CN105829834A - 将功能性的测量或检测元件固定在车辆车身部件上的固定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将功能性测量或检测元件(2)固定在车辆车身部件(3)上的固定系统(1)，其特征在于该系统包括支撑件(4)和用于将所述支撑件(4)固定到车身部件(3)的界面(5)，所述支撑件包括附接功能性元件(2)的附接装置(6、7)，所述支撑件(4)和所述固定界面(5)借助于凹槽嵌套彼此组装。

Description

将功能性的测量或检测元件固定在车辆车身部件上的固定系统
技术领域
本发明涉及包括功能性元件(例如传感器和检测器)的车辆外车身部件的技术领域。特别地，本发明涉及用于将这些元件固定在车身部件上的固定系统。
背景技术
已知用于将检测器固定在车身部件(例如机动车保险杠)上的固定系统。这些系统由单一部件构成：即检测器的固定部件，一般通过(超声)焊接来将其添置在保险杠上。检测器一般卡固在该部件中。沿着检测器的主轴实现元件之间(固定系统和检测器)的安装。
目前，机动车制造商将越来越多的功能性元件集成到外车身部件。
每个功能性元件(停车传感器、死角系统传感器、温度传感器等)都具有不同的形状。而且，对于同一类型的元件，固定系统的形状随着车辆或元件的制造商的不同而变化。因此，必须对特定的元件类型实现添置在保险杠上的界面部件。
而且，保险杠包括多个停车传感器。由于保险杠的弯曲形状，添置在保险杠上的部件必须根据其在保险杠上的位置而具有不同的形状，以贴合局部的弯曲。实际上，必须贴合局部的弯曲，才能完美地布置和定向传感器以精确地确保其功能。否则，测量会是近似的，这对于该传感器是不可接受的。
发明内容
通过解除固定功能性元件(例如卡固)的功能与固定到车身部件的功能之间的关联，本发明得以克服这些限制。
本发明的主题由此涉及一种用于将功能性测量或检测元件2固定在车辆车身部件3上的固定系统1，该系统能够克服这些限制。该系统包括支撑件4和用于将支撑件4固定到车身部件的固定界面5，该支撑件4包括附接功能性元件2的附接装置，支撑件4和固定界面5借助于凹槽嵌套彼此组装。
与设计者的习惯相反，该设计分为两个不同部件而不是只有一个。实际上，已熟知塑料材料允许模制复杂的形状，这允许在单一部件上组合功能。仅使用单一部件的事实一般使得工艺更简单并尤其是能够降低成本。
但本发明的系统具有优点，这是因为对于一种类型的功能性元件2，支撑件4可以是标准的，而仅固定界面5会根据其在弯曲的车身部件2上的位置是特定的——该车身部件根据车辆类型是不同的。而且，这样降低了加工成本，这是因为仅固定界面5的加工需要根据连接表面形状(该形状贴合部件2的弯曲)来实现。
该系统还具有另一优点，即如果想要例如对于同一类型的功能性元件更换功能性元件2或更换供应商，则可以仅更改支撑件4。
最后，最后一个优点涉及设备的校准步骤。实际上，在生产之前，必须测试固定系统，以验证该系统满足良好运行的所有条件，尤其是传感器一旦安装在车身部件上的准确定位、组装力、对压入的抵抗强度。由于支撑件4是共用的并因此独立于车辆地对于某一类型的所有传感器是标准配件，在实现加工以验证其与相应传感器的界面时，只需实现其校准一次：当其在另一车辆上的再次使用时，由于支撑件已经被校准，因此仅需要再校准固定界面5，该固定界面由于弯曲轮廓不同而对于每个车辆是特定的。从一辆车到下一辆，由于仅需针对车身部件来校准底板的弯曲界面，各个构件的校准工作因此被减少一半。
根据一个实施例，支撑件4和固定界面5包括相互协作以抵抗优选地高于10daN的压入力的构件8、9，所述构件一方面是至少两个嵌套翼部8，另一方面是具有相应形状的凹槽9。
嵌套翼部8和凹槽9可以具有圆形形状。嵌套翼部8和凹槽9因此优选地具有包括在45°至10°之间、优选地25°至15°之间的安装角行程。
根据本发明，嵌套翼部8和凹槽9可以以大致为负的间隙滑动或优选地以大致为零的间隙滑动。
根据一个实施例，固定界面5包括底板10，该底板配备有：
-用于在支撑件4的凹槽9中将嵌套翼部8引导向最终工作位置的引导装置11；
-用于将支撑件4锁定在该位置上的锁定装置12。
根据该实施例，底板10可以包括圆形开孔13，该圆形开孔在其圆周上承载：
-至少两个L形凹槽9，这些凹槽突出于处于位置上的嵌套翼部8之上，以阻止嵌套翼部8在嵌入这两个L形凹槽9中时的拔出运动；
-至少一个凹处12，该凹处与至少一个由支撑件4的基部承载的凸起14协作，以将嵌套翼部8维持在所述位置；
-至少一个用于停止嵌套翼部8在所述位置上的转动运动的止动件15，所述止动件15优选地被布置在两个相继的凹槽9之间。
根据本发明，功能性元件2和支撑件4可以借助于凹槽嵌套彼此相互组装。
例如，支撑件4和功能性元件2可以包括相互协作以抵抗优选地大于10daN的压入力的装置，所述元件一方面是至少两个嵌套翼部，另一方面是具有相应形状的凹槽。
根据一个实施例，嵌套翼部和凹槽具有圆形形状。
本发明还涉及一种外车身部件3，该部件包括符合本发明的用于固定功能性元件2的固定系统1。
根据本发明，可以通过焊接、胶合、黏着、卡固、螺固或锚固来添加固定界面5。固定界面5还可以与外车身部件3一起注射模制。
本发明还涉及一种用于借助于符合本发明的固定系统将功能性元件组装在车辆外车身部件上的方法，在该方法中实现以下步骤：
a–将固定界面固定在车身部件上；
b–将功能性元件固定在支撑件中；并且
c–将支撑件嵌套并锁定在固定界面中。
最后，根据本发明，可以与车身部件一起包覆成型固定界面。
附图说明
参照附图阅读以下说明，将更好地理解本发明，在这些附图中：
-图1示出了符合本发明的功能性元件的固定系统1。
-图2示出了符合本发明的固定系统1的支撑件4。
-图3示出了符合本发明的固定系统1的固定界面5。
-图4示出了在车身部件3上就位的带有功能性元件2固定系统1。
具体实施方式
现在参照图1和图4，这些图示出了符合本发明的用于将功能性的测量或检测元件2固定在车辆车身部件3上的固定系统1的一个实施例。
功能性元件2可以是停车传感器、死角系统传感器、可用位置测量传感器、温度检测器等。
车身部件3可以是翼部、顶部、关闭件(车门或后背门)，或保险杠的任何构成元件(蒙皮、进气栅、调整片等)。
在本说明的下文中描述了一个实施例，在该实施例中功能性元件为停车传感器，并且车身部件为车辆保险杠的蒙皮。
该用于固定功能性元件2的固定系统1包括支撑件4和用于将该支撑件4固定在车身部件3的固定界面5，支撑件4设有附接功能性元件2的附接装置。支撑件4和固定界面5借助于凹槽嵌套彼此相互组装和锁定。
优选地，为了最小化车辆质量，支撑件4和固定界面5由塑料材料制成，并优选地由热塑性材料制成。支撑件4和固定界面5可以由不同材料构成。
参照图2，支撑件4可以包括能够在内部接收功能性元件2的容置座6和用于将功能性元件2固定在容置座6中的固定装置7。固定装置7可以是：
-如图1、图2和图4所示将该元件卡固在支撑件中的卡固系统。在该图中，卡固系统包括两个沿着该烟囱状的轴向的卡固翼部7(夹件)；该系统提供将功能性元件卡固在支撑件中的力，该力优选地小于5daN、优选地小于3daN并理想地小于1daN，
-具有圆形凹槽的系统；该系统适于提供使功能性元件在支撑件中转动的力(压在元件上以使其转动的力)，该力优选地小于5daN、优选地小于3daN、理想地小于1daN；或
-螺钉。
在带有圆槽的系统的情况下，所施加的力的概念在下文中明确。根据安装的人体工学和操作员的姿势(用于施加转动安装所必需的力偶的手指的数量N)，由此导致施加在传感器和/或支撑件的N个施压区域上的同等的力，并因此导致操作员每根手指上的同等的力。
如果考虑下限假定(即操作员的手指不应承受高于1daN的局部轴向力的情况)并且施压区域距离转动轴大约2cm，那么对于两根手指的姿势(即两个在直径上相对的施压点上的相对的大拇指+食指)施加的力偶为：(2×1daN)*2cm＝0.4Nm。
如果可接受的力为3daN但是是按120°分布在距离转动轴1.5cm的三个施压点上的力，那么所施加的力偶为：(3×3daN)*1.5cm＝1.35Nm。
如果考虑上限假定但仍是两根手指，这两个手指在距离轴2cm处施加5daN，那么所施加的力偶为2Nm。
所施加的力越大，对操作员的风险(TMS、辛苦程度等)就越大，但在凹槽中的组装也越“压紧”，该组装的间隙大致为零或大致为负。
本领域的技术人员会知道如何根据操作员可接受的最大力(根据国家的法规、企业的内部规定、技术要求等)、施压点(在姿势中所用的手指)的数量、施压点与转动轴的距离等来优化该设计。
也参照图3，支撑件4和固定界面5包括构件8、9，这些构件具有互补的形状(公/母类型)并相互协作以避免固定着传感器2的支撑件4在其承受轴向力、尤其是从车辆外部向着内部的轴向力(压入力)时脱离固定界面5。
这些相互协作以抵抗压入力的构件8、9可以一边是至少两个嵌套翼部8，而另一边是至少两个具有相应形状的凹槽9，嵌套翼部8嵌入在凹槽9中。
嵌套翼部8和凹槽9可以是直的。因此嵌入通过横向运动来进行，直至相对于最终组装位置锁定。
嵌套翼部8和凹槽9可以在行程起始处时直的，然后是圆的，或相反。
优选地，嵌套翼部8和凹槽9具有圆周形形状(图1至图4)。其嵌入因此通过转动运动来进行。嵌套翼部8安装到凹槽9中的角行程(游间)包括在45°至10°之间、优选地在25°至15°之间。
为了使得嵌套翼部8和凹槽9良好地保持彼此接合以避免导致振动的安装位置残余间隙、或能够感受到的不良质量、或功能性元件位置的不良精确度等，嵌套翼部和凹槽可以以大致为零的间隙来滑动。嵌套翼部8和凹槽9因此优选地具有至少一个进入斜面(未示出)。该斜面可以在凹槽9上或在嵌套翼部8上。
可以由支撑件4承载嵌套翼部8并且凹槽9在固定界面5上，或相反。
由此，根据一个实施例(图2和图3)，支撑件4在其外表面上包括至少两个嵌套翼部8。这些嵌套翼部8通过嵌入凹槽9之中而与位于固定界面5上的具有相应形状的凹槽9协作。
根据该实施例(图2和图3)的一个例子，固定界面5包括底板10，该底板配有：
-引导装置11，用于将嵌套翼部8在支撑件4的凹槽9中引导向最终工作位置；根据一个实施例，该引导装置11是一个凹槽，其一部分构成嵌套凹槽9；
-用于将支撑件4锁定在该位置上的锁定装置12。
底板10可以例如包括圆形开孔13，该圆形开孔在其圆周上承载：
-至少两个凹槽9，这些凹槽呈L形并突出于处于该位置的嵌套翼部8上，以阻止嵌套翼部8在其嵌入这两个L形凹槽9中时的拔出运动；这两个凹槽优选地径向地相对；
-至少一个凹处12，该凹处与由支撑件4的基部承载的至少一个凸起14协作，以维持将处于嵌入位置的翼部8锁定在所述位置上；所述凹处12布置在与两个L形凹槽9等距处；
-至少一个用于停止嵌套翼部8在所述位置上的转动运动的止动件15，所述止动件15优选地布置在两个相继的凹槽9之间。
根据另一实施例(未示出)，嵌套翼部8在固定界面5上，而凹槽9在支撑件4上。
根据再另一实施例(未示出)，按照与支撑件4和固定界面5之间相同的组装系统来组装功能性元件2和支撑件4。
该实施例能够摆脱下述的元件所承受的相对抗的力的问题。
-一方面，将传感器2组装到固定系统1上的组装力必须小于1daN，以免在负责该安装操作的操作员身上产生TMS(重复性劳损)。
-另一方面，固定系统1必须能够承受大约10daN的压入力。目的在于使传感器2不脱离固定系统1。这些压入力对应于从外部沿着固定系统1的轴线直接或间接地施加在支撑件4、固定界面5或保险杠3的传感器2上的力。
由此，这两个力(组装力和压入力)的方向和数值是相对抗的。
根据该实施例(该实施例允许摆脱这些限制)，功能性元件2的附接装置为带有凹槽的系统：支撑件4和功能性元件2包括相互协作的装置以抵抗优选地高于10daN的压入力。这些装置可以一方面是至少两个嵌套翼部，而另一方面是具有相应形状的凹槽。这些嵌套翼部和凹槽可以是直的或具有圆形形状。这些嵌套翼部和凹槽优选地以大致为零的间隙滑动。在圆形情况下，组装力在该情况下为能够使功能性元件在支撑件4中转动的表面上的压力。
借助于该系统，能够配置元件以同时满足最小压入应力和最大组装应力。
当然，对于这样的固定系统，优选之处在于支撑件4和固定界面5包括具有互补形状(公/母类型)的部件8、9，它们相互协作以抵抗优选地高于10daN的压入力(图2和图3)。由此，是由整个系统抵抗优选地高于10daN的压入力是，并同时适于提供小于1daN的组装力。
本发明还涉及一种外车身部件3，该部件包括符合本发明的用于固定功能性元件2的固定系统1。
通过焊接、胶合、黏着、卡固、螺固或锚固来将固定界面5添加到该车身部件3上。如在图4中所示，固定界面5还可以与外车身部件3一起通过注射模制成型。
本发明还涉及一种组装方法，该方法借助于符合本发明的固定系统将功能性元件组装到车辆外车身部件上。
该方法包括以下步骤，这些步骤的执行顺序是不重要的：
a-将固定界面固定在车身部件上；
b-将功能性元件固定在支撑件中；以及
c-将支撑件嵌套和锁定在固定界面中。
优选的顺序为a，然后b，然后c。实际上，该实施例包括多个优点：
-固定界面可以被包覆成型到车身部件(图4)；
-功能性元件的与电线束连接的连接基部16为操作员提供杠杆臂或支撑表面，以将功能性元件固定在支撑件中，和/或将支撑件嵌套和固定在固定界面中。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于将功能性测量或检测元件(2)固定在车辆车身部件(3)上的固定系统(1)，其特征在于该固定系统包括支撑件(4)和用于将所述支撑件(4)固定到所述车身部件(3)的固定界面(5)，所述支撑件包括附接所述功能性元件(2)的附接装置(6、7)，所述支撑件(4)和所述固定界面(5)借助于圆形凹槽嵌套彼此组装。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述支撑件(4)和所述固定界面(5)包括相互协作以抵抗优选地高于10daN的压入力的构件(8、9)，所述构件一方面是至少两个嵌套翼部(8)，另一方面是具有相应形状的凹槽(9)。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述嵌套翼部(8)和所述凹槽(9)具有包括在45°至10°之间、优选地包括在25°至15°之间的安装角行程。
4.如权利要求2至3中任一项所述的系统，其中所述嵌套翼部(8)和所述凹槽(9)以大致为负的间隙滑动或优选地以大致为零的间隙滑动。
5.如权利要求2至4中任一项所述的系统，其中所述固定界面(5)包括底板(10)，该底板配有：
-用于在所述凹槽(9)中将所述嵌套翼部(8)引导向最终工作位置的引导装置(11)；
-用于将支撑件(4)锁定在该位置上的锁定装置(12)。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述底板(10)包括圆形开孔(13)，该圆形开孔在其圆周上承载：
-至少两个凹槽(9)，所述凹槽呈L形并突出于处于所述位置的嵌套翼部(8)之上以阻止所述嵌套翼部(8)在其嵌入所述两个L形凹槽(9)中时的拔出运动；
-至少一个凹处(12)，所述凹处与至少一个由所述支撑件(4)的基部承载的凸起(14)协作，以将所述嵌套翼部(8)维持在所述位置；
-至少一个止动件(15)，其用于停止所述嵌套翼部(8)在所述位置上的转动运动，所述止动件(15)优选地被布置在两个相继的凹槽(9)之间。
7.如上述权利要求中任一项所述的系统，其中所述功能性元件(2)和所述支撑件(4)借助于凹槽嵌套彼此组装。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述支撑件(4)和所述功能性元件(2)包括相互协作以抵抗优选地高于10daN的压入力的装置，所述装置一方面是至少两个嵌套翼部，另一方面是具有相应形状的凹槽。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述嵌套翼部和所述凹槽具有圆形形状。
10.一种外车身部件(3)，该部件包括如上述权利要求中任一项所述的用于固定功能性元件(2)的固定系统(1)。
11.如权利要求10所述的部件，其中通过焊接、胶合、黏着、卡固、螺固或锚固来添加所述固定界面(5)。
12.如权利要求10所述的部件，其中所述固定界面(5)与所述外车身部件(3)一起注射模制。
13.一种用于借助于如权利要求1至9中任一项所述的固定系统将功能性元件组装在车辆外车身部件上的方法，其中实现以下步骤：
a-将所述固定界面固定在所述车身部件上；
b-将所述功能性元件固定在所述支撑件中；以及
c-将所述支撑件嵌套并锁定在所述固定界面中。
14.如权利要求13所述的方法，其中将所述固定界面与所述车身部件包覆成型在一起。

Claims (15)

1.一种用于将功能性测量或检测元件(2)固定在车辆车身部件(3)上的固定系统(1)，其特征在于该固定系统包括支撑件(4)和用于将所述支撑件(4)固定到所述车身部件(3)的固定界面(5)，所述支撑件包括附接所述功能性元件(2)的附接装置(6、7)，所述支撑件(4)和所述固定界面(5)借助于凹槽嵌套彼此组装。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述支撑件(4)和所述固定界面(5)包括相互协作以抵抗优选地高于10daN的压入力的构件(8、9)，所述构件一方面是至少两个嵌套翼部(8)，另一方面是具有相应形状的凹槽(9)。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述嵌套翼部(8)和所述凹槽(9)具有圆形形状。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述嵌套翼部(8)和所述凹槽(9)具有包括在45°至10°之间、优选地包括在25°至15°之间的安装角行程。
5.如权利要求2至4中任一项所述的系统，其中所述嵌套翼部(8)和所述凹槽(9)以大致为负的间隙滑动或优选地以大致为零的间隙滑动。
6.如权利要求2至5中任一项所述的系统，其中所述固定界面(5)包括底板(10)，该底板配有：
-用于在所述凹槽(9)中将所述嵌套翼部(8)引导向最终工作位置的引导装置(11)；
-用于将支撑件(4)锁定在该位置上的锁定装置(12)。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述底板(10)包括圆形开孔(13)，该圆形开孔在其圆周上承载：
-至少两个凹槽(9)，所述凹槽呈L形并突出于处于所述位置的嵌套翼部(8)之上以阻止所述嵌套翼部(8)在其嵌入所述两个L形凹槽(9)中时的拔出运动；
-至少一个凹处(12)，所述凹处与至少一个由所述支撑件(4)的基部承载的凸起(14)协作，以将所述嵌套翼部(8)维持在所述位置；
-至少一个止动件(15)，其用于停止所述嵌套翼部(8)在所述位置上的转动运动，所述止动件(15)优选地被布置在两个相继的凹槽(9)之间。
8.如上述权利要求中任一项所述的系统，其中所述功能性元件(2)和所述支撑件(4)借助于凹槽嵌套彼此组装。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述支撑件(4)和所述功能性元件(2)包括相互协作以抵抗优选地高于10daN的压入力的装置，所述元件一方面是至少两个嵌套翼部，另一方面是具有相应形状的凹槽。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述嵌套翼部和所述凹槽具有圆形形状。
11.一种外车身部件(3)，该部件包括如上述权利要求中任一项所述的用于固定功能性元件(2)的固定系统(1)。
12.如权利要求11所述的部件，其中通过焊接、胶合、黏着、卡固、螺固或锚固来添加所述固定界面(5)。
13.如权利要求11所述的部件，其中所述固定界面(5)与所述外车身部件(3)一起注射模制。
14.一种用于借助于如权利要求1至10中任一项所述的固定系统将功能性元件组装在车辆外车身部件上的方法，其中实现以下步骤：
a-将所述固定界面固定在所述车身部件上；
b-将所述功能性元件固定在所述支撑件中；以及
c-将所述支撑件嵌套并锁定在所述固定界面中。
15.如权利要求14所述的方法，其中将所述固定界面与所述车身部件包覆成型在一起。
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