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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einklemmschutz-System zum Anbringen an einem Fahrzeugteil mit einer Trägereinrichtung, die ein erstes starres und ein zweites weiches Trägerelement aufweist, wobei – im eingebauten Zustand – die Trägereinrichtung eine Befestigungsseite, die dem Fahrzeugteil zugewandt ist und eine gegenüberliegende Sichtseite aufweist, und einer Sensoreinrichtung zur Erfassung einer auf die Sichtseite der Trägereinrichtung aufgebrachten Einklemmkraft.
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Einklemmschutz-Systeme sind allgemein bekannt. Sie werden beispielsweise im Bereich von Verschließelementen von Kraftfahrzeugen, beispielsweise im Bereich einer elektrisch angetriebenen Schiebetür oder bei elektrisch angetriebenen Fenstern und Heckklappen, sowie Schiebedächern zur Anwendung. Die Sensoreinrichtung ist dabei Teil einer Sicherung gegen ein Einklemmen von Gegenständen oder Körperteilen beim Schließvorgang der Verschließelemente. Aus der Druckschrift
DE 10 2013 104 967 A1 ist beispielsweise ein Einklemmschutz-System mit einer Sicherheitssensorleiste bekannt.
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Bei den bisherigen Systemen liegt die Sensoreinrichtung aus funktionaler Sicht zwangsläufig im Sichtbereich des Nutzers eines Fahrzeugs, da die Sensoreinrichtung durch die direkte Berührung des vom Einklemmen zu schützenden Objekts aktiviert wird. Die Kontur der Sensoreinrichtung hebt sich hierbei stark von der der Trägereinrichtung ab und mindert somit die optische Anmutung des gesamten Systems. Die Glanzgradunterschiede beispielsweise zwischen der Sensoreinrichtung und der beispielsweise genarbten Oberfläche der Trägereinrichtung tragen zusätzlich zu einer schlechteren Optik bei.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, das Einklemmschutz-System der vorgenannten Art so weiterzubilden, dass eine größere Flexibilität bei der Ausgestaltung der sichtbaren Flächen möglich ist, ohne die Funktion der Sensoreinrichtung zu beinträchtigen.
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Diese Aufgabe wird von dem vorgenannten Einklemmschutz-System dadurch gelöst, dass die Trägereinrichtung ein drittes starres Trägerelement aufweist, wobei das zweite weiche Trägerelement die beiden starren Trägerelemente schwenkbar miteinander verbindet, die Sensoreinrichtung an der Befestigungsseite der Trägereinrichtung vorgesehen ist, und eines der beiden Trägerelemente einen Betätigungsabschnitt aufweist, der beim Aufbringen der Einklemmkraft mit der Sensoreinrichtung zusammenwirkt.
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D.h. mit anderen Worten, dass die Sensoreinrichtung nicht mehr im Sichtbereich des Einklemmschutz-Systems liegt, sondern auf der Befestigungsseite, d.h. jenem Bereich, der dem Fahrzeugteil bzw. Karosserieteil zugewandt ist. Die Sensoreinrichtung wird dabei über den Betätigungsabschnitt eines der beiden Trägerelemente aktiviert, vergleichbar einem Hebel, der auf die Sensoreinrichtung drückt. Durch die schwenkbare Verbindung zwischen den beiden starren Trägerelementen kann eines sich bei Einwirkung einer Einklemmkraft in Richtung der Kraft bewegen während gleichzeitig dann der Betätigungsabschnitt sich in entgegengesetzter Richtung bewegt und auf die Sensoreinrichtung einwirkt. Das starre Trägerelement wirkt folglich zur Kraftumlenkung, um die Sensoreinrichtung von der Unterseite zu betätigen und andererseits als Kraftübersetzungsmittel, so dass auch kleinere Einklemmkräfte beispielsweise erfasst werden können.
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D.h., dass das erfindungsgemäße Einklemmschutz-System eine optische Verbesserung des Gesamtprodukts zulässt und andererseits durch den Hebeleffekt die Einklemmkraft verringert werden kann. Darüber hinaus ist durch die Positionierung der Sensoreinrichtung unterhalb der Trägereinrichtung, d.h. auf der Befestigungsseite die Sensoreinrichtung vor äußeren mechanischen Einflüssen und Beschädigungen geschützt.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Trägereinrichtung als Profilteil ausgebildet, dessen Querschnitt in Längsrichtung gleich ist.
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Der Vorteil liegt in einer sehr einfachen Fertigung der Trägereinrichtung.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung überdeckt das zweite weiche Trägerelement die Sichtseite der Trägereinrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig.
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Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die sichtbare Oberfläche einheitlich ausgestaltet werden kann, wobei durch eine geeignete Materialwahl des weichen Trägerelements eine hohe Flexibilität vorhanden ist.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Sensoreinrichtung ausgebildet, eine Einklemmkraft durch Verformung zu erfassen, die durch den Betätigungsabschnitt eines der beiden starren Trägerelemente bewirkt wird.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung weist das zweite weiche Trägerelement einen Bereich reduzierter Materialdicke zwischen den beiden starren Trägerelementen auf, um ein Scharnier für eine Schwenkbewegung zu bilden. Vorzugsweise ist dieser Bereich reduzierter Materialdicke als ein an der Befestigungsseite liegender V-förmiger Einschnitt ausgebildet.
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D.h. mit anderen Worten, dass durch die reduzierte Materialdicke eine definierte Beweglichkeit hergestellt wird, die es den beiden starren Trägerelementen erlaubt, eine Schwenkbewegung zueinander aufzuführen, wobei die Schwenkachse definiert im Bereich des V-förmigen Einschnitts liegt.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung weist das erste starre Trägerelement einen an der Befestigungsseite liegenden Verbindungsabschnitt auf, der mit einem oder mehreren Befestigungsclips zur Befestigung am Fahrzeugteil zusammenwirkt.
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Dadurch ist eine sehr einfache Montage am Fahrzeugteil bzw. Karosserieteil über übliche Befestigungsclips möglich.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Sensoreinrichtung an der Befestigungsseite des ersten starren Trägerelements vorgesehen. Weiter bevorzugt ist der Betätigungsabschnitt am dritten starren Trägerelement vorgesehen.
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Bei dieser Alternative ist die Sensoreinrichtung also ortsfest gegenüber dem Karosserieteil während sich der Betätigungsabschnitt am dritten starren Trägerelement bewegt, wenn eine Einklemmkraft wirkt.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung kann der Betätigungsabschnitt am ersten starren Trägerelement vorgesehen sein und die Sensoreinrichtung am dritten starren Trägerelement, so dass damit der Betätigungsabschnitt sich gegenüber dem Fahrzeugteil nicht bewegt und die Sensoreinrichtung auf den Betätigungsabschnitt beim Einwirken einer Klemmkraft gedrückt wird.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist das dritte starre Trägerelement im Querschnitt gesehen (die Schnittebene liegt dabei rechtwinklig zur Längsachse des Trägerelements bzw. der Trägereinrichtung) einen konkaven nach oben gerichteten Abschnitt aufweist und sich daran bspw. ein konkaver nach unten gerichteter Abschnitt, der den Betätigungsabschnitt umfasst.
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Diese Ausgestaltung des dritten starren Trägerelements hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung umfassen die beiden starren Trägerelemente als Material Polypropylen (PP). Weiter bevorzugt umfasst das zweite weiche Trägerelement als Material ein thermoplastisches Elastomer (TPE). PP als Material besitzt die erforderliche Festigkeit, um ein starres Element zu formen, während TPE eine gewisse Elastizität besitzt, die ein Biegen zur Erzielung einer Schwenkbewegung zulässt.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Sensoreinrichtung als längliche Sensorleiste ausgebildet, die sich entlang der Trägereinrichtung erstreckt.
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Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass ein großer Erfassungsbereich ermöglicht wird.
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Das vorgenannte Einklemmschutz-System ist besonders vorteilhaft bei motorbetriebenen Heckklappen einsetzbar, wobei das Einklemmschutz-System bevorzugt an der angetriebenen Heckklappe angeordnet ist.
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Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, das Einklemmschutz-System an der Fahrzeugkarosserie anzubringen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht eines Einklemmschutz-Systems im eingebauten Zustand;
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2 das in 1 gezeigte Einklemmschutz-System mit einer alternativen Sensoreinrichtung;
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3 eine schematische Schnittansicht eines modifizierten Einklemmschutz-Systems; und
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4 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs im Bereich der Heckklappe mit eingebautem Einklemmschutz-System.
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Die in der nachfolgenden Beschreibung erläuterten beispielhaften Einklemmschutz-Systeme können bspw. im Bereich von Verschließelementen an Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, um Hindernisse beim Schließen der Verschließelemente zu erkennen. Besonders bevorzugt können die nachfolgend beschriebenen Einklemmschutz-Systeme bei Heckklappen von Fahrzeugen eingesetzt werden.
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In 1 ist ein Einklemmschutz-System schematisch in einer Schnittansicht dargestellt und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Der Schnitt liegt dabei senkrecht zur Längsrichtung (Z-Richtung) des Einklemmschutz-Systems.
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Das Einklemmschutz-System 10 weist im Wesentlichen zwei Hauptkomponenten auf, nämlich einerseits eine Trägereinrichtung, die mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnet ist und andererseits eine Sensoreinrichtung, die mit dem Bezugszeichen 14 gekennzeichnet ist. Die Sensoreinrichtung 14 wird von der Trägereinrichtung 12 getragen.
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Das Einklemmschutz-System 10 ist in 1 im eingebauten Zustand dargestellt, d.h., dass es an einem Fahrzeug bzw. Karosserieteil 16 mittels eines Befestigungsclips 18 befestigt ist. Da sich das Einklemmschutz-System 10 in Längsrichtung (Z-Achse) erstreckt, können mehrere solcher Befestigungsclips vorgesehen sein, um eine sichere Befestigung am Fahrzeugteil zu gewährleisten.
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Die Trägereinrichtung 12 weist ein erstes Trägerelement 20 auf, das aus einem festen bzw. starren Material, wie beispielsweise Polypropylen (PP) gefertigt ist. Fest bedeutet in diesem Zusammenhang, das sich das Material bei normalem Gebrauch nicht verbiegt. Bei der dargestellten Ausführungsform in 1 übernimmt dieses erste Trägerelement 20 die Verbindung mit den Befestigungsclips. Auf die genaue Ausgestaltung dieser Verbindung kommt es bei der vorliegenden Ausführungsform nicht an, so dass hier die üblichen Verbindungen eingesetzt werden können.
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Die Trägereinrichtung 12 umfasst ein weiteres starres Trägerelement 22, das (in X-Richtung) versetzt zu dem ersten Trägerelement angeordnet ist. Die beiden starren Trägerelemente 20, 22 sind nicht unmittelbar miteinander verbunden.
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Die Verbindung zu einer einheitlichen integralen Struktur übernimmt ein weiches Trägerelement, das mit dem Bezugszeichen 24 gekennzeichnet ist. Weich bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich das Material im Gebrauch elastisch biegen kann. Dieses weiche Trägerelement, das bevorzugt aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) hergestellt ist, überdeckt in X-Richtung, sowie in Z-Richtung, gesehen die beiden starren Trägerelemente 20, 22 vollständig. In X-Richtung gesehen erstreckt sich das weiche Trägerelement 24 über die starren Trägerelemente 20, 22 hinaus, so dass sich an beiden Enden (in X-Richtung gesehen) Lippen 26 bilden. Diese beiden Lippen 26 sollen im eingebauten Zustand an dem Karosserieteil bzw. Fahrzeugteil 16 anliegen und abdichtend wirken.
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Wie sich aus 1 gut ergibt, sind die beiden starren Trägerelemente 20, 22 an der Unterseite des weichen Trägerelements 24 angebracht bzw. mit dieser verbunden. Die Trägereinrichtung 12 mit den Trägerelementen 20, 22, 24 kann bevorzugt in einem einheitlichen Herstellungsprozess, bspw. einem Spritzgußverfahren hergestellt werden. Die mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichnete Unterseite des weichen Trägerelements 24 ist dem Fahrzeugteil 16 zugewandt. Diese Seite wird nachfolgend auch als Befestigungsseite bezeichnet, während die gegenüberliegende Seite als Sichtseite 30 bezeichnet wird, da sie von außen und damit für den Benutzer des Fahrzeugs sichtbar ist.
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Da die beiden starren Trägerelemente 20, 22 in X-Richtung versetzt zueinander liegen, ergibt sich ein Bereich 32 zwischen den beiden starren Trägerelementen 20, 22, der nur von dem weichen Trägerelement 24 überspannt wird. In diesem Bereich 32 ist an der Befestigungsseite 28 des weichen Trägerelements 24 ein Einschnitt 34 vorgesehen, der bevorzugt V-förmig ausgebildet ist. Dieser Einschnitt 34 führt zu einer Materialverdünnung an dieser Stelle, so dass das weiche Trägerelement 24 flexibler im Hinblick auf eine Bewegung um eine Achse in Z-Richtung wird. Mit anderen Worten dient der Einschnitt 34 zur Ausbildung eines Scharniers 36.
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Mit Hilfe dieses Scharniers 36 ist eine Relativbewegung des weiteren starren Trägerelements 22 gegenüber dem ersten Trägerelement 20 möglich. Insbesondere ist eine Schwenkbewegung des weiteren Trägerelement 22 um die Z-Achse im Bereich des Scharniers 36 relativ zu dem ersten starren Trägerelement 20 möglich.
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An der dem Fahrzeugteil 16 zugewandten Seite (Befestigungsseite) des ersten starren Trägerelements 20 ist die Sensoreinrichtung 14 angebracht, bevorzugt in der Nähe des Scharniers 36. Die Sensoreinrichtung 14 ist damit ortsfest zu dem Fahrzeugteil 16 angeordnet. Eine relative Bewegung gegenüber dem Fahrzeugteil 16 ist durch die feste Verbindung des ersten starren Trägerelements 20 über den Befestigungsclip 18 mit dem Fahrzeugteil 16 nicht möglich. Durch die Anordnung der Sensoreinrichtung auf der Befestigungsseite ist die Sensoreinrichtung 14 von außen nicht sichtbar.
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Aus der 1 ist ebenfalls zu erkennen, dass die Sensoreinrichtung 14 in X-Richtung deutlich versetzt zu jenem Ort ist, an dem eine Einklemmkraft einwirkt. Dieser Bereich ist in der 1 mit einem Pfeil F gekennzeichnet. Dieser Bereich liegt am, in X-Richtung gesehen, äußeren Ende der Trägereinrichtung 12.
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Da die Sensoreinrichtung 14 die Einklemmkraft durch Verformung erfasst, ist es erforderlich, dass die Einklemmkraft F auf die Sensoreinrichtung 14 übertragen wird. Hierfür ist das weitere starre Trägerelement 22 mit einem hebelartigen Betätigungsabschnitt 40 versehen, der in Y-Richtung versetzt, d.h. beabstandet zu dem weichen Trägerelement 24 verläuft und sich in X-Richtung über den Bereich 32, in dem das Scharnier 36 ausgebildet ist, erstreckt. Das Ende des als Hebel wirkenden Betätigungsabschnitts 40 liegt an der Sensoreinrichtung 14 an und wird beim Einwirken einer Einklemmkraft F entgegengesetzt zu dieser Kraft F nach oben um das Scharnier 36 geschwenkt. Durch diese Schwenkbewegung kann die Sensoreinrichtung 14 verformt werden, um die Einklemmkraft zu erfassen und ein entsprechendes elektrisches Signal für eine Steuerungseinrichtung abzugeben.
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Zur Verdeutlichung ist in 1 die Position eines durch eine Einklemmkraft F verschwenkten starren Trägerelements 22 gestrichelt gezeigt.
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Durch die spezielle hebelartige Ausgestaltung und Wirkung des Betätigungsabschnitts 40 lässt sich eine größere Verformung der Sensoreinrichtung 14 erzielen im Vergleich zu einer direkten Einwirkung der Einklemmkraft F auf die Sensoreinrichtung 14. Durch die Freiheit beim Design dieses Hebels 40 lässt sich eine sehr hohe Flexibilität bei der Ausgestaltung des Einklemmschutz-Systems erzielen.
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Die 1 lässt noch erkennen, dass das in X-Richtung gesehen rechte äußere Ende des weiteren starren Trägerelements 22 einen konkaven nach oben gewölbten Abschnitt 42 aufweist. Dieser gewölbte Abschnitt 42 sorgt für einen gewissen Abstand zu dem Fahrzeugteil 16, so dass die Schwenkbewegung in diesem Bereich ohne Kontakt mit dem Fahrzeugteil erfolgen kann.
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Um in diesem Bereich sicher zu gewährleisten, dass die Lippe 26 bei der Schwenkbewegung am Fahrzeugteil 16 entlang gleiten und anliegen kann, ist an der Innenseite der Lippe ebenfalls eine Materialverdünnung 43 vorgesehen, so dass die Lippe 26 die gestrichelt dargestellte Position leichter einnehmen kann.
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Einer der Vorteile dieses Ausführungsbeispiels eines Einklemmschutz-Systems 10 ist darin zu sehen, dass auch eine kleine Einklemmkraft F zu einer großen gut erfassbaren Verformung der Sensoreinrichtung 14 führt. Darüber hinaus ist die Sensoreinrichtung 14 von außen nicht sichtbar und gegenüber äußeren Einflüssen gut geschützt. Darüberhinaus ist das optische Erscheinungsbild von außen einheitlich, da der Anwender nur das weiche Trägerelement 24 sieht.
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Ein etwas modifiziertes Einklemmschutz-System 10 ist in 2 dargestellt, wobei nachfolgend nur auf die Unterschiede gegenüber dem bereits beschriebenen Einklemmschutz-System 10 eingegangen werden soll.
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Der Unterschied liegt in der Ausgestaltung der Sensoreinrichtung, die in diesem Ausführungsbeispiel als im Querschnitt runde Sensoreinrichtung
14' vorgesehen ist. Eine solche runde Sensoreinrichtung
14' ist beispielsweise in
DE 10 2013 104 967 A1 beschrieben. Zur Aufnahme dieser runden Sensoreinrichtung
14' weist das starre Trägerelement
20 einen rinnenförmigen Bereich
44 auf, in den die Sensoreinrichtung
14' eingelegt und sicher gehalten ist.
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Da die Funktionsweise dieses Einklemmschutz-Systems identisch ist zu jenem in 1 kann auf die Beschreibung der weiteren Bestandteile und deren Zusammenwirken an dieser Stelle verzichtet werden.
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Eine weitere Ausführungsform eines Einklemmschutz-Systems ist in 3 gezeigt und mit dem Bezugszeichen 10' gekennzeichnet.
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Dieses Einklemmschutz-System 10' weist ebenfalls ein erstes starres Trägerelement 20' und ein weiteres starres Trägerelement 22' auf. Beide Trägerelemente 20', 22' sind über ein weiches Trägerelement 24' miteinander verbunden. Auch hier ist eine Materialverdünnung zur Ausbildung eines Scharniers 36 im weichen Trägerelement 24' vorgesehen. Damit kann das weitere starre Trägerelement 22' relativ zu dem mit dem Fahrzeugteil 16 fest verbundenen ersten starren Trägerelement 20 verschwenkt werden.
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Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen beiden Ausführungsformen des Einklemmschutz-Systems, bei dem die Sensoreinrichtung ebenfalls ortsfest am ersten starren Trägerelement 20 befestigt ist, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sensoreinrichtung 14 am weiteren starren Trägerelement 22 an dessen Innenseite (Befestigungsseite) angebracht.
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Um die Verformung der Sensoreinrichtung 14 zu erreichen, ist der hebelartige Betätigungsabschnitt 40 am ersten starren Trägerelement 20' vorgesehen, wie dies in 3 gut zu erkennen ist.
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Bei Einwirken einer Kraft F auf das weitere starre Trägerelement 22' wird dieses verschwenkt und bewegt damit die Sensoreinrichtung 14 auf den Betätigungsabschnitt 40, so dass die erforderliche Verformung zur Erfassung der Einklemmkraft erreicht wird.
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Der Hauptunterschied besteht somit bei dieser Ausführungsform darin, dass sich die Relativbewegungen zwischen Sensoreinrichtung und Betätigungsabschnitt gegenüber dem Fahrzeugteil 16 umgekehrt haben. Ansonsten wird auf die Ausführung zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 Bezug genommen.
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Wie bereits erwähnt, wird ein solches Einklemmschutz-System im Bereich von Verschließelementen von Fahrzeugen eingesetzt, um Hindernisse im Bewegungsbereich des Verschließelements erkennen und entsprechend reagieren zu können.
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In 4 ist beispielhaft eine solche Situation dargestellt. In diesem beispielhaften Fall ist das Verschließelement eine Heckklappe 50, die mittels eines Motors geöffnet und geschlossen werden kann. Das Einklemmschutz-System 10 kann nun entweder an der Karosserie im Heckklappenbereich vorgesehen sein oder alternativ an der Heckklappe 50. Befindet sich nun beispielsweise ein Hindernis 60 im Öffnungs- und Schließbereich der Heckklappe, drückt dieses Hindernis 60 beim Schließen der Heckklappe gegen das Einklemmschutz-System 10, so dass die dadurch entstehende Einklemmkraft zu einer Verformung der Sensoreinrichtung 14 führt und diese ein entsprechendes elektrisches Signal an eine Steuereinrichtung abgibt. Diese Steuereinrichtung sorgt dafür, dass der Motor die Heckklappe 50 wieder etwas öffnet.
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Es ist aus dieser kurzen Erläuterung ersichtlich, dass es funktional keinen Unterschied macht, ob das Einklemmschutz-System 10 an der Karosserie selbst oder an der Heckklappe angebracht ist. In beiden Fällen kann das Hindernis 60 erkannt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Einklemmschutz-System
- 12
- Trägereinrichtung
- 14
- Sensoreinrichtung
- 16
- Karosserieteil bzw. Fahrzeugteil
- 18
- Befestigungsclip
- 20
- starres erstes Trägerelement
- 22
- starres weiteres (drittes) Trägerelement
- 24
- weiches (zweites) Trägerelement
- 26
- Lippe
- 28
- Unterseite des weichen Trägerelements bzw. Befestigungsseite
- 30
- Sichtseite
- 32
- Bereich
- 34
- Einschnitt
- 36
- Scharnier
- 40
- Betätigungsabschnitt
- 42
- Wölbung
- 43
- Materialverdünnung
- 50
- Heckklappe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013104967 A1 [0002, 0052]
