Mayser

Innovative Einklemmschutz-Systeme von Mayser

Automatisch betriebene Autofenster und
Schiebedächer – die klassische Handkurbel
hat in der Automobilbranche schon längst
ausgedient. Inzwischen gehört der elektrische
Fensterheber bei Neuwagen in der Regel zur
Serienausstattung, zunehmend auch mit
Automatikfunktionen. Doch neben dem
Wunsch nach mehr Komfort für den
Autofahrer wächst auch das Bedürfnis nach
Sicherheit, denn jede Automatikfunktion birgt
auch gewisse Risiken in sich. So gehören
inzwischen Schlagzeilen wie "Kind von
elektrischem Fensterheber erwürgt" gottlob zu
den Ausnahmen, zeigen jedoch, wie wichtig
ein effizienter und zuverlässiger
Einklemmschutz ist. Zu den Pionieren in
Sachen Einklemmschutz gehört die Mayser
GmbH & Co. KG in Ulm, ein Spezialist für
Sicherheitstechnik. Schon seit Anfang der
90er-Jahre beliefert Mayser die
Automobilindustrie mit Komponenten zur
Absicherung elektrisch betriebener Fenster,
Schiebedächer oder Heckklappen. Was
zunächst für die 7er-Reihe von BMW
entwickelt wurde, kommt heute in zahlreichen
Automodellen zum Einsatz: vom BMW X5 bis
hin zum Chrysler Voyager, Lancia Thesis, Alfa
147 oder dem neuen Fiat Stilo.
Richtungsweisend ist die neueste
Entwicklung von Mayser, ein berührungslos
wirkendes Schutzsystem (BWS), das mittels
Ultraschall-Sensorik das Einklemmen von
Körperteilen oder Gegenständen verhindert.

Bislang gibt es zwei gängige Systeme, mit
denen der Einklemmschutz (EKS) in
Automobilen umgesetzt wird. Die eine
Möglichkeit ist die des elektronisch
kontrollierten Fensterhebers. Hierbei wird
ständig die Kraft gemessen, die nötig ist um
das Fenster zu bewegen. Wird eine
signifikante Abweichung gemessen, stoppt
der Motor und die Scheibe wird in die
Gegenrichtung bewegt. Die zweite Möglichkeit
ist der taktile Sensor, der sich durch eine
extrem kurze Reaktionszeit, eine äußerst
geringe Störanfälligkeit und damit einem
konstanten Schaltverhalten auszeichnet.
Seine Funktion ist vergleichsweise einfach:
entweder direkt in die Fensterdichtung
integriert oder in einem zusätzlich
angebrachten Gummiprofil befinden sich zwei
elektrisch leitende Flächen. Im
Normalzustand sind die beiden Flächen
voneinander isoliert. Bei Krafteinwirkung auf
das Profil, also wenn etwas zwischen
Scheibe und Fensterdichtung gerät, wird der
Kontakt geschlossen und die Bewegung der
Scheibe gestoppt bzw. reversiert. Eine
Reaktion erfolgt bereits auf geringfügigen
Druck. In Vergleichstests lösen die Mayser-
Sensoren schon unter circa 30 Newton die
Sicherheitsautomatik aus und liegen damit
weit unter den Sicherheitsanforderungen von
maximal 100 Newton.

Eine weitere Entwicklung von Mayser ist ein
berührungslos wirkendes Schutzsystem
(BWS), das auf Ultraschall-Sensorik basiert.
Eine ganz spezielle Herausforderung ist unter
anderem die Absicherung von Cabriolets.
Hier ist ein Einsatz von taktilen Sensoren nicht
möglich, da bei geöffnetem Verdeck die
hierfür notwendige Gegenschließkante fehlt.
Und Scher- und Quetschgefahren an der A-
Säule bleiben dennoch bestehen. Gerade für
Cabriolets bietet die Ultraschall-Sensorik
deshalb die ideale Lösung des Problems.
Weitere Anwendungen gibt es im Bereich der
elektrisch betriebenen Heckklappen und
Schiebetüren.

Die von Mayser entwickelte Ultraschall-
Sensorik funktioniert im Grunde ganz einfach:
ein schmales, vorhangartiges Ultraschallfeld
wird erzeugt und auf den zu sichernden
Bereich (z.B. die Heckklappe) ausgerichtet.
Der große Vorteil dieses Systems: die
Reaktion erfolgt, noch bevor eine Berührung
und damit ein Einklemmen stattfindet.

Seit mehreren Jahren arbeitet Mayser im
Bereich Arbeitssicherheit mit der
Ultraschalltechnik und verfügt deshalb über
ein großes Know-how in diesem Bereich.
Das Grundprinzip aller
Ultraschallanwendungen liegt in der Echo-
Laufzeitmessung, bei der sich aus den
gewonnenen Daten die Entfernung des
Reflektors berechnen lässt. Diese Echo-
Laufzeitmessung ist die einfachste Form der
Ultraschallmesstechnik und genügt deshalb
nur einfacheren Anwendungen wie z.B. der
Rückfahrhilfe. In der wesentlich komplexeren
Anwendung für den Einklemmschutz dient die
Echo-Laufzeitmessung zur Bestimmung der
Messdistanz. Ergänzt werden die Daten der
Laufzeitmessung durch eine Echo-
Amplitudenmessung. Dieses spezielle
Verfahren wurde von Mayser entwickelt und
bereits zum Patent angemeldet. Ein ebenfalls
von Mayser entwickelter Ultraschallwandler
sichert bei diesem Schutzsystem zum
Beispiel eine Fensterscheibe mit Hilfe von
Ultraschall mit fächerförmiger
Richtcharakteristik ab, der Bereich der
möglichen Einklemmung wird durch dieses
Strahlenfeld überwacht. Der Wandler wird
dabei sowohl für den Sende- als auch für den
Empfangsbetrieb benützt und zeichnet sich
durch eine besonders hohe Empfindlichkeit
aus. Ein Microcontroller wertet die
Echohüllkurve aus und zeigt sofort an, wenn
die Ultraschallwellen eine deutlich erhöhte
Reflexion aufweisen und damit der
gemessene Wert von der Norm abweicht.
Dies ist der Fall, wenn das Strahlenfeld zum
Beispiel durch eine Hand durchbrochen wird.
Die Bewegung der Fensterscheibe oder
Seitentür wird sofort gestoppt und reversiert,
noch ehe eine Berührung erfolgt ist.

Auch die geringe Baugröße zeichnet den
Ultraschallwandler als ideale Komponente für
Überwachungssysteme aus. Die gesamte
Elektronik ist auf solch minimale
Abmessungen reduziert, dass sie zusammen
mit der Keramik vergossen werden kann. Die
Piezokeramik, die im Siliconmantel gefasst
ist, lässt sich in beliebig geformte Gehäuse
einbetten. So kann man z.B. den Sensor
kaum wahrnehmbar im Spiegeldreieck
integrieren. Das Schallfeld ist dabei im
rechten Winkel zur Fensteroberfläche so weit
reduziert, dass Bewegungen des Fahrers,
bzw. Beifahrers in normaler Sitzposition nicht
vom Schallfeld erfasst werden. Das System
ist unempfindlich gegen Fremdgeräusche wie
z.B. laute Musik oder Zugluft und ebenso
gegen Umwelteinflüsse wie Regen oder
Hagel. Auch bei einer Fahrt über Holper- oder
Schlaglochstrecken erfolgt keine Reaktion.
Die Integration der Echohüllkurve bietet
zudem auch eine weit höhere Sicherheit
gegen ultraschallfrequente Störstrahlung.
Erfreulicher Doppelnutzen dieses Systems:
die einzelnen Sensoren können über ein
Bussystem vernetzt werden. So kann beim
Abstellen des Fahrzeugs auf Innenraum-
überwachung (Alarmanlage) umgeschaltet
werden und die Sensorik so zusätzlich als
Diebstahlschutz genutzt werden.

Wie zuverlässig die EKS-Systeme von Mayser
funktionieren, zeigt auch der Erfolg auf dem
amerikanischen Markt. Hier legt man zwar
sehr viel Wert auf Komfort, automatisierte
Systeme spielten aber bislang kaum eine
Rolle, weder beim Fensterheber, noch bei
anderen Anwendungsgebieten. Eine
Tatsache, die nicht zuletzt auch im
amerikanischen Schadensersatzrecht
begründet sein dürfte, das bei Fehlfunktionen
in der in der Regel dramatische
Schadensersatzforderungen zur Folge hat. Mit
dem BMW X5 und dem Chrysler Voyager gibt
es jedoch jetzt auch Beispiele für ein
Umdenken auf dem amerikanischen Markt.
Sowohl die Seitenfenster beim X5 als auch
die hydraulische Heckklappe des Chryslers
sind mit Einklemmschutzsystemen von
Mayser ausgestattet und zeigen, dass diese
Systeme inzwischen auch für einen
besonders sicherheitssensiblen Markt wie
dem amerikanischen geeignet sind.

Die seit Jahren bewährten Mayser-EKS-
Systeme sind für vielfältige Einsatzgebiete
ausgelegt. Neben dem Einsatz im
Automobilbereich (Seitenfenster,
Schiebedächer, Schiebetüren, Heckklappen,
Cabriolets) finden sie auch Einsatz in Türen
von Fahrzeugen des öffentlichen Nahverkehrs
(Busse, Straßenbahnen und U-Bahnen) in
zahlreichen deutschen Städten.

Autor: Brigitte Zingler