DE102005015973A1

DE102005015973A1 - Befestigungsvorrichtung für mindestens einen Sensor an einer Fahrzeugscheibe

Info

Publication number: DE102005015973A1
Application number: DE102005015973A
Authority: DE
Inventors: Carsten Neumann
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Kostal Automobil Elektrik GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-04-08
Also published as: DE102005015973B4

Abstract

Beschrieben wird eine Befestigungsvorrichtung für mindestens einen Sensor an einer Fahrzeugscheibe, mit einem mit der Fahrzeugscheibe verbundenen Halteteil, mit einer Sensorhalterung, die den Sensor aufnimmt und die mit dem Halteteil verbunden ist, mit einer Anpreßvorrichtung, die den Sensor mit der Sensorhalterung verbindet und den Sensor über ein zwischen Sensor und Fahrzeugscheibe angeordnetes Koppelmittel an die Fahrzeugscheibe anpreßt, wobei die Anpreßvorrichtung einen einseitigen Hebel ausbildet, dessen längerer Hebelarm fixiert ist und dessen kürzerer Hebelarm den Sensor an die Fahrzeugscheibe anpreßt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für mindestens einen Sensor an einer Fahrzeugscheibe, mit einem mit der Fahrzeugscheibe verbundenen Halteteil, mit einer Sensorhalterung, die den Sensor aufnimmt und die mit dem Halteteil verbunden ist, mit einer Anpreßvorrichtung, die den Sensor mit der Sensorhalterung verbindet und den Sensor über ein zwischen Sensor und Fahrzeugscheibe angeordnetes Koppelmittel an die Fahrzeugscheibe anpreßt.

Eine derartige Vorrichtung zur Befestigung eines optischen Sensors ist in der DE 44 10 217 A1 beschrieben. Diese Vorrichtung weist mehrere Halteteile auf, die einzeln auf einer Fahrzeugscheibe befestigt werden und deren Abstand zueinander justiert werden muß. Durch zwei Schieber wird ein Gehäuse mit den Halteteilen verbunden; eine im Gehäuse angeordnete Feder preßt ein inneres Gehäuseteil, welches einen Sensor aufweist, gegen die Scheibenfläche.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung für einen Sensor zu schaffen, die sich durch einen modularen Aufbau und durch besonders einfache und kostengünstige Montagemöglichkeiten im Kraftfahrzeug auszeichnet. Die Komponenten der Befestigungsvorrichtung sollen darüber hinaus eine weitgehende Vormontage ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anpreßvorrichtung einen einseitigen Hebel ausbildet, dessen längerer Hebelarm fixiert ist und dessen kürzerer Hebelarm den Sensor an die Fahrzeugscheibe anpreßt.

Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Anordnung von Sensoren an einer Fahrzeugscheibe eines Kraftfahrzeug, die sich besonders durch eine einfache und schnelle Montierbarkeit, flexible Kombinierbarkeit und Austauschbarkeit von einzelnen Sensorkomponenten auszeichnet.

Die Befestigungsvorrichtung besteht aus nur einer geringen Anzahl von Komponenten, die insbesondere über Rastverbindungen einfach und schnell miteinander verbindbar sind.

So ermöglicht eine Sensorhalterung, die einen oder mehrere Sensoren oder bedarfsweise auch andere Bauteile aufnehmen kann, eine flexible Anpassung des Sensoraufbaus an fahrzeugspezifische Erfordernisse.

Die mit der Sensorhalterung zusammenwirkende Anpreßvorrichtung, die einen einseitigen, also einen an einem Endabschnitt drehbar gelagerten, Hebel ausbildet, ermöglicht eine Befestigung der Sensoren an der Sensorhalterung, und damit eine Vormontage der Sensoranordnung noch vor Einbau in das Kraftfahrzeug.

Die hebelartige Anpreßvorrichtung ermöglicht durch ihre Hebelwirkung zudem auf einfache Weise und ohne aufwendige Montageschritte, nach Anbringung der Sensoren an der Fahrzeugscheibe, hohe Anpreßkräfte zur Ankopplung des oder der Sensoren an die Fahrzeugscheibe zu realisieren.

Darüber hinaus gleicht die Anpreßvorrichtung durch ihre elastischen Eigenschaften, und zwar insbesondere wenn die Anpreßvorrichtung durch ein Bauteil mit guten Federeigenschaften ausgebildet ist, auch Bauteiletoleranzen der Befestigungsvorrichtung aus.

Besonders vorteilhafte Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Anpreßvorrichtung und zur Weiterbildung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung sind in den Unteransprüchen genannt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert.
Es zeigen
1 die Bestandteile einer Befestigungsvorrichtung in einer Einzelteildarstellung,
2 eine Befestigungsvorrichtung mit einem vormontierten Sensormodul,
3 eine Befestigungsvorrichtung mit vorgerasteter Anpreßvorrichtung,
4 eine Befestigungsvorrichtung mit endgerasteter Anpreßvorrichtung,
5 das Halteteil in einer Einzeldarstellung,
6 eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Befestigungsvorrichtung.
Die 1 zeigt die Bestandteile einer Befestigungsvorrichtung in einer Einzelteildarstellung. Die Befestigungsvorrichtung besteht aus einem Halteteil (1), welches stoffschlüssig mit einer, hier nicht dargestellten Fahrzeugscheibe verbunden ist. Hierzu kann das Halteteil (1) mit der Fahrzeugscheibe verklebt oder verschweißt sein oder, insbesondere bei einer Kunststoffscheibe, etwa durch Anspritzen, auch einstückig mit dieser ausgebildet sein.
Eine andere Ansicht des Halteteils (1) ist in der 5 dargestellt. An der Unterseite des Halteteils (1) sind mehrere als Rastelemente ausgeführte Halteelemente (8) angeformt, mit der weitere Komponenten der Befestigungsvorrichtung einfach, schnell und bei Bedarf wieder trennbar mit dem Halteteil (1) verbunden werden können. Besonders vorteilhaft ist die flache Form des Halteteils (1), durch die der Platzbedarf für die Lagerung von Kraftfahrzeugscheiben, an denen ein Halteteil (1) vormontiert ist, nicht unverhältnismäßig ansteigt.
In der 1 ist des weiteren eine Sensorhalterung (2) erkennbar, die als ein Halterahmen zur Aufnahme von, hier beispielhaft zwei, Sensoren (3) ausgebildet ist. Die Sensorhalterung (2) nimmt vorzugsweise optoelektronische Sensoren (3) auf, die zur brechungsfreien optischen Ankopplung an die Fahrzeugscheibe auf ihren der Fahrzeugscheibe zugewandten optisch aktiven Flächen jeweils mit einem elastischen Koppelmedium (6) versehen sind.
Selbstverständlich kann die Sensorhalterung außer optoelektronischen Sensoren auch andere Vorrichtungen aufnehmen, insbesondere auch Geräte oder Schaltungsanordnungen, die mit einem optoelektronischen Sensor im Bereich der Kraftfahrzeugscheibe zusammenwirken sollen.
Eine Ankopplung von Sensoren an die Fahrzeugscheibe über ein Koppelmittel kann prinzipiell auch für andere als optoelektronische Sensoren vorteilhaft vorgesehen werden, beispielsweise für akustische Sensoren, welche Fahrzeugschwingungen aufnehmen.
Wesentliche Bestandteile der Befestigungsvorrichtung sind zwei federnde Anpreßvorrichtungen (4), deren Funktion es ist, die Sensoren (3) mit der Sensorhalterung (2) zu verbinden und gleichzeitig die Sensoren (3) an die Fahrzeugscheibe anzupressen.
Als letztes Einzelbauteil der in der 1 dargestellten Vorrichtung sei noch die Abdeckkappe (5) genannt, welche die dargestellte Sensoranordnung gegen äußere Einflüsse schützt, und zusätzlich, wie nachfolgend noch erläutert wird, auch bei der Montage der beschriebenen Vorrichtung unterstützend wirken kann.
Die Anpreßvorrichtungen (4) sind hier vorteilhaft durch jeweils einen einfachen, federnden Drahtbügel ausgeführt, wobei die bügelförmigen Anpreßvorrichtungen (4) jeweils einen einseitigen, also einen in einem seiner Endbereiche drehbar angelenkten Hebel ausbilden, dessen längerer Hebelarm an einem Teil der Befestigungsvorrichtung, hier speziell an einem Rastmittel an der Sensorhalterung, lösbar befestigbar ist.
Dies geht besonders deutlich aus den 3 und 4 hervor. Beide Figuren zeigen jeweils eine Befestigungsvorrichtung, die an einer, aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellten Fahrzeugscheibe befestigt ist.
Die Befestigungsvorrichtung besteht aus dem mit der Fahrzeugscheibe verbundenen Halteteil (1), mit dem die Sensorhalterung (2) über Halteelemente (8) verrastet ist. An der Sensorhalterung (2) sind zwei in Gehäusen angeordnete Sensoren (3) durch Anpreßvorrichtungen (4) befestigt.
Hierzu sind die offenen Endabschnitte der aus einem federnden Draht geformten bügelartigen Anpreßvorrichtungen (4) an einer Anlenkfläche (15) drehbar befestigt. Der Anlenkfläche (15) gegenüberliegende Abschnitte der bügelartigen Anpreßvorrichtungen (4) sind mit der Sensorhalterung (2) über Rastelemente (16) verbunden, wobei die Rastelemente (16) derart ausgeführt sind, daß die Anpreßvorrichtungen (4) in einer Vorraststellung, dargestellt in der 3, oder in einer Endraststellung, wie in der 4 gezeigt, an der Sensorhalterung (2) festgelegt werden können.
Dabei kommen die bügelförmigen Anpreßvorrichtungen (4) an Anformungen (17) an den Gehäusen der Sensoren (3) zu Anlage. Die Anpreßvorrichtungen (4) wirken dabei jeweils als ein einseitiger Hebel, der die zum Verrasten der Anpreßvorrichtung (4) über einen langen Hebelarm aufzubringende Kraft über einen vergleichsweise kurzen Hebelarm auf die Gehäuse der Sensoren (3) überträgt. Die Anpreßvorrichtung (4) wirkt damit gemäß der Hebelgesetze als Kraftverstärker.
In der Vorraststellung, dargestellt in der 3, wirkt noch keine große Kraft auf die Sensoren (3), da die Vorraststellung lediglich vorgesehen ist, um die Sensoren (3) lösbar an der Sensorhalterung (2) zu halten. Nach dem Überführen der Anpreßvorrichtung (4) von der Vorrast- in die Endraststellung, letztere dargestellt in der 4, wirkt die zusätzliche Kraft zum Spannen der Anpreßvorrichtung (4) um ein mehrfaches verstärkt auf die Gehäuse der Sensoren (3), wodurch die der Fahrzeugscheibe zugewandten aktiven Sensorflächen gegen ein zwischen Sensorfläche und Fahrzeugscheibe angeordnetes Koppelelement (6), dargestellt in der 2, gepreßt wird.
Eine hohe Anpreßkraft ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein optoelektronischer Sensor über ein elastisches und transparentes Koppelmittel brechungsfrei an eine Fahrzeugscheibe anzukoppeln ist. Die hohe Anpreßkraft ist hierbei erforderlich, um störende Lufteinschlüsse aus dem Koppelmittel „auszupressen" und wird hier ohne besonderen Aufwand durch Überführen der federnden Anpreßvorrichtung von der Vorraststellung in die Endraststellung erreicht. Vorteilhaft ist, daß hierzu weder ein besonderer Kraftaufwand, noch besondere Montagemittel, noch eine besonders aufwendig gestaltete Befestigungsvorrichtung benötigt wird.
Wie die 2 verdeutlicht, können die Sensorhalterung (2), mehrere Sensoren (3) und die zugehörigen Anpreßvorrichtungen (4) zu einem Sensormodul (7) vormontiert werden, wobei die Anpreßvorrichtungen (4) in der Vorraststellung mit der Sensorhalterung (2) verbunden sind, und damit die Sensoren (3) bereits an der Sensorhalterung (2) festlegen. Zur Fertigstellung der Befestigungsvorrichtung wird das Sensormodul (7) mit dem an der Fahrzeugscheibe anliegenden Halteteil (1) formschlüssig verbunden und durch die Abdeckkappe (5) abgeschlossen.
Die Erfindung ist durch eine funktionale Einbeziehung der Abdeckkappe (5) in das Befestigungskonzept vorteilhaft erweiterbar. Dies verdeutlicht die in der 6 dargestellte Ausführungsvariante der Befestigungsvorrichtung.
Die 6 zeigt einen Schnitt durch eine montierte Befestigungsvorrichtung. Hierbei ist das Halteteil (1) mit der Fahrzeugscheibe verbunden und das Sensormodul (7), bestehend aus der Sensorhalterung (2), einem eingefügten Sensor (3) und der Anpreßvorrichtung (4), mit dem Halteteil (1) über Halteelemente (8) formschlüssig verbunden.
Vorteilhaft an dieser Ausführungsform der Erfindung ist, daß die Abdeckkappe (5) mehrere angeformte Rippen (9, 10) aufweist, über die sie mit einer speziell geformten Anpreßvorrichtung (4) funktionell zusammenwirkt. Diese Rippen (9, 10) überführen beim Anfügen der Abdeckkappe (5) die Anpreßvorrichtung (4) von der Vorrast- in die Endraststellung. Nach der Montage der Abdeckkappe (5) übt die Anpreßvorrichtung (4) eine Federkraft auf die Abdeckkappe (5) aus.
Die Sensor (3), welcher an die Fahrzeugscheibe angekoppelt werden soll befindet sich in Kombination mit der Anpreßvorrichtung (4) zunächst in einem vorgerasteten Zustand auf der Sensorhalterung (2). Die Anpreßvorrichtung (4) bringt über eine Untersetzung nach dem Hebelprinzip, die zur Ankopplung notwendige Anpreßkraft auf.
Die Montage der Befestigungsvorrichtung an die Fahrzeugscheibe läuft hierbei folgendermaßen ab: das komplettierte Sensormodul (7) wird zusammen mit der darauf aufgesetzten Abdeckkappe (5) in das Halteteil (1) eingeführt und mit diesem, beispielsweise durch Einrasten oder Einrenken formschlüssig verbunden. Die Abdeckkappe (5) wird danach weiter gegen die Fahrzeugscheibe gedrückt und läuft mit der ersten Rippe (9) gegen einen ersten Abschnitt (11) der Anpreßvorrichtung (4), der durch einen Schenkel einer u-förmig gebogenen Feder ausgebildet ist. Kurz darauf läuft die zweite Rippe (10) gegen einen zweiten Abschnitt (12) der Anpreßvorrichtung (4) und bewegt diesen Abschnitt (12) über einen Rastnocken (13) in der Sensorhalterung (2) in die Endraststellung. In der Endraststellung wird die Abdeckkappe (5) im Wesentlichen von Kräften entlastet. Kurz bevor die Anpreßvorrichtung (4) ihre Endraststellung erreicht, übergreift ein an der Abdeckkappe (5) angeformter Rasthaken (14) den Randbereich des Halteteils (1) und verbindet so formschlüssig die Abdeckkappe (5) mit dem Halteteil (1).
Nachdem die Anpreßvorrichtung (4) in ihrer Endraststellung verrastet ist, kann die Abdeckkappe (5) Iosgelassen werden. Da immer noch der erste Abschnitt (11) der Anpreßvorrichtung (4) mit einer geringen Federkraft auf die Innenseite der Abdeckkappe (5) wirkt, wird der Rasthaken (14) der Abdeckkappe (5) federnd gegen den Rand des Halteteils (1) spielfrei angedrückt.

1: Halteteil
2: Sensorhalterung
3: Sensor
4: Anpreßvorrichtung
5: Abdeckkappe
6: Koppelmittel
7: Sensorikmodul
8: Halteelemente
9: erste Rippe
10: zweite Rippe
11: erster Abschnitt
12: zweiter Abschnitt
13: Rastnocken
14: Rasthaken
15: Anlenkfläche
16: Rastelemente
17: Anformungen

Claims

Befestigungsvorrichtung für mindestens einen Sensor an einer Fahrzeugscheibe, – mit einem mit der Fahrzeugscheibe verbundenen Halteteil (1), – mit einer Sensorhalterung (2), die den Sensor (3) aufnimmt und die mit dem Halteteil (1) verbunden ist, – mit einer Anpreßvorrichtung (4), die den Sensor (3) mit der Sensorhalterung (2) verbindet und den Sensor (3) über ein zwischen Sensor (3) und Fahrzeugscheibe angeordnetes Koppelmittel (6) an die Fahrzeugscheibe anpreßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (4) einen einseitigen Hebel ausbildet, dessen längerer Hebelarm fixiert ist und dessen kürzerer Hebelarm den Sensor (3) an die Fahrzeugscheibe anpreßt.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der längere Hebelarm durch ein Rastmittel (16) fixiert ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (4) federnd ausgeführt ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (4) aus einem Draht geformt ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (4) als rahmenförmiger Bügel ausgeführt ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bügelartige Anpreßvorrichtung (4) eine im wesentlichen ebene, kreis-, ellipsen- oder rechteckförmige Grundform aufweist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (4) eine sensorisch aktive Fläche des Sensors (3) an die Fahrzeugscheibe anpreßt.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (1) Halteelemente (8) zur Herstellung einer formschlüssigen und trennbaren Verbindung mit der Sensorhalterung (2) aufweist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (8) als Rastelemente ausgeführt sind.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorhalterung (2) mehrere an die Fahrzeugscheibe anzukoppelnde Sensoren (3) aufnimmt und daß jedem Sensor (3) eine separate Anpreßvorrichtung (4) zugeordnet ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorhalterung (2) elektrische oder elektronische Bauteile oder Geräte aufnimmt, die nicht an die Fahrzeugscheibe angekoppelt sind.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sensor (3) ein optoelektronischer Sensor ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelmittel (6) elastisch und transparent ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) in der Sensorhalterung (2) in Richtung auf die Fahrzeugscheibe hin verschieblich angeordnet ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (4) mit einem ersten Rastmittel zum Befestigen von Sensorgehäusen und/oder Bauteilen verbindbar ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (4) mit einem zweiten Rastmitteln zum Anpressen von Sensor und/oder Bauteilen an die Fahrzeugscheibe verbindbar ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung eine Abdeckkappe (5) aufweist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Endabschnitt der Anpreßvorrichtung (4) an der Innenseite der Abdeckkappe (5) anliegt und ein zweiter Endabschnitt der Anpreßvorrichtung (4) am Halteteil (1) anliegt und daß ein mittlerer Abschnitt der Anpreßvorrichtung (4) mit der Sensorhalterung (2) verbunden ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (5) formschlüssig mit dem Halteteil (1) verbunden ist und daß die Verbindung zwischen Abdeckkappe (5) und Halteteil (1) durch die Anpreßvorrichtung (4) vorgespannt ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (1) mit der Fahrzeugscheibe stoffschlüssig verbunden ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugscheibe aus Glas besteht und das Halteteil (1) an der Fahrzeugscheibe angeklebt ist.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugscheibe aus Kunststoff besteht und das Halteteil (1) an der Fahrzeugscheibe angespritzt ist.