CN102282380A - 用于固定在壁的孔中的固定装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于固定在车辆壁的孔中的固定装置(200)，其中，所述固定装置(200)具有带有至少一个支架凸出部(220)的支架元件(210)。此外，所述固定装置(200)包括带有至少一个保持翼(240)的保持元件(230)，所述保持翼用来将所述固定装置(200)固定在壁上，其中，所述保持元件(230)被设置成为了固定所述固定装置(200)相对于所述支架元件(210)可旋转地穿过所述支架元件(210)，并且所述支架凸出部(220)被设计用于阻止所述支架元件(210)旋转。

Description

用于固定在壁的孔中的固定装置和方法
技术领域
本发明涉及一种依据权利要求1的用于将元件固定在壁的孔中的固定装置以及一种依据权利要求12的用于将固定装置固定在壁上的方法。
背景技术
部件特别是传感器(例如用于汽车约束系统的传感器)在汽车工业中通过不同的方式固定在车辆上。典型地，采用如拧紧、铆接和粘接那样的固定方式。特别是对于在安全性非常关键的应用场合如气囊系统中的传感器，可靠的安装是决定性的。一方面，必须确保在离开工厂时安装正确。但同时传感器必须在整个使用寿命期间，在修理以及类似的情况下同样可靠地保持安装在正确的位置和方向上或者能可靠地更换。
因此，在目前的例如通过拧紧固定的传感器中，在很多情况下记录安装过程。这可以例如通过以下方式进行，即，通过在传感器的拧紧过程中监测并记录转矩和转角。
由文献DE 199 23 985A1已知一种传感器组件，在该传感器组件中，用于侧面冲撞检测的气压传感器的壳体通过紧固件例如螺钉固定在车辆中的壁上。
发明内容
本发明提供了一种用于固定在车辆壁的孔中的固定装置，其中，所述固定装置具有下列特征：
-带有至少一个支架凸出部的支架元件；以及
-带有至少一个保持翼的保持元件，所述保持翼用来将固定装置固定在壁上，其中，保持元件被设置成为了固定所述固定装置相对于支架元件能旋转地穿过支架元件，并且支架凸出部被设计用于阻止支架元件旋转。
此外，本发明提供了一种用于固定一种固定装置的方法，该固定装置用来将元件固定在车辆壁的孔中，其中，所述固定装置具有带有至少一个支架凸出部的支架元件和带有至少一个保持翼的保持元件，保持翼用来将所述固定装置固定在壁上，其中，保持元件被设置成为了固定所述固定装置相对于支架元件可旋转地穿过支架元件，并且支架凸出部被设计用于阻止所述支架元件旋转，其中，所述方法包括下列步骤：
-将所述支架凸出部和所述保持元件插入在壁中的孔中；以及
-使所述保持翼相对于所述支架元件旋转，以将所述固定装置锁紧在所述壁上，其中，所述支架凸出部阻止所述支架元件旋转。
本发明基于下列认识：简单且同时可靠的用于将元件固定在壁上的固定方案通过设计具有保持翼的固定方案产生，所述保持翼在固定在壁的背面上时旋转，固定装置要固定在该壁上。在固定之前，保持翼旋转到一个位置，在该位置所述保持翼可以穿过长形的孔(开口)插到壁中，然后在该壁的背面上旋转所述保持翼。为了使固定装置在固定过程中不能相对于壁旋转，可以在(在固定状态下固定在壁上的)支架元件上设置支架凸出部，该支架凸出部例如接合在孔中。在支架元件或者保持元件上可以固定其他的元件例如传感器，该传感器要保持在精确地预先确定的位置中。通过根据卡口式连接的方式构造锁紧装置，没有其他的元件如螺钉来固定所述固定装置，依据本发明的方案也行得通。同时，通过压紧和旋转保持元件可以提供非常快速的用来将元件固定在壁上的固定方案。
依据本发明的方案提供了下列优点：固定装置在结构上非常简单地进行构造。此外，可以通过简单的制造方法例如塑料注塑工艺制造需要的元件，从而也可以便宜地进行制造。同时，依据本发明的方案确保，使固定装置(和可能固定在其上的元件)在固定过程中或者固定过程之后可靠地保持在预先确定的位置，从而之后几乎不可能从对准位置中滑落。
在本发明的一种有利的实施方式中，保持元件具有多个保持翼。这提供了下列优点：一方面在固定时获得保持力在壁的背面上的均匀分布，同时进一步降低了固定装置滑落的几率。另一方面，设置至少两个保持翼还确保了保持元件的稳定性，从而在保持翼中的一个损坏时不必担心功能严重损坏。
所述至少一个保持翼还具有多个厚度不同的区域。这提供了下列优点：一方面可以固定在不同壁厚的壁上，另一方面还可以施加不同的压紧力到壁上。
在本发明的另一实施方式中，所述至少一个保持翼可以在厚度剖面中呈斜面。这在拧紧保持翼时提供了有利条件，因为该保持翼通过斜面自锁并且将固定装置拉到壁上并且将固定装置固定在壁上。
为了确保孔的密封防止污物或者液体进入，固定装置此外还可以具有密封元件，该密封元件被设计用于流体密封地封闭在壁中的孔。
依据另一实施方式，所述至少一个保持翼的厚度还可以被设计成用于在识别保持翼的位置时对固定装置的方向进行编码。这提供了下列优点：简单地通过识别独特的保持翼可以实现固定装置在安装时的定位或者说对准，从而可以不需要对该位置进行附加的编码或者标记。
依据本发明的另一实施方式，支架凸出部被设计用于在插入孔中时提供辅助，其中，支架凸出部从支架元件延伸直至遮盖保持翼的外边缘。这为保持翼提供了保护，防止在插入孔中时损坏，并且这还在能看见孔的视角被遮盖的情况下使安装工人更容易地将固定装置插入孔中。
在本发明的另一实施方式中，支架元件或者保持元件还可以具有机械单元，该机械单元被设计用于通知使用者保持元件相对于支架元件旋转了预先确定的角度。这提供了下列优点：可以通过结构简单的元件在固定所述固定装置时通知安装工人，保持翼已经旋转到确保可靠保持的位置。
在本发明的另一实施方式中，支架元件和/或保持元件还可以具有保护元件，该保护元件被设计用于在保持翼处于未固定状态的位置上锁定用来接触传感器的插塞连接装置，并且在保持翼相对于保持翼的上述位置旋转了预先确定的角度时解除用来接触传感器的所述插塞连接装置的锁定。这使得可以通知固定装置的安装工人固定装置还未正确地安装。如果通过这种方式阻止了对用来接触传感器的插塞连接装置的插接解除锁定，必须在其他的工序之前重新调整固定装置，从而可以确保可靠的固定。
支架元件和/或保持元件具有至少一个闭锁单元，该闭锁单元被设计用于将保持元件在到达预先确定的位置之后保持在该预先确定的位置。通过这种方式能有利地防止以下情况：固定装置又会从已到达的期望位置旋转出并由此可靠的固定又会松开。
也可以设置带有固定装置的传感器元件，如在上面的实施方案中所描述的。这提供了下列优点：在这种结构中能确保传感器元件的特别可靠的位置和方向并且由此尽可能好地确保传感器元件的功能。
附图说明
下面依据附图示例性地对本发明进行详细阐述。附图中：
图1示出了在壁中的孔的孔图的两个视图，固定装置可以插入并固定在所述孔中；
图2示出了本发明一种实施例的立体图；
图3示出了本发明按照图2的实施例在安装在支架中时的立体图；
图4示出了本发明的在图3中示出的实施例的另一立体图，其中，一部分以剖视图示出；
图5从不同的视角示出了本发明实施例的视图；
图6示出了本发明的在图5中示出的实施例的视图，其中，给出了用于该实施例的一种可能实施方式的标注尺寸；
图7示出了在图5或图6中示出的实施例的横截面视图；
图8示出了本发明实施例的立体图，其中，闭锁元件防止固定装置在达到预先确定的位置后旋转；
图9示出了本发明实施例的立体图，其中，安装辅助装置确保快速且可靠地将依据本发明的固定装置安装到在壁中的孔中；并且
图10示出了本发明的方法实施例的流程图。
可能给出的尺寸和比例仅是示例性的，从而本发明并不局限于这些尺寸和比例。相同的或者类似的元件用相同的或者类似的附图标记表示。此外，附图的各图、附图描述以及权利要求包含很多的组合的特征。在此，对于专业领域技术人员清楚的是，也可以单独地考虑这些特征或者可以将这些特征总结成其他的、这里未明确描述的组合。
具体实施方式
特别地，本发明的目的是设计一种传感器或者说一种固定装置，使得不需要附加的紧固件就可以安装固定装置，该固定装置可以支撑一个传感器。同时，安装应简单且可靠，以在机械上尽可能地防止错误安装或者说使之变得困难。此外，本发明的目的是，设计一种固定装置或者说一种传感器，使得该传感器可以通用并且例如可以安装在不同材料厚度的门支架上。
此外，在气囊压力传感器的例子中对本发明进行详细描述。但是本发明可用于其他的传感器类型和应用场合。在气囊压力传感器中出现下列应用情况：传感器安装在车辆的侧门中，以在那里在侧面碰撞的情况下检测门的变形。
本发明主要基于将卡口式固定方式应用于传感器以及改进。特别地借助于固定装置(或者传感器)或者固定在固定装置上(或者在传感器上)的部件相对于所述门支架或者相对于其他的支架或者具有相应几何结构的壁的旋转运动进行固定。在支架中或者在壁中应仅设有允许“卡口式固定”的孔图，如果期望传感器具有相对于支架的密封功能，该孔图应提供围绕固定孔的足够平坦的规定的表面。
固定装置或者传感器在此例如由两个可相对彼此旋转的部件组成，其中，一个部件在安装时相对于支架旋转，然而另一个部件牢牢地固定在支架中并且在安装时相应地不被旋转。
在此，本发明的解决方案的优点总结如下：
●传感器的安装可以不需要附加的紧固件。
●可以实现将传感器安装在不同厚度的支架或者壁上。
●在传感器上可以安装使简单地穿入孔图中以及简单且可靠的安装成为可能的装置。这是机械式穿入辅助装置(斜面)、用于使安装仅有一种可能的机械式编码装置(防止错误旋转安装的保护装置)、机械式固定装置和闭锁装置以及通过光学、触觉和/或声学地反馈给操作者实现对安装过程进行控制的装置。
●传感器的安装例如借助于卡口式连接方式的锁紧元件实现；由此保持力通过不可弯曲和结实的机械装置施加。
●传感器可以这样设计，使得只有当传感器已正确地以足够的转角安装在支架中时，才可能接触连接器。只要旋转运动未完全执行，连接器被机械锁定。同时可以这样设计，当配对连接器插在传感器上时，传感器因为被机械锁定而不可能从支架中旋转出。
●在传感器上可以安装单个或多重旋转闭锁装置，只要传感器未被压紧在支架上，旋转闭锁装置不允许传感器的两个部件相对旋转。因此，使通过传感器部件在任意位置上旋转而引起的错误安装或者连接器锁定解除变得困难，或者说避免这样的情况发生。
本发明的优点概括为：这种固定装置以及这样设计的传感器可以可靠且简单地安装，而不需要附加的辅助装置。
在附图中示例性地详细地示出了作用原理。
首先图1示出了在支架或者壁中的孔的孔图的两个视图，其中，依据本发明的固定装置可以插入壁105的这个孔100中。孔100这样构造，使得该孔围绕本来的中央孔100具有不同宽度的旁侧区域110，固定装置的保持翼可以延伸穿过这两个旁侧区域。旁侧区域110在此不一样宽，从而通过保持翼的宽度，在插入壁105中的孔100中时可以对固定装置的位置进行编码。
图2以立体图示出了本发明的实施例。固定装置200例如可以是传感器的支架或者是传感器本身，该固定装置包括用于平放在支架或者壁上的支架元件210，其中，支架元件包括支架凸出部220。此外，固定装置200具有带有保持翼240的保持元件230。保持元件230相对于支架元件210可旋转地设置，从而保持元件230的旋转轴线延伸穿过支架元件210。
支架凸出部220在该实施例中被设置为用于将固定装置200安装在壁105的孔100中的穿入辅助装置，使得所述支架凸出部将保持翼220的最外面的区域盖住，并且因此不仅在插入到孔中时保护所述保持翼而且当在壁中的孔例如被支架元件210遮盖时在安装时提供导向作用。支架凸出部220或者两个支架凸出部220可以类似于两个保持翼240是不一样宽，从而同样可以通过支架凸出部240对固定装置200的位置进行编码。
在此，保持翼240可以根据孔100的旁侧区域110的不同宽度进行构造，以确保在安装时对固定装置的位置或者方向的编码。由图2同样可见，保持翼240具有不同厚度的不同局部区域，以能够简单地接合到不同壁厚的壁中，而为此不需要不同的固定装置。在图2中还可以看到密封元件250，该密封元件呈环形地围绕支架元件210的边缘设置并且可以相对于液体或者气体流体密封地封闭开口或者说孔100。此外，在图2中还可以看到保护元件260，该保护元件可以固定在支架元件210或者(在图2的视图中不可见)固定在保持元件230上。保护元件260这样构造，使得插塞连接接口270只有在保持元件相对于支架元件210旋转之后才被解除锁定，由此与安装在固定装置上的传感器的插塞连接方案只有在经过正确的旋转并保持元件230由此被锁紧之后才是可行的。
为了可以补偿在支架厚度/壁厚中的公差以及不平整度，可以使用两种补偿机构。首先，可以将卡口翼或者说保持翼240实施为多台阶的，如已在图2中所示。因此与孔图的相应调整的内径100相结合，可以改变固定装置200或传感器的压紧程度或者改变可能的壁厚(支架厚度)。这由图1和接下来描述的图7可见。其次，可以在固定装置/传感器200和壁/支架105之间设置密封装置250或者可压缩的补偿元件，该补偿元件实现了在支架厚度变化较小时或者在支架中有不平整时在有限的范围内进行补偿。
在图3中示出了本发明实施例的安装状态。在此，在这里的例子中被设计为插入辅助装置或者说穿入辅助装置的支架凸出部220与保持元件230的保持翼240一起插入壁105中的孔100更确切地说旁侧区域110中。在图3中示出了在从壁105的背面插入之后的状态。
在图4中可以看到固定装置在将保持元件230和支架凸出部220放入或者说插入到壁105的孔100中之后的侧视图。在此，也可看见保护元件在支架元件210上的布置，从而在旋转保持元件230时保护元件260解除插塞连接装置270的锁定。替代地，支架元件210也可以相对于保持元件230旋转；仅需确保，保持翼220在壁105的背面上旋转并且结果使得固定装置200锁紧在壁105中。
在图5中示出了与外部插头500连接的插塞连接装置270的这种锁定解除，其中，在图5的左侧视图中以侧视图(下面的视图)和俯视图(上面的视图)示出了在固定到壁中之前或者说在保持元件230相对于支架元件210旋转之前的布置，并且在图5的右侧视图中示出了在保持元件210相对于支架元件230正确地旋转之后的布置。在此，还可见，插塞连接装置270只有在旋转了预先确定的角度之后才可能被解除锁定，因为保护元件260只有在旋转了该预先规定的角度之后才解除用来插上连接器500的插塞连接装置270的锁定。
图6示出了具体的可行设计方案，并标注固定装置或者传感器(如在图5中所示)的尺寸。
图7示出了依据如也在图2至6中示出的实施例的固定装置的示意性横截面视图。
图8以不同程度放大的立体视图示出了在固定装置200中的闭锁元件800。为了在没有正确安装的情况下避免固定装置200相对于连接器锁定装置260旋转，而设置分别示出的闭锁元件。闭锁元件800在此这样构造，使得闭锁元件在旋转支架元件210或者保持元件210时在到达预先确定的最终位置时卡紧，并且由此激活闭锁功能，该闭锁功能防止保持元件230或者支架元件210倒转。
在图9中以不同的立体图形象地示出了可能的安装辅助装置，这些安装辅助装置例如为导向部或在规定的终端挡块910旁边的卡紧部900。
此外，在图10中示出了本发明的方法实施例的流程图。方法1000被设计用于固定一种固定装置200，该固定装置用来将元件固定到壁105中的孔100中，其中，固定装置200具有带有至少一个支架凸出部220的支架元件210和带有至少一个保持翼240的保持元件230，保持翼用来将固定装置固定在壁上，其中，保持元件230被设置成为了固定所述固定装置200相对于支架元件210可旋转地穿过支架元件210，并且支架凸出部220被设计用于阻止支架元件210在壁105中旋转。方法1000包括将支架凸出部和保持元件插入到在壁中的孔中的第一步骤1010和使保持翼相对于支架元件旋转的第二步骤1020，以将固定装置锁紧在壁上，其中，支架凸出部阻止支架元件旋转。
总之，需要说明的是，传感器或者说用于传感器的固定装置，如上面已经指出，可以由两个或者更多可相对旋转的部件组成。在列举的例子中，传感器被设计成：传感器200具有所谓的密封板250，该密封板例如可以简单地套在传感器200上(见图5和图8)。密封板250可以具有固定环，该固定环在传感器200的交货状态下与固定在传感器上的卡口翼240邻接(见图2、3、4、8和9)。在穿入到在支架105中的孔100中时，固定环220和卡口翼240穿过孔100或者说110插入。之后，例如固定在保持元件230上的传感器相对于密封板250(该密封板例如设置在支架元件210上)以及支架105旋转一定的角度。在此，密封板250由于固定环220牢固地固定在支架105上并且不会旋转。在这种情况下，固定环构成支架凸出部220。这使得能够使用可弯曲的密封件或者可压缩的补偿元件并且避免了在安装时剪切力作用在可能不大结实的可弯曲的结构上。在旋转传感器时，卡口翼240在支架材料上围绕内径旋转并且如此将传感器锁紧在支架中。在此，卡口翼240可以由斜面构成，使得卡口翼在固定传感器时被拉到支架上，因此该传感器再次更牢固地被固定。在列举的例子中，在传感器上的卡口连接部在固定时将密封板夹紧在支架和传感器之间。
在固定环或者说支架元件210上设置穿入辅助装置/斜面220，穿入辅助装置/斜面实现了即使在看不到卡口连接部或在支架中的孔(该孔可以在视觉上被传感器遮盖)也能安装传感器。通过机械装置(例如球道或者类似装置)能避免传感器可以沿错误的方向旋转。此外，通过相似的或者相同的装置可以防止传感器的过度旋转。在此，固定环220可以分别用作相对于支架或者壁105的锚定部。
为了进一步简化传感器的安装并且使得传感器的安装可控制，可以在传感器上提供机械装置，这些机械装置给操作者光学的、触觉的和/或声学的反馈，传感器是否或者已经正确地旋转到最终位置。可能地，在此夹紧装置可以这样设计，使得传感器可以多次安装。
在传感器上或者说在密封圈上，可以设置机械式连接器锁定装置，只要传感器相对于支架旋转得不够或者说传感器不是位于最终位置，该连接器锁定装置防止配对连接器能安装在传感器上(见图5和图7)。
此外，该装置可以这样设计，使得只有当已将配对连接器500移开时，传感器才可以从支架上松开。配对连接器500和电接触装置因此得到可能的控制功能：如果有电接触，则传感器已安装好或者说该传感器未被拆卸。
为了在尽可能大的程度上防止错误操作，可以在传感器中设置闭锁装置，防止传感器相对于连接器锁定装置/密封板旋转。这可以通过简单的止动钩800实现，如在图8中所示。止动钩800防止传感器相对于密封板旋转，反之亦然。只有当止动钩通过接触或者说通过将传感器压紧在支架上被松开时，传感器才能相对于密封板或者连接器锁定装置旋转并且因此连接器锁定装置才可以解除锁定。在这些止动钩设计成多重的情况下，更不容易发生有意的错误操作。目标为，事实上只有在支架中的目标位置上才能旋转传感器和解除连接器的锁定以及以尽可能大的程度使连接器的其他安装或者锁定解除变得困难。

Claims (12)

1.一种用于固定在车辆壁的孔中的固定装置(200)，其中，所述固定装置(200)具有下列特征：
-带有至少一个支架凸出部(220)的支架元件(210)；以及
-带有至少一个保持翼(240)的保持元件(230)，所述保持翼用来将所述固定装置(200)固定在壁上，其中，所述保持元件(230)为了固定所述固定装置(200)相对于所述支架元件(210)能旋转地穿过所述支架元件(210)，并且所述支架凸出部(220)用于阻止所述支架元件(210)旋转。
2.依据权利要求1所述的固定装置(200)，其特征在于，所述保持元件(230)具有多个保持翼(240)。
3.依据权利要求1或2所述的固定装置(200)，其特征在于，所述至少一个保持翼(240)具有多个厚度不同的区域。
4.依据权利要求3所述的固定装置(200)，其特征在于，所述至少一个保持翼(240)在厚度剖面中呈斜面。
5.依据权利要求1至4中的任意一项所述的固定装置(200)，其特征在于，所述固定装置(200)此外还具有密封元件(250)，该密封元件用于流体密封地封闭在壁(105)中的孔(100)。
6.依据权利要求1至5中的任意一项所述的固定装置(200)，其特征在于，所述至少一个保持翼(240)的宽度用于在识别所述保持翼(240)的位置时对所述固定装置(200)的方向进行编码。
7.依据权利要求1至6中的任意一项所述的固定装置(200)，其特征在于，所述支架凸出部(220)在插入所述孔(100)中时提供辅助，其中，所述支架凸出部(220)从所述支架元件(210)延伸直至遮盖所述保持翼(240)的外边缘。
8.依据权利要求1至7中的任意一项所述的固定装置(200)，其特征在于，所述支架元件(210)或者所述保持元件(230)具有机械单元，该机械单元用于通知使用者所述保持元件(230)相对于所述支架元件(210)旋转了预先确定的角度。
9.依据权利要求1至8中的任意一项所述的固定装置(200)，其特征在于，所述支架元件(210)和/或所述保持元件(230)具有保护元件(260)，该保护元件用于在所述保持翼(240)处于未固定状态的位置上锁定用来接触传感器的插塞连接装置(270)，并且在所述保持翼(240)相对于所述保持翼(240)的上述位置旋转了预先确定的角度时解除用于所述传感器接触的所述插塞连接装置(270)的锁定。
10.依据权利要求1至9中的任意一项所述的固定装置(200)，其特征在于，所述支架元件(210)和/或所述保持元件(230)具有至少一个闭锁单元(800)，该闭锁单元用于使所述保持元件(230)在到达预先确定的位置之后保持在该预先确定的位置上。
11.一种传感器元件，其特征在于，具有依据权利要求1至10中的任意一项所述的固定装置(200)。
12.一种用于固定一种固定装置(200)的方法，该固定装置用来将元件固定在车辆的壁的孔中，其中，所述固定装置(200)具有带有至少一个支架凸出部(220)的支架元件(210)和带有至少一个保持翼(240)的保持元件(230)，所述保持翼用来将所述固定装置(200)固定在壁上，其中，所述保持元件(230)为了固定所述固定装置(200)相对于所述支架元件(210)能旋转地穿过所述支架元件(210)，并且所述支架凸出部(220)用于阻止所述支架元件(210)旋转，其中，所述方法包括下列步骤：
-将所述支架凸出部(220)和所述保持元件(230)插入壁(105)中的孔(100)中的步骤(1010)；以及
-使所述保持翼(240)相对于所述支架元件(210)旋转的步骤(1020)，以将所述固定装置(200)锁紧在所述壁(105)上，其中，所述支架凸出部(220)阻止所述支架元件(210)旋转。
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