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Die
Erfindung betrifft eine Bodenplatte für eine Sensorbaugruppe,
insbesondere für ein Steuergerät in einem Fahrzeug,
die zur Befestigung an einem steifen Trägerkörper
vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft weiter einen Trägerkörper
zur Befestigung einer Bodenplatte einer Sensorbaugruppe, insbesondere
für ein Steuergerät in einem Fahrzeug. Die Erfindung
betrifft ferner eine Sensorbaugruppe, insbesondere für
ein Steuergerät für die Verwendung in einem Fahrzeug.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Befestigungssystem.
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Bei
Sensorbaugruppen werden ein oder mehrere Sensorelemente im Inneren
eines Gehäuses der Sensorbaugruppe angeordnet. Das oder
die Sensorelemente dienen dazu, eine physikalische Größe,
z. B. eine Beschleunigung, zu erfassen. Ein der physikalischen Größe
des oder der Sensorelemente entsprechendes Signal wird dann an eine Steuereinheit
weitergegeben, welche dieses verarbeitet. Die Verarbeitung kann
beispielsweise dahingehend erfolgen, dass überprüft
wird, ob ein Crash vorliegt, aufgrund dessen z. B. Personenschutzmittel in
einem Fahrzeug aktiviert werden.
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Sensorbaugruppen,
welche für die Sensierung physikalischer Messgrößen
und die Ansteuerung eines solchen Personenschutzsystems ausgelegt
sind, werden häufig am Abgastunnel des Fahrzeugs befestigt.
Die Befestigung erfolgt mit Hilfe von üblicherweise drei
Gewindebolzen, auf welche die Sensorbaugruppe gesteckt wird. Zur
sicheren Fixierung der Sensorbaugruppe an dem als Trägerkörper bezeichneten
Abgastunnel werden drei Muttern auf die Gewindebolzen geschraubt.
Nachteilig hieran ist die hohe Anzahl an unterschiedlichen Bauteilen
(neben der Sensorbaugruppe sind die Gewindebolzen und die zu gehörigen
Muttern notwendig) sowie die zur Befestigung notwendigen Fertigungsschritte.
Die Schraubverbindung sorgt zwar für die gewünschte, steife
Anbindung der Sensorbaugruppe, wodurch eine gute Signalübertragung
zu dem oder den in der Sensorbaugruppe befindlichen Sensorelementen
gewährleistet wird. Da die Platzverhältnisse am
Einbauort jedoch in der Regel beengt sind, ist eine Schraubverbindung
häufig unhandsam.
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Aus
der
WO 00/47451 ist
ein Airbag-Modul bekannt, an dessen einer Gehäuseseite
zwei sich parallel erstreckende, flexible Befestigungslaschen vorgesehen
sind. Das Airbag-Modul wird mit diesen Befestigungslaschen in korrespondierende
Aussparungen eines Trägerkörpers eingeführt.
An einer gegenüberliegenden Gehäuseseite des Airbag-Moduls
ist ein flanschförmiger Abschnitt angeordnet, der über eine
Schraube an dem Trägerkörper befestigt werden
kann. Bei der Befestigung des flanschförmigen Abschnitts
an dem Trägerkörper werden die in den jeweiligen
Aussparungen befindlichen Befestigungslaschen reversibel verformt
und mit einer Spannung beaufschlagt. Bei dieser Anordnung erfolgt
eine Fixierung senkrecht zur Ebene des Trägerkörpers,
sowie in einer Richtung, welche sich von den Befestigungslaschen
zu dem flanschförmigen Abschnitt erstreckt. Eine eindeutige
und langzeitstabile Befestigung quer zu der letztgenannten Erstreckungsrichtung
ist jedoch nicht gegeben.
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Grundsätzlich
besteht bei Sensorbaugruppen das Erfordernis, dass einerseits die
Sensorbaugruppe selbst kostengünstig herstellbar ist. Andererseits
muss auch die Befestigung der Sensorbaugruppe an dem Trägerkörper
auf möglichst schnelle und einfache Weise möglich
sein. Sowohl beim Hersteller der Sensorbaugruppe als auch bei der
die Sensorbaugruppe montierenden Firma soll der Logistikaufwand
minimal sein. Hierbei ist eine steife Befestigung der Sensorbaugruppe über
deren gesamte Lebenszeit, z. B. 15 Jahre, von enormer Bedeutung
für die Zuverlässigkeit des der Sensorbaugruppe
zugeordneten Systems. Weiterhin muss sichergestellt sein, dass ein
Betrieb im Tem peraturbereich von –40°C bis +105°C
möglich ist. Die Dauerfestigkeit muss ferner dann gegeben
sein, wenn die an dem Trägerkörper angeordnete
Sensorbaugruppe Vibrationen und/oder Temperaturschocks ausgesetzt
ist. Als Schutzklasse soll mindestens IP 52 erreicht sein. Für
die Zuverlässigkeit des Systems, in welchem die Sensorbaugruppe
einen wesentlichen Bestandteil darstellt, ist die lagerichtige Positionierung
der Sensorbaugruppe an dem Trägerkörper von Bedeutung.
Erforderlich ist deshalb eine Ausgestaltung der Sensorbaugruppe, welche
einen Schutz gegen Fehlmontage sicherstellt. Darüber hinaus
sollte die Sensorbaugruppe in der Lage sein, auch Körperschallsignale
zu erfassen.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Befestigungskonzept
anzugeben, welches die oben beschriebenen Erfordernisse möglichst
gut erfüllt.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen
Patentansprüchen wiedergegeben.
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Eine
erfindungsgemäße Bodenplatte für eine Sensorbaugruppe,
insbesondere für ein Steuergerät in einem Fahrzeug,
die zur Befestigung an einem Trägerkörper vorgesehen
ist, umfasst eine Grundplatte, die zur Aufnahme eines Sensormoduls
dient und mit einem Gehäuse der Sensorbaugruppe verbindbar
ist. Die Grundplatte weist auf einer ersten Seite ein Keilelement
mit einer gegenüber einer Befestigungsebene schiefen Anlagefläche
auf, die unter Einwirkung einer zu der Befestigungsfläche
parallel verlaufenden Kraft gegen einen korrespondierenden Gegenhalter
des Trägerkörpers gedrückt wird und dadurch
eine senkrecht zu der Befestigungsebene verlaufende Kraft auf die
Bodenplatte erzeugt, wenn die Grundplatte an dem Trägerkörper
befestigt ist. Auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden
Seite weist die Grundplatte ein Befestigungsmittel auf, welches
zumindest die parallel zu der Befestigungsebene und in Richtung
des Gegenhalters verlaufende Kraft auf die Bodenplatte erzeugt,
wenn die Grundplatte mit dem Befestigungsmittel an den Trägerkörper
befestigt ist.
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Ein
erfindungsgemäßer Trägerkörper
zur Befestigung einer Bodenplatte einer Sensorbaugruppe, insbesondere
für ein Steuergerät in einem Fahrzeug, umfasst
eine Bodenplatte, welche gemäß der Erfindung ausgebildet
ist. Der Trägerkörper umfasst zumindest einen
Gegenhalter zur Anlage eines korrespondierenden Keilelements der
Bodenplatte, wenn die Bodenplatte unter Einwirkung einer Kraft parallel zu
der Befestigungsfläche in Richtung des zumindest einen
Gegenhalters gedrückt wird sowie ein Befestigungsmittel,
welches zumindest die parallel zu der Befestigungsebene und in Richtung
des Gegenhalters verlaufende Kraft auf die Bodenplatte erzeugt, wenn
die Grundplatte mit dem Befestigungsmittel an dem Trägerkörper
befestigt ist.
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Eine
statisch bestimmte Lagerung der Bodenplatte und damit der Sensorbaugruppe
an dem Trägerkörper erfolgt durch Umlenkung einer
parallel zu der Befestigungsebene erzeugten Kraft über
das Keilelement. Die Erzeugung der parallel zu der Befestigungsebene
wirkenden Kraft wird durch das Befestigungsmittel übernommen.
Die Bodenplatte bzw. die Sensorbaugruppe wird in zwei Richtungen
eines kartesischen Koordinatensystems (in der Befestigungsebene)
durch eine kraftschlüssige Verbindung an dem Trägerkörper
gehalten. Die kraftschlüssige Verbindung wird durch die
Reibkräfte zwischen dem Keilelement und dem Gegenhalter
des Trägerkörpers aufgebracht. In der dritten
Richtung (senkrecht zur Befestigungsebene) ist durch das Zusammenspiel von
Keilelement und Gegenhalter eine formschlüssige Verbindung
bewirkt. Auf der gegenüberliegenden Seite sorgt das Befestigungselement
für eine kraftschlüssige Verbindung von Bodenplatte
und Trägerkörper, so dass auch eine spielfreie
Fixierung in einer Richtung senkrecht zu der Befestigungsebene gegeben
ist.
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Neben
einer zuverlässigen, sicheren Fixierung der Bodenplatte
bzw. der Sensorbaugruppe an dem Trägerkörper ergibt
sich wei ter eine einfache Montage. Diese ergibt sich daraus, dass
lediglich auf der zweiten Seite der Grundplatte ein Befestigungsmittel
vorgesehen ist, welches durch einen Monteur betätigt werden
zu braucht. Für die Fixierung der Bodenplatte auf der ersten
Seite der Grundplatte ist lediglich sicherzustellen, dass ein Eingriff
zwischen dem Keilelement und dem Gegenhalter erfolgt.
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Zur
Fixierung der Bodenplatte an dem Trägerkörper
umfasst das Befestigungsmittel zweckmäßigerweise
eine Schraubverbindung. Prinzipiell kann jede lösbare Verbindung
verwendet werden, um auch eine Demontage der Bodenplatte und damit
der Sensorbaugruppe von dem Trägerkörper bewerkstelligen zu
können.
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In
einer ersten Ausgestaltung weist die Schraubverbindung eine Achse
auf, die sich parallel zu der Befestigungsebene und von der zweiten
Seite in Richtung der ersten Seite der Grundplatte erstreckt, wobei
die parallel zu der Befestigungsebene verlaufende Kraft auf die
Bodenplatte durch die Schraubverbindung erzeugt ist. Beim Festziehen
der Schraubverbindung wird hierbei eine Bewegung der Bodenplatte
parallel zu der Befestigungsebene in Richtung der Gegenhalter erzwungen,
wodurch aufgrund der zueinander korrespondierenden Keilform des
Keilelements eine Umlenkung dieser Kraft in eine senkrecht zu der
Befestigungsebene verlaufende Kraft erfolgt. Hierdurch wird die
eingangs bereits beschriebene Fixierung in allen drei Richtungen
eines kartesischen Koordinatensystems erzielt.
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Die
Grundplatte kann zweckmäßigerweise an der zweiten
Seite einen insbesondere senkrecht zu der Befestigungsebene verlaufenden
Flächenabschnitt mit einer Öffnung für
den Durchtritt der Schraubverbindung aufweisen, wobei der Flächenabschnitt
an einem ausgestellten Abschnitt des Trägerkörpers
mit einer koaxialen Öffnung für den Durchtritt
der Schraubverbindung befestigt werden kann.
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Um
beim Festziehen der Schraubverbindung die gewünschte in
Richtung des Gegenhalters verlaufende Bewegung zu erzeugen, ist
das ausgestellte Blech zwischen dem Flächenabschnitt und
der ersten Seite der Grundplatte angeordnet. Hierbei ist es zweckmäßig,
wenn der Flächenabschnitt gegenüber dem ausgestellten
Abschnitt flexibel ist.
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In
einer alternativen Ausgestaltung weist die Schraubverbindung eine
Achse auf, die senkrecht zu der Befestigungsebene gelegen ist. Das
Befestigungsmittel umfasst ein weiteres Keilelement, das sich an
einem korrespondierenden Amboss des Trägerkörpers
abstützt, so dass eine von der Schraubverbindung senkrecht
zu der Befestigungsebene erzeugte Kraft durch das Zusammenwirken
des Keils und des Ambosses in die parallel zu der Befestigungsebene
verlaufende Kraft in Richtung des Gegenhalters umgelenkt ist, wenn
die Grundplatte an dem Trägerkörper befestigt
ist. In dieser Ausgestaltung ist eine besonders einfache Montage
der Bodenplatte an dem Trägerkörper möglich,
da die Schraubverbindung senkrecht zu der Befestigungsebene des
Trägerkörpers angebracht werden kann. Darüber
hinaus wird durch das Keilelement und das weitere Keilelement bereits
eine Vorfixierung aufgrund von Reibkräften bereitgestellt.
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Eine
Keilfläche des weiteren Keilelements und eine Fläche
des Ambosses liegen im Wesentlichen vollflächig aneinander,
wenn die Grundplatte an dem Trägerkörper befestigt
ist. Hierdurch kann eine maximale Kraft parallel zu der Befestigungsebene und
in Richtung des Gegenhalters von dem Amboss und dem mit diesem zusammenwirkenden
weiteren Keilelement aufgebracht werden.
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Über
den Winkel des Ambosses bzw. des weiteren Keilelements kann festgelegt
werden, welchen Weg die Bodenplatte parallel zu der Befestigungsebene
und in Richtung des Gegenhalters zurücklegt, in Abhängigkeit
des durch die Schraubverbindung senkrecht zur Befestigungsebene
zurückgelegten Wegs. Es hat sich als zweckmäßig
herausgestellt, wenn die Keilfläche des weiteren Keilelements einen
stumpfen Winkel gegenüber der Befestigungsfläche
einschließt, insbesondere einen Winkel von weniger als
135° und bevorzugt weniger als 120°.
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In
einer weiteren Variante umfasst das Befestigungsmittel einen Kniehebel,
der die Bodenplatte gegen einen Anschlag des Trägerkörpers
abstützt, wobei eine parallel zu der Befestigungsebene
und in Richtung des Gegenhalters verlaufende Kraft aufgebaut ist,
wenn der Kniehebel gestreckt ist und sich im Wesentlichen parallel
zu der Befestigungsebene erstreckt. Das Aufbringen der in Richtung
des Gegenhalters verlaufenden Kraft wird bei dieser Variante nicht
durch die Schraubverbindung, sondern einen Hebelmechanismus erzeugt.
Hierdurch kann die zwischen dem Keilelement und dem Gegenhalter
wirkende Kraft aufgrund der bekannten und konstanten Hebelverhältnisse
genau eingestellt werden.
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Der
Kniehebel ist zweckmäßigerweise in Richtung des
Trägerkörpers drehbar an der Bodenplatte ausgebildet.
Dies kann beispielsweise in Gestalt eines Filmscharniers realisiert
sein.
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Um
zu verhindern, dass der Kniehebel unbeabsichtigt eine andere als
die gestreckte Stellung einnimmt, wodurch die eindeutige Fixierung
der Bodenplatte an dem Trägerkörper unter Umständen
nicht mehr gewährleistet ist, ist vorgesehen, den Kniehebel
durch eine Schraubverbindung, welche die Bodenplatte an dem Trägerkörper
fixiert, in seiner gestreckten Endstellung zu fixieren, wenn die
Bodenplatte an dem Trägerkörper angeordnet ist.
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Das
Keilelement ist durch zumindest eine Lasche gebildet, die sich in
einem Winkel gegenüber der Befestigungsebene in Richtung
des Trägerkörpers erstreckt und dabei die Anlagefläche
ausbildet und die durch einen Schlitz des Trägerkörpers
hindurchragt und sich auf der der Bodenplatte gegenüberliegenden Seite
des Trägerkörpers an dem Gegenhalter abstützt.
Die zumindest eine Lasche nimmt in einem unbelasteten Zustand, d.
h. einem Zustand in dem auf die zumindest eine Lasche keine Kraft
einwirkt, einen spitzen Winkel relativ zu der Befestigungsebene
ein. Bevorzugt ist der Winkel kleiner als 45° und weiter
bevorzugt kleiner als 30°. Es ist weiter zweckmäßig,
wenn die zumindest eine Lasche unter Kraftaufwendung im Wesentlichen
reversibel verformbar ist. Hierbei hat es sich als zweckmäßig
herausgestellt, wenn die zumindest eine Lasche in Längsrichtung
versteift ist. Dies kann beispielsweise durch das Einbringen einer
Sicke erfolgen.
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Die
Grundplatte weist zweckmäßigerweise drei Befestigungspunkte
zu dem Trägerkörper auf. Hierdurch ist eine eindeutige
Fixierung dieser beiden Elemente zueinander sichergestellt. Zweckmäßigerweise
sind hierbei auf der einen Seite der Grundplatte zwei Keilelemente
vorgesehen, welche mit zwei korrespondierenden Gegenhaltern des
Trägerkörpers zusammenwirken. Dementsprechend
ist es ausreichend, wenn auf der zweiten Seite der Grundplatte das
Befestigungsmittel lediglich eine Fixierung an einem Punkt zwischen
Trägerkörper und Bodenplatte herstellt.
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Die
Grundplatte ist derart an den drei Befestigungspunkten angeordnet,
dass diese ansonsten keine weiteren Berührflächen
oder -punkte zu dem Trägerkörper aufweist.
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In
einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Trägerkörpers
ist der Gegenhalter durch zumindest eine steife Sicke gebildet.
Die zumindest eine Sicke kann einen gewölbten, insbesondere
kreisförmigen, Querschnitt aufweisen, so dass ein linienförmiger Kontakt
zu der Anlagefläche des Keilelements hergestellt ist. Alternativ
kann die zumindest eine Sicke einen zumindest abschnittsweise geradlinigen,
insbesondere dreieckigen, Querschnitt aufweisen, so dass ein flächiger
Kontakt zu der Anlagefläche des Keilelements hergestellt
ist. Die zumindest eine Sicke ist hierbei auf einer gegenüberliegenden Seite
der Trägerplatte angeordnet, auf der die Bodenplatte angeordnet
wird. Benachbart der zumindest einen Sicke sind eine jeweils korrespondierende
Ausnehmung für den Durchtritt jeweiliger Keilelemente der
Bodenplatte vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung sind die Keilelemente
in Gestalt der Laschen ausgebildet.
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In
einer weiteren Ausgestaltung kann der Trägerkörper
einen Keilschuh mit einer Innenfläche aufweisen, gegen
die sich das durch den zumindest einen keilförmigen Körper
gebildete Keilelement abstützt, wobei der Keilschuh auf
der Seite einer Trägerplatte angeordnet ist, auf der die
Bodenplatte angeordnet wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung umfasst das Befestigungsmittel einen Amboss,
welcher im Zusammenspiel mit dem Befestigungsmittel der Bodenplatte
eine Umlenkung einer senkrecht zu der Befestigungsebene zwischen
dem Trägerkörper und der Bodenplatte aufgebrachten
Kraft in die parallel zu der Befestigungsebene wirkende Kraft bewirkt.
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In
einer anderen Ausgestaltung ist ein insbesondere senkrecht zu der
Befestigungsebene ausgestellter Abschnitt vorgesehen, der eine Schraubverbindung
der Bodenplatte an dem Abschnitt ermöglicht, wobei die
Achse der Schraubverbindung sich parallel zu der Befestigungsebene
und in Richtung des Gegenhalters erstreckt.
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Von
der Erfindung ist ferner eine Sensorbaugruppe, insbesondere ein
Steuergerät, für die Verwendung in einem Fahrzeug
umfasst, die zur Befestigung an einem Trägerkörper
vorgesehen ist, wobei die Sensorbaugruppe eine gemäß der
vorstehenden Beschreibung ausgebildete Bodenplatte umfasst. Grundsätzlich
kann jede beliebige Baugruppe nach dem beschriebenen Prinzip an
dem Trägerkörper befestigt werden. Die Erfindung
ist jedoch insbesondere für Baugruppen, welche einen Sensor
umfassen, von besonderem Vorteil, da bei Verwendung von Sensoren die
Anbindung an den Trägerkörper und eine definierte
Lage von besonderer Bedeutung sind.
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Es
ist ferner ein Befestigungssystem vorgesehen, welches eine Sensorbaugruppe
mit einer Bodenplatte der vorstehend beschriebenen Art aufweist sowie
einen Trägerkörper, welcher zur Aufnahme und Fixierung
der Sensorbaugruppe vorgesehen ist und gemäß der
vorstehenden Beschreibung ausgebildet ist. Eine spielfreie Befestigung
der Sensorbaugruppe an dem Trägerkörper erfolgt
durch die Umlenkung einer parallel zu einer Befestigungsebene erzeugten
Kraft über zumindest ein Keilelement. Die Erzeugung der
parallel zu der Befestigungsebene wirkenden Kraft erfolgt durch
ein Befestigungsmittel.
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Die
Erfindung wird nachfolgend näher anhand der Figuren erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Sensorbaugruppe, die an einem erfindungsgemäßen
Trägerkörper befestigt ist,
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2A bis 2C eine
Schrittfolge zur Befestigung der erfindungsgemäßen
Sensorbaugruppe an dem Trägerkörper,
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3 eine
Querschnittsdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen
Sensorbaugruppe, die an einem dazu korrespondierenden, erfindungsgemäßen
Trägerkörper befestigt ist,
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4 das
in 3 mit A gekennzeichnete Detail in größerer
Darstellung
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5 das
in 3 mit B gekennzeichnete Detail in vergrößerter
Darstellung,
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6A bis 6C die
Schrittfolge zur Befestigung der erfindungsgemäßen
Sensorbaugruppe gemäß 3 an dem
Trägerkörper,
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7 eine
perspektivische Darstellung einer dritten erfindungsgemäßen
Sensorbaugruppe, die an einem dazu korrespondierenden erfindungsgemäßen
Trägerkörper befestigt ist und
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8A und 8B die
Schrittfolge zur Befestigung der Sensorbaugruppe gemäß 7 an dem
Trägerkörper.
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1 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße
Sensorbaugruppe 1, welche auf einem erfindungsgemäßen
Trägerkörper 50 angeordnet und fixiert
ist. Der Trägerkörper 50 ist korrespondierend
zu einer Bodenplatte 10 der Sensorbaugruppe 1 ausgebildet.
Der Trägerkörper 50 kann beispielsweise
integraler Bestandteil eines Fahrzeugtunnels eines Fahrzeugs sein.
Der Trägerkörper 50 kann alternativ als
separates Bauteil zur Befestigung mit einem anderen Karosseriebauteil,
z. B. dem Fahrzeugtunnel des Fahrzeugs, ausgebildet sein. Letztere
Variante bietet sich beispielsweise an, um eine bestimmte Positionierung
der Sensorbaugruppe relativ zur Umgebung sicherzustellen.
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Die
Art der Fixierung geht besser aus den 2A bis 2C hervor,
wobei 2A eine Seitenansicht einer
an dem Trägerkörper 50 zu befestigenden
Sensorbaugruppe 1 darstellt und die 2B und 2C Querschnittsdarstellungen
der in verschiedenen Stadien auf dem Trägerkörper 50 befestigten
Sensorbaugruppe 1. Für die Fixierung wesentlicher
Bestandteil der Sensorbaugruppe 1 ist die Bodenplatte 10.
Diese kann beispielsweise aus einem Metall, einem Kunststoff oder
einem Guss gefertigt sein. Die Bodenplatte 10 ist bevorzugt
einstückig ausgebildet, wobei auch eine Kombination verschiedener
Materialien möglich ist. Die Bodenplatte 10 weist
eine prin zipiell ebene Grundplatte 11 auf. Die Grundplatte 11 ist
mit einem Sensormodul 15 verbunden (vgl. 2B und 2C).
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Das
Sensormodul 15 umfasst beispielsweise eine Leiterplatte 16,
auf der verschiedene elektronische Bauelemente 17 angeordnet
sind. Bei zumindest einem der elektronischen Bauelemente 17 handelt
es sich um einen Sensor zur Erfassung einer physikalischen Größe,
z. B. einer Beschleunigung, einer Drehrate, einem Körperschallsignal
oder dergleichen. Das Sensormodul 15 ist von einem Gehäuse 12 umgeben,
das mit der Bodenplatte 10 verbunden ist. Das Gehäuse 12 ist
mit einem Stecker 14 zur elektrischen Kontaktierung des
Sensormoduls 15 versehen. Das Gehäuse 12 und
die Bodenplatte 10 könnten in einer Ausgestaltung
auch einteilig ausgebildet sein. Für die erfindungsgemäße
Anwendung der Sensorbaugruppe an dem Trägerkörper 50 ist
lediglich die Gestalt der Bodenplatte von Bedeutung. Welche Elemente
auf der von dem Trägerkörper 50 abgewandten
Seite der Bodenplatte 10 angeordnet sind, und in welcher
Weise dies konstruktiv gelöst ist, ist für die
Erfindung nicht von Bedeutung.
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Die
Befestigung der Sensorbaugruppe 1 erfolgt über
die Bodenplatte 10. Diese weist auf einer ersten Seite 18 zwei
Keilelemente 20 auf, welche in Gestalt von Laschen 21 ausgebildet
sind. Wie aus den 2A bis 2C besser
zu erkennen ist, erstrecken sich die Laschen 21 in einem
spitzen Winkel in Richtung des Trägerkörpers 50.
Hierbei ragen die Laschen 21 zumindest teilweise durch
entsprechende Schlitze 71 durch den Trägerkörper 50 hindurch. Werden
die Bodenplatte 10 und der Trägerkörper 15 nach
dem Durchführen der Laschen 21 durch die Schlitze 71 durch
eine Drehbewegung (vgl. Pfeil in 2A) zueinander
parallel ausgerichtet, d. h. befindet sich die Bodenplatte 10 in
ihrer Befestigungsebene, so gelangt eine jeweilige Anlagefläche 22 der
Laschen 21 mit einem jeweiligen Gegenhalter 51 in Form
einer kreisförmig ausgestalteten Sicke 53, 55 in Kontakt.
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Auf
einer zweiten Seite 19 weist die Bodenplatte 10 einen
Befestigungselementabschnitt 24 auf, welcher im Bereich
einer Vertiefung mit einer Aussparung 26 versehen ist.
Durch die Aussparung 26 ragt ein an dem Trägerkörper 50 befestigtes Schraubgewinde 27 (z.
B. ein Stehbolzen). Über das Schraubgewinde kann eine Mutter 28 geschraubt werden,
wobei diese den Boden der Aussparung an einen Vorsprung 64 des
Trägerkörpers 50 drückt. Der Vorsprung 64 bildet
einen von drei Auflagepunkten für die Bodenplatte. Zwei
weitere Auflagepunkte sind durch Vorsprünge 52, 54 gebildet,
in deren Bereich der Schlitz 71 bzw. die Sicken 53, 55 angeordnet sind.
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Der
Befestigungselementabschnitt 24 umfasst an seinem, von
der Bodenplatte 10 abgewandten Ende, ein Keilelement 25,
welches korrespondierend zu einem Amboss 56 des Trägerkörpers 50 ausgebildet
ist. Der Amboss 56 weist eine Fläche 57 auf, welche
in einem Winkel von bevorzugt kleiner als 135° und weiter
bevorzugt kleiner als 120° gegenüber der Befestigungsebene
angeordnet ist.
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Beim
Festdrehen der Mutter 28 über dem Schraubgewinde 27 gelangen
die einander zugewandten Flächen des Keilelements 25 und
des Ambosses 56 in Kontakt. Mit zunehmendem Festdrehen wird
hierbei eine Abwärtsbewegung, d. h. eine Bewegung in z-Richtung
und damit senkrecht zur Befestigungsebene erzeugt. Aufgrund der
aneinander gleitenden Flächen des Keilelements 25 und
des Ambosses 56 wird die dabei erzeugte Kraft umgelenkt
in eine Kraft parallel zur Befestigungsebene (x-y-Ebene in einem
kartesischen Koordinatensystem) und in Richtung der Gegenhalter 51.
Hierdurch werden die Laschen 21 gegen die Sicken 53, 55 gepresst
und leicht verformt. Hierdurch erfolgt eine erneute Umlenkung der
Kraft durch die Laschen 21 und die korrespondierenden Gegenhalter 51.
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Auf
diese Weise ist eine sichere Fixierung in Richtung sämtlicher
Achsen x, y und z des kartesischen Koordinatensystems sichergestellt.
Das hierbei angewandte Prinzip beruht auf der Umlenkung einer zunächst
senkrecht zur Befestigungsebene aufgebrachten Kraft in eine parallel
zu der Befestigungsebene und in Richtung der Gegenhalter 51 laufenden Kraft
wiederum in eine senkrecht wirkende Kraft zur Befestigungsebene.
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Die 3 bis 6C zeigen
eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Befestigungssystems.
Auch hierbei wird das vorstehend beschriebene Prinzip angewandt,
eine parallel zur Befestigungsebene aufgebrachte Kraft durch das
Keilelement 20 und einen korrespondierenden Gegenhalter 51 derart
umzulenken, um eine senkrecht zur Befestigungsebene wirkende Kraft
im Bereich des Keilelements 20 und des korrespondierenden
Gegenhalters 51 zu erzeugen.
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Das
Keilelement 20 ist im Ausführungsbeispiel der 3 in
Gestalt eines Keils realisiert, welcher mit einem Keilschuh 61,
welcher den Gegenhalter 51 ausbildet, hineinragt. Dies
geht beispielsweise gut aus den 6A bis 6C hervor,
welche die Schrittfolge zur Befestigung der Sensorbaugruppe 1 an
dem Trägerkörper 50 zeigen. Die Keilschuhe 61 ruhen
dabei, wie im vorangegangenen Beispiel, auf Vorsprüngen 66,
welche Auflagepunkte für die Sensorbaugruppe 1 bilden.
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Die
parallel zur Befestigungsebene und in Richtung der Gegenhalter 51 wirkende
Kraft wird durch eine Schraubverbindung aufgebracht. Hierzu weist
der Grundkörper 11 der Bodenplatte 10 einen Flächenabschnitt 29 auf,
welcher in Richtung des Trägerkörpers 50 gebogen
ist. Hierbei ist eine Aussparung oder Bohrung in den Flächenabschnitt 29 eingebracht,
durch welche eine Schraube 65 geführt werden kann.
Die Befestigung der Schraube 55 erfolgt an einem ausgestellten
Abschnitt des Trägerkörpers, welcher als Blech 58 ausgebildet
ist. Um die bei der Verschraubung der Sensorbaugruppe an dem Blech 58 entstehenden
Kräfte aufzunehmen, ist das Blech 58 mit Versteifungen 60 versehen,
welche in das Blech eingezogen sind. Weiterhin ist es vorstellbar,
dass die Versteifungen angelötet oder geschweißt
sind. Dieses Blech 58 weist eine zu der Bohrung 30 korrespondierende
Bohrung 59 mit einem Innengewinde auf. Beim Anziehen der
Schraube 65 wird hierbei eine in x-Richtung gerichtete
Bewegung der Sensorbaugruppe erzwungen, wodurch die Keilelemente 20 in
die jeweiligen Keilschuhe 61 gepresst werden. Hierbei erfolgt
die gewünschte Umlenkung der zunächst zu der Befestigungsebene
parallelen Kraft in eine zu der Befestigungsebene senkrechte Kraft.
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Die 7, 8A und 8B zeigen
ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Befestigungssystems.
Auch hierbei weist die Bodenplatte 10 auf ihrer ersten
Seite zwei Keilelemente 20 auf, welche in korrespondierende
Keilschuhe 68 hineinragen. Die Keilschuhe 68 bilden
wiederum die Gegenhalter 51 aus. Entsprechend der vorstehenden Beschreibung
sind die Keilschuhe 68 auf jeweiligen Vorsprüngen 67 zur
Ausbildung von Auflagepunkten ausgebildet. Auf der zweiten Seite
weist die Bodenplatte 10 zwei Kniehebel 31 auf,
welche jeweils über ein Filmscharnier 32 an der
Bodenplatte 10 befestigt sind. Zwischen den Kniehebeln 31 ist
ein Befestigungselementabschnitt 33 mit einer Aussparung ausgebildet.
Durch die Aussparung kann, wie dies im Zusammenhang mit dem ersten
Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ein Schraubgewinde 69 geführt werden.
Die Aussparung liegt in einer Vertiefung des Befestigungselements
Abschnitt 33, so dass eine Mutter 70 bei der Verschraubung
mit dem Schraubengewinde 69 in dieser versenkt werden kann.
Beim Verschrauben der Mutter 70 mit dem Schraubgewinde 69 rutscht
das dem Filmscharnier 32 abgewandte Ende des Kniehebels 31 entlang
einer Gleitfläche bis ein Anschlag 63 an bzw.
auf der Gleitfläche 72 erreicht ist. Durch das
andauernde Anziehen der Mutter 70 wird eine weitere Bewegung
der Bodenplatte 10 in Richtung des Trägerkörpers 50 erzwungen,
wodurch aufgrund der Abstützung des Kniehebels 31 an
dem Anschlag 63 eine Bewegung der Bodenplatte 10 in Richtung
der Gegenhalter 51 erzwungen wird. Hierdurch wird die zunächst
parallele und in Richtung der Gegenhalter 51 gerichtete
Kraft umgelenkt, so dass eine senkrecht zur Befestigungsebene wirkende Kraft
im Bereich der Gegenhalter 51 erzeugt ist. Hierdurch ist
die gewünschte statisch bestimmte Lagerung erzeugt.
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Die
Erfindung ermöglicht die Bereitstellung von Sensorbaugruppen
mit einem geringeren Logistikaufwand, da wenig Schraubelemente im
Vergleich zum Stand der Technik handzuhaben sind. Die Montage der
Sensorbaugruppe kann aufgrund einfacher Fügeprozesse kostengünstig
erfolgen. Darüber hinaus lassen sich auch schnelle Durchlaufzeiten
erfolgen. Ferner ist durch die vorliegende Geometrie ein Schutz
gegen Fehlmontage gewährleistet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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