Querschnitt auf der Linie II-II von 1 ist;
3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung ist; und
4 Teile der Vorrichtung detaillierter im Querschnitt darstellt.
1 stellt ein Motorfahrzeug 5 mit einer Vordertüre 6 mit einem angetriebenen Fenster 8 dar, welches zur Verdeutlichung schraffiert ist. Das angetriebene Fenster 8 wird mittels eines geeigneten Motors, normalerweise eines Elektromotors unter der Steuerung von Schaltern, welche innerhalb des Fahrzeugs zur Benutzung durch den Fahrer oder Mitfahrer positioniert sind, angehoben und abgesenkt. Alle oder einige von den anderen Seitenfenstern in dem Fahrzeug können ebenfalls angetrieben sein.
Der einen Teil der Fahrzeugtüre 5 bildende Fensterrahmen 10 besteht in diesem Beispiel aus Metall und weist einen Abschnitt 10A (1) auf, welcher angrenzend an die "A"-Säule der Fahrzeugkarosserie (wenn die Tür 6 geschlossen ist), verläuft, einen Abschnitt 10B, welcher entlang der "B"-Säule verläuft und einen Abschnitt 10C, welcher entlang der Oberseite der Tür verläuft. Der Fensterrahmen enthält eine Fensterdichtung 12. Die Form, welche die Dichtung 12 über den Rahmenabschnitten 10a und 10c annimmt, ist in 2 dargestellt. Gemäß Darstellung in 2 ist die Dichtung 12 so gehalten, dass sie einen Kanal 14 bereitstellt, in welchen und aus welchem das Fensterglas 8 gleitet, wenn es angehoben und abgesenkt wird. Gemäß Darstellung in 2 besteht der Fensterkanalstreifen 12 aus einem extrudierten Kunststoff- oder Gummimaterial 16 und enthält einen eingebetteten Metallkern oder Träger 18.
Der Träge 18 kann jede geeignete Form annehmen. Beispielsweise kann er einen einfachen Kanal aus Metall aufweisen. Der Kanal könnte zusätzlich mit Öffnungen versehen sein und dessen Flexibilität zu vergrößern. Statt dessen könnte der Träger aus U-förmigen Metallelementen hergestellt sein, die nebeneinander angeordnet sind, um den Kanal zu definieren, und entweder über kurze flexible Zwischenverbindungsstücke verbunden sein oder vollständig voneinander getrennt sein. Das Metall könnte beispielsweise Stahl oder Aluminium sein.
Statt dessen könnte der Träger aus einem Metalldraht bestehen, welcher hin und her geschlungen ist, um den Kanal des Trägers zu definieren.
Jedoch können auch weitere Formen des Trägers statt dessen verwendet werden.
Der Träger 18 wird bevorzugt in das extrudierte Material 16 mittels eines bekannten Querkopf-Extrusionsprozesses eingefügt.
Gemäß Darstellung in 2 umgibt der Träger 18 einem in dem extrudierten Material 16 umgebenen sekundären Kanal 20, und das den Kanal 20 bildende Material 16 umgibt einen Flansch 22, der dort ausgebildet ist, wo das den Fensterrahmen 10 bildende Blechmaterial auf sich selbst zu gebogen ist und die zwei Kanten miteinander verschweißt sind. Das extrudierte Material wird zur Ausbildung von Lippen 24 und Schultern 26 extrudiert, welche einen Reibungskontakt mit den Seiten des Flansches 22 ausbilden, und in Verbindung mit der Elastizität des Metallträgers 18 sicherstellen, dass der Fensterkanalstreifen 12 fest an dem Fensterrahmen 10 befestigt ist. Vorteilhafterweise ist das die Lippen 24 und Schultern 26 bildende extrudiert Material relativ weich und kann weicher als der Rest des extrudierten Materials sein. Die Weichheit des Materials der Lippen 24 und Schultern 26 trägt zur Vergrößerung der Kraft bei, mit welchem diese an dem Flansch 22 angreifen.
Gemäß Darstellung in 2 besitzt der Träger 18 vorteilhaft eine integrierte Verlängerung 28 in den Teil des Materials, welches eine von den Seitenwänden des Fensterkanals 14 definiert, um eine zusätzliche Verstärkung bereitzustellen.
Das extrudierte Material 16 definiert auch eine Rippe 30 mit einem vorstehenden Steg 32 und einer Nut 34, welche über einer Schulter 36 sitzt, die in dem Material des Rahmens ausgebildet ist. Die Nut 34 und die Schulter 36 tragen zur Lokalisierung des Fensterkanalstreifens 12 in der Position in dem Fensterrahmen bei.
Der Fensterglas-Aufnahmekanal 14 wird durch einen Außenwandabschnitt 38 definiert, und weist integrierte Lippen 40 und 42 auf, um einen Kontakt mit der Kante und Seite des Fensterglases 8 herzustellen. Die Oberflächen des Materials 16, welche einen Kontakt zu dem Glas 8 herstellen, sind bevorzugt mit einem Kurfaser- oder ähnlichen Material abgedeckt, um einen niedrigen mechanischen Widerstand gegen die Bewegung des Glases und auf eine gute Dichtung bereitzustellen.
Die Wand 44 des Fensterglas-Aufnahmekanals 14 kann mit einem Hohlraum 46 versehen sein, um die Flexibilität des den Fensterkanal definierenden Materials zu erhöhen.
Das Material 16 definiert auch eine große Lippe 50, welche so geformt ist, dass sie eng an der nach unten gewandten Fläche 52 des Fensterrahmens 10c anliegt. Die Lippe 50 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material. Wenn das extrudierte Material 16 elektrisch isolierend ist, kann die Lippe aus demselben Materialtyp wie der Rest des Materials bestehen. Wenn das Material 16 kein guter elektrischer Isolator ist, wird das Material der Lippe 50 andersartig angeordnet, so dass es ausreichende elektrische Isolationseigenschaften aufweist. Normalerweise würde jedoch trotzdem das Material der Lippe 50 mit dem Rest des Materials 16 zusammen extrudiert werden.
Das Material der Lippe 50 wird so extrudiert, dass es einen allgemein bei 54 dargestellten Innenhohlraum definiert. Dieser Hohlraum stellt zwei Aussparungen 56 und 58 bereit, welche im allgemeinem im Querschnitt rechteckig sind und sich in Längsrichtung entlang der Länge der Lippe 50 erstrecken (welche sich selbst entlang der Abschnitte 10A und 10C des Fensterrahmens erstreckt).
In jeder von den Aussparungen 56 und 58 wird ein Streifen eines elektrisch leitenden federnden Materials (bevorzugt Gummi) 60, 62 so montiert, dass ein fester Sitz vorliegt. Beispielsweise können die Streifen 60, 62 mittels eines Klebers in ihren Positionen gesichert werden. Statt dessen können sie jedoch mit dem Rest des Materials 16 und der Lippe 50 zusammen extrudiert werden. Die Streifen des Materials 60, 62 sind so bemessen, dass sie einen Spalt oder eine Kammer 64 zwischen diesen und der sich innerhalb des Hohlraums 54 erstreckt, bereitstellen.
Elektrisch leitende Drähte 66, 68 sind jeweils in die Streifen 60, 62 aus elektrisch leitendem Material eingebettet. Diese Drähte erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Streifen 60, 62. Diese können während des vorstehend beschriebenen Extrusionsprozesses mit eingebaut werden. 3 stellt ein schematisches Schaltbild einer Form des Systems dar.
3 stellt positive und negative Versorgungsleitungen 70 und 72 der elektrischen Fahrzeugversorgung dar, und welche durch die (nicht dargestellte) Fahrzeugbatterie mit Strom versorgt werden. Gemäß Darstellung in 3 ist ein Elektromotor 74 zum Anheben und Absenken des Fensterglases 8 vorgesehen. Der Motor besitzt eine Versorgungsleitung 76, welche mit Strom versorgt wird, um den Motor in einer Fensteranheberichtung anzutreiben, und eine Versorgungsleitung 78, welche mit Strom versorgt wird, um den Motor in einer Fensterabsenkrichtung anzutreiben.
Die Leitungen 76 und 78 werden von der positiven Versorgungsleitung 70 mittels eines vom Fahrer oder von einem Mitfahrer betätigten manuellen Schalters 80 mit Strom versorgt. Wenn der Schalter 80 in eine Anheberichtung gestellt ist, wird ein Ausgang 82 mit Strom versorgt und versorgt wiederum die Leitung 76 mit Strom über eine, normalerweise geschlossene Schalteinheit 84, und das Fenster wird durch den Motor angehoben. Wenn der Schalter 80 in die Absenkrichtung gestellt ist, wird ein Ausgang 86 mit Strom versorgt, welcher direkt mit der Leitung 78 verbunden ist und das Fensterglas wird durch den Motor abgesenkt.
3 stellt schematisch die Streifen des leitenden Gummis 60, 63 (2 dar), welche durch den Spalt 64 des Hohlraums 54 getrennt sind. Die eingebetteten, elektrisch leitenden Drähte 66 und 68 sind ebenfalls dargestellt. Gemäß Darstellung in 3 ist der Draht 68 mit der positiven Versorgungsleitung 70 über einen Widerstand 87 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Widerstand 87 und einem Ende des Drahtes 68 ist mit einer Steuereinheit 88 über eine Leitung 89 verbunden, wobei die Steuereinheit selbst auch mit der positiven und negativen Versorgungsleitungen 70, 72 für ihre Energieversorgung dadurch verbunden ist. Ein Ende des Drahtes 66 ist mit der negativen Versorgungsleitung 72 über eine Leitung 90 verbunden. Ein Widerstand 91 ist mit dem gegenüberliegenden Enden der Drähte 66, 68 verbunden.
Die Widerstände 87 und 91 besitzen hohe Werte. In der in 3 dargestellten Situation mit den getrennten leitenden Streifen 60, 62 fließt ein kleiner Strom durch diese Widerstände und durch die leitenden Gummistreifen 60, 62 und die eingebetteten Drähte 66 und 68.
Wenn irgendein Objekt (wie z. B. ein beliebiges Teil des menschlichen Körpers) mit dem oberen Teil des Rahmens des Fensters und dem sich schließenden Fensterglas in Kontakt kommt, wird er durch das sich nach oben hebende Fensterglas nach oben transpor tiert und übt eine Kraft in der Richtung des Pfeils A auf die nach unten gewandte Fläche der Lippe 50 (2) aus. Diese Kraft biegt das Material der Lippe 50, und bringt somit die leitenden Streifen 60, 62 an einem Punkt miteinander in Kontakt, welcher der Position des Objektes entspricht. Der Widerstand 21 wird daher kurzgeschlossen, und die Spannung auf der Leitung 89 fällt erheblich. Dieser Spannungsabfall wird von der Steuerschaltung 88 erfasst, welche ein Steuerausgangssignal auf einer Leitung 92 erzeugt, welches die Schalteinheit 84 öffnet. Der Motor 74 bleibt daher (obwohl der Schalter 80 in die Fensteranhebestellung gestellt ist) stehen.
Zusätzlich kann die Steuereinheit 88 eine Leitung 94 mit Strom versorgen, welche eine zweite Schalteinheit 96 schließt, diese versorgt die Leitung 78 mit Strom, um den Motor 74 in der Fensterabsenkrichtung anzutreiben (um somit das eingeschlossene Objekt freizugeben).
Wenn das Material der Streifen 60, 62 einen sehr niedrigen elektrischen Widerstand (vergleichbar mit dem minimalen Widerstand der leitenden Drähte) besitzt, können die Drähte 66 und 68 weggelassen werden. In diesem Falle würden die elektrischen Verbindungen zu den Drähten 66, 68 gemäß Darstellung in 3 statt dessen direkt zu den leitenden Streifen hergestellt werden.
Wenn sich aus irgendeinem Grund ein Fehler entweder in einem der leitenden Streifen 60, 62 oder den Drähten 66, 68 entwickeln sollte, so dass er eine elektrische Unterbrechung daran entlang bewirkt wird, existiert der Strompfad durch den Widerstand 21 nicht mehr. Die Spannung auf der Leiter 89 steigt daher auf die Spannung der positiven Versorgungsleitung 70 an. Dieses wird durch die Steuereinheit 88 detektiert, welche daher einen Defekt signalisiert. Unter diesen Umständen kann die Steuereinheit den Motor 74 unterbrechen, so dass eine motorbetriebene Betätigung des Fensters nicht mehr möglich ist, bis der Defekt beseitigt ist.
4 stellt dar, wie die zwei leitenden Streifen 60, 62 mit ihren eingebetteten Drähten 66, 68 als eine Einheit zusammen mit dem Widerstand 91 hergestellt werden können. Der Widerstand 91 wird aus einem Gummi oder anderem elastomerischen Material hergestellt, welches so behandelt wird, dass den erforderlichen elektrischen Widerstand besitzt, wie z. B. durch Einbau von leitendem Material in der Form von leitenden Parti keln. Der elektrische Widerstand des Materials kann auf den gewünschten Wert durch Veränderung seiner Länge und/oder Geometrie sowie natürlich durch Einstellung des spezifischen Widerstandes des Materials angepasst werden. Der den Widerstand 91 bildende Gummi wird an der Position durch Einspritzen von Kleber (unter Verwendung eines elektrisch leitenden Klebers) oder durch Festklemmung oder irgendeine andere geeignete Weise befestigt. Anpassungen des Wertes des Widerstandes 91 können nach dem Einsetzen des Widerstands in seine Position durch Abschleifen des Materialwiderstands vorgenommen werden. Gemäß Darstellung in 4 sind die gegenüberliegenden Enden der Kammer 64 durch nicht leitende Endkappen 98, 100 verschlossen. Ein Stecker 102 wird zum Herstellen der Verbindungen zu dem Rest der Schaltung verwendet.
Die Verwendung von behandeltem elastomerischen Material zur Herstellung des Widerstandes 91 ist vorteilhaft, da es in seiner Position sehr einfach in den beschriebenen Arten befestigt werden kann, um somit die Notwendigkeit für eine schwierige und unwirtschaftliche Verlötung erübrigt, wenn ein verdrahteter Widerstand verwendet wird.

Claims

Vorrichtung, die auf ein Hindernis auf dem Bewegungsweg eines verschiebbaren Elementes (8) anspricht und einen ersten sowie einen zweiten, normalerweise beabstandeten Streifen (60, 62) aus elektrisch leitendem, federndem Material, die eine Kammer (64) dazwischen bilden, eine Einrichtung (50) aus elektrisch isolierendem Material zum Anbringen der Streifen (60, 62) an den Weg angrenzend, so dass ein Hindernis auf dem Weg durch das verschiebbare Element (8) auf die leitenden Streifen (60, 62) zubewegt wird und bewirkt, dass sie an einem entsprechenden Punkt entlang ihrer Länge in Kontakt gebracht werden, eine Steuereinrichtung (88), die in Funktion diesen Kontakt elektrisch erfasst und so das Hindernis registriert und ein Registriersignal erzeugt, eine elektrische Widerstandseinrichtung (91) in der Kammer (64) umfasst, die die zwei elektrisch leitenden Streifen (60, 62) an einer vorgegebenen Position miteinander verbindet, so dass ein vorgegebener elektrischer Strom durch die Streifen (60, 62) fließen kann, wenn sie getrennt werden, und das Auftreten einer elektrischen Trennung in einem der Streifen (60, 62) diesen Strom unterbricht, um ein Fehlersignal zu erzeugen, wobei die elektrische Widerstandseinrichtung behandeltes Elastomermaterial (91) umfasst, und dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Enden der Kammer (64) durch nicht leitende Abschlusskappen (98, 100) verschlossen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Streifen (60, 62) behandeltes Elastomermaterial umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der leitenden Streifen (60, 62) einen entsprechenden elektrischen Leiter (66, 68) enthält, dessen elektrischer Widerstand im Wesentlichen Null beträgt und der in das behandelte Elastomermaterial der Streifen (60, 62) eingebettet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder elektrische Leiter einen leitenden Metalldraht (66, 68) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (60, 62) des elektrisch leitenden federnden Materials beabstandet mit einem vorgegebenen Zwischenraum zwischen ihnen angebracht sind und das behandelte Elastomermaterial der elektrischen Widerstandseinrichtung (91) zwischen ihnen und in elektrischem Kontakt mit jedem von ihnen an einem Ende des Zwischenraums angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das behandelte Elastomermaterial der elektrischen Widerstandseinrichtung (91) durch elektrisch leitenden Klebstoff in Position gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, dass das behandelte Elastomermaterial der elektrischen Widerstandseinrichtung (91) durch Einspritzen in den Zwischenraum zwischen den leitenden Streifen (60, 62) erzeugt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass der erste und der zweite Streifen (60, 62) parallel zueinander und nebeneinander angebracht sind, wobei die elektrische Widerstandseinrichtung (91) ein erstes Ende des ersten Streifens (60) mit einem ersten Ende des zweiten Streifens (66) verbindet, sowie durch eine zweite elektrische Widerstandseinrichtung (87), die mit dem zweiten Ende des ersten Streifens (62) verbunden ist, so dass eine elektrische Potentialdifferenz, die an die zweiten Enden der Streifen (60, 62) über die elektrische Widerstandseinrichtung (87) angelegt wird, den vorgegebenen elektrischen Strom über die Streifen (60, 62) zuführt, wenn sie getrennt werden, so dass Unterbrechung des Stroms durch die elektrische Trennung eine Änderung der elektrischen Potentialdifferenz zwischen den zweiten Enden der Streifen verursacht und das Fehlersignal erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (88) eine Einrichtung umfasst, die auf die elektrische Potentialdifferenz zwi schen den zweiten Enden der Streifen (60, 62) anspricht, um das Registriersignal in Reaktion auf die Änderung der elektrischen Potentialdifferenz zwischen den zweiten Enden der Streifen (60, 62) zu erzeugen, wenn die Streifen (60, 62) durch das Hindernis in Kontakt gebracht werden.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Streifen (60, 62) in eine äußere Umhüllung aus flexiblem Material (50) so eingebettet sind, dass sie normalerweise innerhalb dieser äußeren Umhüllung beabstandet sind, und dass das Hindernis, das durch das verschiebbare Element (8) auf die leitenden Streifen (60, 62) zubewegt wird, von dem verschiebbaren Element (8) mit einer Außenfläche der flexiblen Umhüllung (50) in Kontakt gebracht wird und letztere biegt, um die Streifen (60, 62) an dem entsprechenden Punkt in Kontakt zu bringen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verschiebbare Element ein Fensterglas (8) ist, das in einem Fensterrahmen (10) verschoben werden kann, der den Weg bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Streifen (60, 62) so angebracht sind, dass sie sich entlang wenigstens eines Teils des Fensterrahmens erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Streifen (60, 62) einen Teil der Fensterglasdichtung (12) an dem Rahmen (10) bilden oder daran angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das verschiebbare Element ein Fensterglas (8) ist, das in einem Fensterrahmen verschoben werden kann, der den Weg bildet, und wobei das flexible Material (50) Teil einer Fensterglasdichtung (12) an dem Rahmen (10) bildet.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (88) eine Einrichtung (84) enthält, die auf das Re gistriersignal anspricht, um einen Antrieb (74) zum Verschieben des verschiebbaren Elementes (8) auf dem Weg anzuhalten.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (88) eine Einrichtung (96) enthält, die auf das Registriersignal anspricht, um den Antrieb (74) zu aktivieren und das verschiebbare Element (8) auf dem Weg in der entgegengesetzten Richtung und von den breiten Streifen (60, 62) weg zu bewegen.
Fensterrahmen für ein Fahrzeugfenster, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kombination mit der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche bildet.
Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Fensterrahmen nach Anspruch 17 enthält.