DE3030642C2 - Antriebsvorrichtung für einen ausstellbaren Schiebedeckel eines Kraftfahrzeugdaches - Google Patents

Antriebsvorrichtung für einen ausstellbaren Schiebedeckel eines Kraftfahrzeugdaches

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Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen ausstellbaren Schiebedeckel eines Kraftfahrzeugdaches, der von einem Elektromotor über ein Getriebe und mindestens ein Gewindekabel antreibbar ist, das mit einem Ritzel des Getriebes in Eingriff steht, wobei im Stromkreis des Elektromotors eine manuell übersteuerbare Schalteinrichtung mit einem Kontaktarm vorgesehen ist, der in der Schließstellung des Schiebedeckels mit einem Nocken eines Anschlagrades im Sinne einer Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromotor zusammenwirkt, und wobei das als Zahnrad ausgebildete Anschlagrad mit einem mit der Ritzelwelle in Antriebsverbindung stehenden Schaltrad ein Schrittschaltgetriebe bildet, dessen Übersetzung so bemessen ist, daß das Anschlagrad während einer Bewegung des Schiebedeckels aus seiner voll zurückgeschobenen Stellung über die Schließstellung in seine voll ausgestellte Lage einen Weg von höchstens 360° zurücklegt.
Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung dieser Art (DE-GM 76 29 034) entspricht jede Umdrehung des N'ockenzahnrades einer Drehbewegung des Schaltrades um einen vorgegebenen Winkel. In der Praxis zeigt es sich, daß die bekannte Anordnung eine eng tolerierte Herstellung der Getriebeteile notwendig macht, weil durch die große Übersetzung des Schrittschaltgetriebes der für die Betätigung des Endschalters zur Verfugung stehende Schaltweg sehr kurz ist. Außerdem wird das Ansprechverhalten durch die Leicht- oder Schwergängigkeit des Schiebedeckels und durch die die Drehzahl des Elektromotors beeinflussende Außentemperatur bestimmt. Insbesondere bei leichtgängigem Schiebedekkel und relativ hoher Außentemperatur kann es vorkommen, daß der Endschalter in der Schließstellung des Schiebedeckels überlaufen wird, d. h. in der Schließstellung nicht anspricht. Der Schiebedeckel bewegt sich dann in unerwünschter Weise über die Schließstellung hinaus.
Es ist zwar grundsätzlich möglich, den Elektromotor im Bereich der Schließstellung durch eine Kurzschlußschaltung, Gegenpolung oder Betätigen einer Magnetbremse zu verzögern. Derartige elektromechanische Lösungen sind jedoch mit hohem Aufwand verbunden und dementsprechend unbefriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein einwandfreies Schalten des Endschalters gewährleistet und damit Schaltfehler grundsätzlich ausschließt, gleichwohl aber einen besonders einfachen, raumsparenden und konstengünstigen Aufbau hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schrittschaltgetriebe mit Getriebeelementen zum Verlängern des vom Anschlagrad im Bereich der
Schließstellung des Schiebedeckels ausgeführten Schaltschrittes ausgestattet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird dem die Stromzufuhr zum Elektromotor in der Schließstellung des Schiebedeckels unterbrechenden Endschalter unabhängig von dem Grad der Leichtgängigkeit des Schiebedeckels und der jeweiligen Außentemperatur ausreichend Zeit zum sicheren Ansprechen gegeben. Eine einwandfreie Funktion ist auch bei weniger eng tolerierten Schaltgetrieben sichergestellt. Jede nachträgliche Justierung des Endschalters wird überflüssig.
Eine konstruktiv besonders einfache Lösung wird durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 erhalten. Das Schaltrad kann unmittelbar auf der Ritzelwelle sitzen. Für eine besonders geringe Belastung des Kontaktarms des Endschalters wird gesorgt, wenn der damit zusammenwirkende Nocken als am Umfang des Anschlagrades angeordneter Negativnocken ausgebildet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Anschlagrad zusätzlich eine Nockenbahn zum Betätigen eines dem Elektromotor zugeordneten Drehzahlumschalters tragen, mittels dessen der Elektromotor von einer der Verschiebung des Schiebedeckels dienenden höheren Drehzahl, während des der Schließstellung unmittelbar vorhergehenden Teils der Verschiebebewegung und während der Ausstellbewegung auf eine niedrigere Drehzahl umschaltbar ist. Dadurch wird nicht nur die zum Betätigen des Endschalters verfügbare Zeitspanne weiter verlängert, sondern auch eine feinfühlige Steuerung der Ausstellbewegung des Schiebedeckel möglich.
Zweckmäßig kann dabei die Nockenbahn derart geformt sein, daß eine Umschaltung auf die niedrigere Drehzahl auch im letzten Teil der Verschiebebewegung vor Erreichen der voll geöffneten Stellung erfolgt. Auf diese Weise wird ein sanfter Einlauf des Schiebedeckels in die Endstellung gewährleistet.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer Antriebsvorrichtung für die der Schließstellung eines Schiebedeckels entsprechende Schaltstellung,
F i g. 2 das Prinzipschaltbild der F i g. 1 in einer Schaltstellung, die einer zurückgeschobenen Zwischenstellung des Schiebedeckels entspricht,
F i g. 3 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugdaches mit dem Schiebedeckel in zurückgeschobener Stellung,
F i g. 4 das Dach nach F i g. 3 mit dem Schiebedeckel in der Schließstellung,
F i g. 5 das Dach nach F i g. 3 mit ausgestelltem Schiebedeckel,
F i g. 6 eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung,
F i g. 7 in größerem Maßstab eine Ansicht des Schaltrades von der in F i g. 6 untenliegenden Seite aus,
F i g. 8 eine Seitenansicht des Schaltrades nach F i g. 7,
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX der Fig. 6,
Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X der F i g. 6,
F i g. 11 eine Seitenansicht des Nockenzahnrads,
Fig. 12 eine Draufsicht auf das Nockenzahnrad nach Fig. 11 und
Fig. 13 ein Diagramm,das die vom Anschlagrad ausgeführten Schaltschritte in Abhängigkeit von der Umdrehung des Schaltrads veranschaulicht.
Entsprechend der Prinzipschaltung nach den F i g. 1 und 2 läßt sich ein Umpolschalter 1, der durch eine nicht gezeigte Federvorrichtung selbsttätig in die Null-Position der Fig. 1 zurückgestellt wird, einerseits gegen Kontakte 2, 3 und andererseits gegen Kontakte 4, 5 schalten. Die Kontakte 3 und 4 sind mit dem Pluspol 15 und die Kontakte 2, 5 mit dem Minuspol 16 der Fahrzeugbatterie verbunden. Die Kontaktarme 11, 12 des Umpolschalters 1 stehen über eine erste bzw. eine zweite Verbindungsleitung 18,2! mit den Anschlußklemmen eines Elektromotors 6 in Verbindung. Der Elektromotor 6 kann daher je nach der Schaltstellung des Umpolschalters 1 in der einen oder der anderen Drehrichtung betrieben werden. Dabei wird der in den F i g. 3 bis 5 dargestellte Schiebedeckel 10 über ein Getriebe 25, mindestens ein drucksteifes Kabel 7, eine Transportbrücke 8 und ein Hebelglied 9 aus einer Dachöffnung 24 entweder aufgestellt oder herausgezogen. In der ersten Verbindungsleitung 18 liegt ein Schalter 14, der von einem Stromstoßrelais 17 betätigt wird. Die Steuerwicklung des Relais 17 ist einerseits mit der ersten Verbindungsleitung 18 zwischen dem Schalter 14 und dem Kontaktarm 11 durch eine erste Anschlußleitung 19 und andererseits mit der Verbindungsleitung 21 über eine zweite Anschlußleitung 20 verbunden. In der Anschlußleitung 20 liegt ein Endschalter 13, der von einem schematisch bei 22 dargestellten Anschlagrad betätigt wird. Das Anschlagrad 22 wird von dem Motor 6 angetrieben und weist einen Negativnocken 22a auf, der in der Schließstellung des Schiebedeckels 10 mit dem Endschalter 13 derart zusammenwirkt, daß eine Verbindung zwischen dem Stromstoßrelais 17 und der Verbindungsleitung 21 besteht (F ig. 1).
Dem Motor 6 ist ein Widerstand 26 vorgeschaltet, der mittels eines Schaltkontakts 27 überbrückt werden kann. Bei offenem Schaltkontakt 27 bewirkt der Widerstand 26 eine Drehzahlabsenkung des Elektromotors 6. Wird der Umpolschalter 1 gegen die Kontakte 2 und 3 geschaltet (Fig. 2), so erhält zunächst das Stromstoßrelais 17 über den noch in der Stellung gemäß Fig. 1 befindlichen Endschalter 13 Strom, wodurch der Schalter 14 geschlossen und der Elektromotor 6 mit den Polen 15,16 verbunden wird. Der Motor 6 treibt über das
4S Getriebe 25 das Kabel 7 an. Der Schiebedeckel 10 wird aus der Schließstellung gemäß Fig.4 in die Öffnungsstellung der F i g. 3 zurückgeschoben. Gleichzeitig wird das Anschlagrad 22 so verstellt, daß der Endschalter 13 öffnet. Bleibt der Umpolschalter 1 betätigt, wird der Schiebedeckel 10 bis in seine Endstellung zurückgezogen. Soll der Schiebedeckel wieder geschlossen werden, wird der Umpolschalter 1 umgelegt. Die Drehrichtung des Motors 6 kehrt sich um. In der Schließstellung des Deckels JO bringt der Negativnocken 22a den Kontaktarm des Endschalters 13 in die in F i g. 1 dargestellte Lage. Das Stromstoßrelais 17 wird erregt und öffnet den Schalter 14, so daß der Elektromotor 6 stromlos wird. Wird der Umpolschalter auf die Kontakte 4 und 5 geschaltet, spricht das Stromstoßrelais 17 erneut an. Der Schalter 14 schließt. Der Motor 6 wird in der Drehrichtung angetrieben, in der der Schiebedeckel 10 gemäß F i g. 5 ausgestellt wird. Das Anschlagrad 22 dreht sich. Der Schalter 13 öffnet.
Das Getriebe 25 weist, wie insbesondere aus den F i g. 6.9 und 10 hervorgeht, ein Getriebegehäuse 30 auf, an das der Elektromotor 6 angeflanscht ist. Die in das Getriebegehäuse 30 hineinragende Motorwelle 31 trägt eine Schnecke 32, die mit einem Schneckenrad 33
kämmt, das auf einer im Getriebegehäuse 30 frei drehbar gelagerten Welle 34 sitzt. Auf einer gleichfalls im Getriebegehäuse 30 gelagerten Exzenterwelle 35 ist ein Zwischenzahnrad 36 frei drehbar. In der in F i g. 6 veranschaulichten Stellung stellt das Zwischenzahnrad 36 eine Antriebsverbindung zwischen dem Schneckenrad 33 und einem Abtriebszahnrad 37 her. Die Exzenterwelle 35 läßt sich über einen Ausrückhebei 3S (F i g. 6) von Hand derart verschwenken, daß das Abtriebszahnrad 37 außer Antriebsverbindung mit dem Schneckenrad 33 und dem Elektromotor 6 kommt. Auf diese Weise kann der Motor 6 bei Störfällen abgekuppelt werden, um den Schiebedeckel 10 notfalls mittels einer Handkurbel (nicht veranschaulicht) zu verstellen, die in eine Sechskantöffnung 39 einer mit dem Abtriebszahnrad 37 drehfest verbundenen Abtriebswelle 40 eir.steckbar ist. Auf der Abtriebswelle 40 ist ein Antriebsritzel 41 zwischen einer Federscheibe 42 und einer Sicherungsscheibe 43 befestigt. Die Federscheibe 42 stützt sich an einer Kabelführung 44 ab, die zwei mit der Transportbrücke 8 verbundene drucksteife Kabel 7 und T in Kämmeingriff mit dem Antriebsritzel 41 hält (Fig. 9). Mit der Abtriebswelle 40 ist ferner auf der dem Antriebsritzel 41 gegenüberliegenden Seite ein Schaltrad 46 fest verbunden, das gemeinsam mit dem im Getriebegehäuse 30 frei drehbar gelagerten Anschlagrad 22 ein Schrittschaltgetriebe bildet.
Das Schaltrad 46 ist, wie im einzelnen aus den Fig. 11 und 12 hervorgeht, an seiner Umfangsfläche mit einer von zwei langen Zähnen 48, 49 begrenzten Zahnlücke
50 versehen. Auf einem Teil 51 seiner Axialabmessung ist das Schaltrad 46 auf einen kleineren Durchmesser d abgesetzt, der etwa dem Fußkreis der Zahnlücke 50 entspricht. Im Bereich des einen größeren Durchmesser D aufweisenden Abschnitts 52 ist das Schaltrad 46 angrenzend an jeden der beiden langen Zähne 48, 49 mit einem kurzen Zahn 53 bzw. 54 ausgestattet, der über einen Teil 55 der Axialabmessung des den größeren Durchmesser Daufweisenden Abschnitts52reicht.
Das mit dem Schaltrad 46 in Eingriff stehende Anschlagrad 22 trägt entsprechend den F i g. 7 und 8 in dem den Schaltschritt für die Schließstellung des Schiebedekkels 10 bestimmenden Bereich drei mittellange Zähne 56, 57, 58. die sowohl mit den langen Zähnen 48, 49 als auch mit den kurzen Zähnen 53, 54 des Schaltrads 46 in Eingriff kommen. In den die Schaltschritte für die Verschiebe- und die Ausstellbewegung bestimmenden Bereichen des Anschlagrades 22 sind abwechselnd lange und kurze Zähne 59 bzw. 60 vorgesehen, wobei an die beiden äußeren mittellangen Zähne 56, 58 jeweils zunächst ein kurzer Zahn 60 in Umfangsrichtung des An rf\-.\n~-nAnr- ΤΪ « »,.,-.Ui: **Ω · TWr* λ uinUkmarrtmn Aar Iriir.
zen Zähne 60 entspricht der Höhe des abgesetzten Teils
51 des Schaltrades 46. An dem die Zähne 56 bis 60 tragenden Teil 61 des Anschlagrads 22 schließt sich in Axialrichtung ein über die Zähne radial vorspringender Bund 62 an. in dem der Negativnocken 22a ausgebildet ist.
An dem Bund 62 liegt der in den F i g. 1 und 2 als Kontaktarm 64 dargestellte Schaltkopf des Endschalters 13. Dabei wird der Schalter 13 gemäß Fig.2 normalerweise offen gehalten. Der Schalter 13 wird in die Schließstellung der Fig. 1 gebracht, wenn dem Kontaktarm 64 der Negalivnoeken 22./ gegenübersteht.
Das Anschlagrad 22 trägt auf der von dem Teil 61 axial abliegenden Seite des Bunds 62 ferner eine Nokkenbahn 65 zur Betätigung eines Schaltarmes 66 eines den Schaltkontakt 27 bildenden Schalters 67. Die Nokkenbahn 65 ist derart geformt, daß der Schaltkontakt 27 während des dem Erreichen der Deckelschließstellung unmittelbar vorhergehenden Teils der Verschiebebewegung, während des letzten Teils der Verschiebebewegung vor Erreichen der voll geöffneten Deckelstellung und während der Ausstellbewegung des Schiebedeckels 10 von einer der Verschiebung des Schiebedeckels dienenden höheren Drehzahl auf eine niedrigere Drehzahl umschaltbar ist.
Befindet sich beispielsweise der Schiebedeckel 10 in der Offenstellung gemäß F i g. 3 und wird durch Betätigen des Umpolschalters 1 der Elektromotor 6 in der Drehrichtung in Bewegung gesetzt, die der Schließbewegung des Schiebedeckels 10 entspricht, wird das Schaltrad 46 über die Schnecke 32, das Schneckenrad 33, das Zwischenzahnrad 36 und das Abtriebszahnrad 37 in Fig.6 im Uhrzeigersinn kontinuierlich angetrieben. Wenn im Verlauf einer Umdrehung des Schaltrads 46 die Zahnlücke 50 mit einem der langen Zähne 59 des Anschlagrads 22 in Eingriff kommt, wird das Anschlagrad 22 zur Ausführung eines Schaltschrittes veranlaßt, der beispielsweise einem Drehwinkel des Anschlagrads 22 von 24° entspricht. Entsprechend der Darstellung nach Fig. 13 führt das Anschlagrad 22 mit jeder Umdrehung des Schaltrades 46 einen solchen Schaltschritt aus, bis in der der Schließstellung des Schiebedeckels 10 entsprechenden Winkellage des Anschlagrads 22 die die Zahnlücke 50 begrenzenden, langen Zähne 48,49 sowie die kurzen Zähne 53, 55 des Schaltrads 46 mit den mittellangen Zähnen 56 bis 58 des Anschlagrades 22 in Eingriff kommen. Dies hat zur Folge, daß für die betreffende Umdrehung des Schaltrads 46 das Anschlagrad 22 zu einem Schaltschritt veranlaßt wird, der doppelt so lang wie ein normaler Schaltschritt ist und im vorliegenden Ausführungsbeispiel 48° beträgt. Infolgedessen kann der Negativnocken 22a verhältnismäßig breit gehalten werden. Der Endschalter 13 wird in der Schließstellung des Schiebedeckels 10 mit Sicherheit zum Ansprechen gebracht, auch wenn z. B. aufgrund hoher Außentemperaturen und relativ großer Leichtgängigkeit des Schiebedeckels eine vergleichsweise rasche Versteiibewegung des Schiebedeekels folgt. Wird der Schiebedeckel 10 anschließend ausgestellt (F i g. 5 und linker Teil des Diagramms der Fig. 13) entspricht während der Ausstellbewegung eine Umdrehung des Schaltrads 46 wiederum einer Schrittbewegung des Anschlagrads 22 um einen normalen Schaltschritt von z. B. 24C.
Die Stillsetzung des Motors 6 in der Offenstellung der F i g. 3 oder der Ausstellage gemäß F i g. 5 kann auf verschiedenartige Weise erfolgen. Beispielsweise kann ein Stromdetektor vorgesehen sein, der einen Anstieg des Motorstroms erfaßt, sobald der Schiebedeckel 10 die durch mechanische Anschläge vorgegebenen Endlagen erreicht, und der daraufhin die Stromzufuhr zum Motor 6 unterbricht. Gegebenenfalls kann auch einfach mit einer Rutschkupplung zwischen Motor und Antriebsritzel 41 gearbeitet werden. Des weiteren ist es möglich, den Motor 6 durch Betätigen des Endschalters 13 über zusätzliche Nocken des Anschlagrades 22 in den Dekkelendlagen zu stoppen. Im letztgenannten Fall kann durch Verwendung zusätzlicher mittellanger Zähne (entsprechend den Zähnen 56 bis 58 des Anschlagrades 22 für eine Schaltschrittvergrößerung auch in diesen Deckclcndlagenbereichen gesorgt werden.
b5 Während in den Prinzipschaltbildern der F i g. 1 und 2 zur Drehzahlumschaltung ein Vorwiderstand 26 dient, kann u. a. ein polumschaltbarer Elektromotor vorgesehen werden, bei dem die Polumschaltung über einen
dem Schaltkontakt 27 entsprechenden Schalter erfolgt.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Verwendung eines Stromstoßrelais 17 gemäß den Fig. 1 und 2 beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, den Endschalter 13 unmittelbar in den Motorstromkreis zu legen und einen manuell betätigbaren Schalter vorzusehen, der ein wahlweises Überbrücken des geöffneten Endschalters erlaubt.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
15
20
25
30
40
45
50
55
60

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Antriebsvorrichtung für einen abstellbaren Schiebedeckel eines Kraftfahrzeugdaches, der von einem Elektromotor über ein Getriebe und mindestens ein Gewindekabel antreibbar ist, das mit einem Ritzel des Getriebes in Eingriff steht, wobei im Stromkreis des Elektromotors eine manuell übersteuerbare Schalteinrichtung mit einem Kontaktarm vorgesehen ist, der in der Schließstellung des Schiebedeckels mit einem Nocken eines Anschlagrades im Sinne einer Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromotor zusammenwirkt, und wobei das als Zahnrad ausgebildete Anschlagrad mit einem mit der Ritzelwelie in Antriebsverbindung stehenden Schaltrad ein Schrittschaltgetriebe bildet, dessen Übersetzung so bemessen ist, daß das Anschlagrad während einer Bewegung des Schiebedeckels aus seiner voll zurückgeschobenen Stellung über die Schließstellung in seine voll ausgestellte Lage eint π Weg von höchstens 360° zurücklegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrittschaltgetriebe (22,46) mit Getriebeelementen (53,54,56,57,58) zum Verlängern des vom Anschlagrad (22) im Bereich der Schließstellung des Schiebedeckels ausgeführten Schaltschrittes ausgestattet ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (46) an seiner Umfangsfläche mit einer von zwei langen Zähnen (48,49) begrenzten Zahnlücke (50) versehen, auf einem Teil (51) seiner Axialabmessung auf einen etwa dem Fußkreis der Zahnlücke (50) entsprechenden kleineren Durchmesser ^abgesetzt und im Bereich seines größeren Durchmesser (D) aufweisenden Abschnittes (52) angrenzend an jeden der beiden benachbarten langen Zähne (48, 49) mit mindestens einem kurzen Zahn (53, 54) versehen ist, der über einen Teil (55) der Axialabmessung des größeren Durchmesser (D) aufweisenden Abschnittes (52) reicht, und daß das Anschlagrad (22) als Gegenzahnrad dazu in dem den Schaltschritt für die Schließstellung des Schiebedeckels (10) bestimmenden Bereich eine Folge von drei oder mehr mit den beiden langen Zähnen (48, 49) und den benachbarten kurzen Zähnen (53,54) des Schaltrades (46) in Eingriff bringbaren Zähnen (56, 57, 58) trägt, während in den die Schaltschritte für die Verschiebe- und die Ausstellbewegung bestimmenden Bereichen des Anschlagrades (22) abwechselnd lange und kurze Zähne (59, 60) vorgesehen sind, wobei die Axialabmessung der kurzen Zähne (60) der Höhe des abgesetzten Teils (51) des Schaltrades (46) entspricht.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (46) auf der Ritzelwelle (Abtriebswelle 40) sitzt.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Kontaktarm (64) des Endschalters (13) zusammenwirkende Nocken als am Umfang des Anschlagrades (22) angeordneter Negativnocken (22a) ausgebildet ist.
5. Antriebsvorrichtung nach einer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansehlagrad (22) zusatzlich eine Nockenbahn es (65) zum Betätigen eines dem Elektromotor (6) zugeordneten Diehzahlunischalters(27,67) trägt, mittels dessen der Elektromotor (6) von einer der Verschiebung des Schiebedeckels (10) dienenden höheren Drehzahl während des dem Erreichen der Dekkelschließstellung unmittelbar vorhergehenden Teils der Verschiebebewegung und während der Ausstellbewegung auf eine niedrigere Drehzahl umschaltbar ist.
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Nockenbahn (65) derart geformt ist, daß eine Umschaltung auf die niedrigere Drehzahl auch im letzten Teil der Verschiebebewegung vor Erreichen der voll geöffneten Deckelstellung erfolgt.
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