DE102008027183B4

DE102008027183B4 - Anbau eines kapazitiven Sensors in ein Dachmodul

Info

Publication number: DE102008027183B4
Application number: DE102008027183A
Authority: DE
Inventors: Andrejus Afanasjevas; Bernhard Knüttel
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2028-06-07
Also published as: DE102008027183A1; WO2009147090A2; WO2009147090A3

Abstract

Sensoranordnung (1) für ein Dachmodul (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Sensoranordnung (1) Folgendes aufweist: einen kapazitiven Beschlags- und/oder Regensensor (3) und eine Halterung (4) für den Sensor (3), wobei der Sensor (3) zwischen einer Betriebsstellung und einer dazu beabstandeten Montagestellung verstellbar an der Halterung (4) gehalten ist, wobei der Sensor (3) in der Betriebsstellung zumindest bereichsweise an einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs anliegt, und in der Montagestellung beabstandet zu der Windschutzscheibe angeordnet ist und freigebbare Arretierungsmittel (23) vorgesehen sind, um den Sensor (3) zumindest in der Montagestellung zu fixieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung ausgelegt ist, den Sensor (3) der Sensoranordnung (1) in einer Aussparung (25) des Dachmoduls (2) beweglich zwischen der Betriebsstellung und der Montagestellung zu halten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin ist ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Sensoranordnung Gegenstand der Erfindung.
Im Stand der Technik sind Sensoranordnungen der eingangs genannten Art bekannt, die insbesondere dafür vorgesehen sind, Sensoren wie Regensensoren an einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs zu montieren. Beispielsweise ist in der WO 2005/095168 A1 eine derartige Sensoranordnung offenbart, die eine auf die Windschutzscheibe aufklebbare Halterung aufweist, in die der Sensor eingesetzt werden kann.
Ferner offenbart die DE 197 53 879 C1 eine gattungsgemäße Sensoranordnung für ein Dachmodul, bei dem das Dachmodul mehrteilig ausgebildet ist und ein Teil dessen gegenüber dem anderen mit der Sensoranordnung verschwenkbar ist, um den verschwenkbaren Teil in eine Montagestellung zu verbringen. Diese Stellung ist vorgesehen, um das Dachmodul mit der Sensoranordnung geschützt transportieren zu können.
Bei der bekannten Sensoranordnung wird als nachteilig angesehen, dass sie die Montage beziehungsweise den Austausch der Windschutzscheibe erschwert. So muss die Halterung nach der Montage der Scheibe in einer genau definierten Position aufgeklebt werden, was mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden ist. Außerdem ist es beim Austausch der Windschutzscheibe notwendig, eine neue Halterung zu verwenden, da die alte Halterung nicht ohne weiteres von der ausgetauschten Scheibe gelöst werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sensoranordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die diese Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Sensoranordnung dadurch gelöst, dass die Halterung ausgelegt ist, den Sensor der Sensoranordnung in einer Aussparung des Dachmoduls beweglich zwischen der Betriebsstellung und der Montagestellung zu halten.
Grundgedanke der Erfindung ist es, den Sensor so an der Halterung zu halten, dass er zwischen einer Betriebs- und einer Montagestellung, die voneinander beabstandet sind, hin und her bewegbar ist. Weiterhin sind freigebbare Arretierungsmittel vorgesehen, um eine Fixierung des Sensors zumindest in der Montagestellung zu ermöglichen.
Bei der erfindungsgemäßen Sensoranordnung kann der Sensor vor dem Einbau einer Windschutzscheibe zunächst in die Montageposition gebracht und dort mit Hilfe der Arretierungsmittel fixiert werden. Die Scheibe kann dann problemlos eingesetzt werden, ohne dass der Sensor hierbei stört. Anschließend werden die Arretierungsmittel gelöst und der Sensor wird in die Betriebsstellung, in der er an der Scheibe anliegt, gebracht.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor über einen Schwenkarm an der Halterung drehbar gelagert ist. Es können auch elastische Vorspannmittel vorgesehen sein, um den Sensor in Richtung der Betriebsstellung zu beaufschlagen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Sensor auch bei der Einwirkung äußerer Kräfte, beispielsweise in Form von Erschütterungen, in der Betriebsstellung gehalten wird. Die Vorspannmittel können als Druckfeder ausgebildet sein. Vorteilhafterweise wird eine Torsionsfeder verwendet, die an der Halterung abgestützt ist. Hierdurch kann in besonders einfacher Weise eine weitestgehend konstante Beaufschlagung des Sensors realisiert werden. Insbesondere kann die Druckfeder den Schwenkarm beaufschlagen. In diesem Fall wird die Krafteinwirkung der Druckfeder durch den Kraftarm des Schwenkarms verstärkt.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen, die mit dem Sensor verbunden ist. Die Dämpfungseinrichtung bremst die Rückstellung des Sensors aus der Montagestellung in die Betriebsstellung ab. Hierdurch wird insbesondere verhindert, dass die Vorspannmittel den Sensor schlagartig in die Betriebsstellung pressen, wenn die Arretierungsmittel freigegeben werden, was zu einer Beschädigung des Sensors führen könnte, wenn er an einer Windschutzscheibe anschlägt. Die Dämpfungseinrichtung kann über einen Hebelarm mit dem Sensor verbunden sein, um die Dämpfungswirkung durch die Hebelwirkung zu erhöhen und kann beispielsweise als Fettbremse ausgebildet sein.
Als Arretierungsmittel kann eine Rasteinrichtung verwendet werden. Diese kann insbesondere so ausgebildet sein, dass sie einrastet, wenn der Sensor in die Montagestellung gebracht wird, wodurch der Sensor in dieser Position fixiert wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass es sich bei dem Sensor um einen Regensensor, insbesondere um einen kapazitiven Regensensor handelt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, das eine erfindungsgemäße Sensoranordnung aufweist. Die Sensoranordnung kann dabei insbesondere in einem Dachmodul des Kraftfahrzeugs integriert sein. Vorzugsweise ist die Sensoranordnung in diesem Fall so in das Dachmodul eingebaut, dass der Sensor in einer Aussparung des Dachmoduls beweglich zwischen der Betriebstellung und der Montagestellung gehalten ist. Die Anordnung kann insbesondere so gewählt werden, dass der Sensor in der Betriebsstellung zumindest bereichsweise an der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs anliegt und in der Montagestellung beabstandet zu der Windschutzscheibe ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail erläutert. In den Zeichnungen zeigen
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung, die in einem Dachmodul eines Kraftfahrzeugs integriert ist,
2 eine perspektivische Ansicht der Sensoranordnung der 1, bei der die Halterung weggelassen ist,
3 eine weitere perspektivische Ansicht der Sensoranordnung der 1, bei der die Halterung ebenfalls weggelassen ist, und
4 eine perspektivische Ansicht der Sensoranordnung der 1 im vom Dachmodul getrennten Zustand.
Die 1 bis 4 zeigen eine erfindungemäße Sensoranordnung 1, die in ein Dachmodul 2 eines Kraftfahrzeugs integriert ist. Die Sensoranordnung 1 weist einen kapazitiven Regensensor 3 und/oder Beschlagsensor und/oder Lichtsensor und/oder Sonnensensor und eine Halterung 4 für den Regensensor 3 auf.
Der Regensensor 3 ist mit einer Sensorfläche versehen, der in einer Betriebsstellung mit einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs in Anlage kommt. Weiterhin hat der Regensensor 3 einen elektrischen Anschluss 5 zur Verbindung mit der Bordelektronik. Die Sensorfläche befindet sich auf der der Halterung 4 abgewandten Seite des Regensensors 3.
Der Regensensor 3 ist über einen Schwenkarm 6 mit der Halterung 4 verbunden. Dazu ist der Schwenkarm 6 mit einem oberen Ende 6a an einer zu dem Schwenkarm quer verlaufenden, den Schwenkarm 6 durchsetzenden Achse 7 drehbar gelagert. Die Achse 7 weist an ihren seitlichen Endbereichen 7a und 7b abgeflachte Oberflächen auf, die in korrespondierende Aussparungen 8 in der Halterung 4 eingeschoben sind, wodurch die Achse 7 starr an der Halterung 4 gelagert ist.
Auf die Achse 7 ist eine Torsionsfeder 9 mit Windungen 10 gesteckt, wobei ein mittlerer Bügelbereich 11 der Spiralfeder 9 am Schwenkarm 6 anliegt und stiftförmig von der Achse 7 vorragende Endbereiche 12a und 12b der Spiralfeder 9 sich gegen die Halterung 4 abstützen.
Der Schwenkarm 6 weist an seinem unteren Ende 6b auf der dem Regensensor 3 angewandten Seite eine Rastnase 13 auf. In dem unteren Ende 6b des Schwenkarms 6 ist zusätzlich eine Aussparung 14 vorhanden, die von einem Drahtbügel 15 durchsetzt ist. Der Drahtbügel 15 ist mit beiden Enden mit dem Regensensor 3 verbunden. Da der Durchmesser des Drahtbügels 15 im Vergleich zu dem der Aussparung 14 klein ist, ist der Regensensor 3 am Schwenkarm 6 mit Spiel gehalten.
Das untere Ende 6b des Schwenkarms 6 ist weiterhin über eine Achse 16 drehbeweglich mit einem unteren Ende 17a eines Hebelarms 17 verbunden, der beabstandet neben dem Schwenkarm 6 verläuft. Ein oberes Ende 17b des Hebelarms 17 greift wiederum in ein Ritzel 18 ein, dass mit einer Fettbremse 19 verbunden ist, die selbst an der Halterung 4 befestigt ist. Die Fettbremse 19 ist ausgebildet, die Bewegung des Ritzels 18 zu dämpfen. Der Hebelarm 17 weist hier ein Übersetzungsverhältnis von etwa 1 zu 3 aus, so dass dem Ritzel 18 eine Drehbewegung zwischen 60 und 100 Grad ermöglicht wird. Eine andere Übersetzung zur Erzielung einer anderen Dämpfung ist natürlich ebenfalls vorstellbar.
Die Halterung 4 ist mit einer Aussparung 20 versehen, in der ein stabförmig ausgebildetes Betätigungselement 21 aufgenommen ist. Das Betätigungselement 21 ragt mit einem vorderen Ende 21a über die Halterung 4 hinaus und ist mit einem hinteren Ende 21b in der Halterung 4 geführt. An der dem Regensensor 3 zugewandten Seite ist das Betätigungselement 21 mit einer Rastnase 22 versehen. Die Rastnase 13 des Schwenkarms 6 und die Rastnase 22 des Betätigungselements 21 sind derart gegenläufig angeordnet, dass sie miteinander in Eingriff kommen können, wenn der Regensensor 3 aus der Betriebsstellung in eine Montagestellung bewegt wird. Die beiden Rastnasen 13 und 22 bilden somit gemeinsam ein Arretierungsmittel 23f. In der Halterung 4 sind weiterhin zwei durchsetzende Bohrungen 24 zur Befestigung der Halterung 4 am Dachmodul 2 ausgebildet.
In dem Dachmodul 2 ist eine Aussparung 25 vorhanden, die in Form und Größe der Kontur des Regensensors 3 entspricht. Die Aussparung 25 ist mit einer Einfassung 26 umgeben, die eine Lücke 27 aufweist. Weiterhin ist das Dachmodul 2 mit zylindrischen Auflageelementen 28 versehen, die beispielsweise jeweils ein koaxial verlaufendes Innengewinde 29 aufweisen, möglich ist es aber auch, dass in die Auflageelemente 28 Bohrungen für selbstschneidende Gewinde eingebracht werden.
Die Sensoranordnung 1 ist in der folgenden Weise in das Dachmodul 2 integriert. Der Regensensor 3 ist in die Aussparung 25 eingeschoben, wobei der Anschluss 5 in der Lücke 27 der Einfassung 26 angeordnet ist. Die Halterung 4 stützt sich auf den Auflageelementen 28 ab und ist über in der Zeichnung nicht gezeigte Schrauben, die die Bohrungen 24 durchsetzen und in die Innengewinde 29 eingreifen, am Dachmodul 2 befestigt.
Das Dachmodul 2 mit der darin integrierten Sensoranordnung 1 kann in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden, bevor dessen Windschutzscheibe montiert wird. Nachdem der Einbau des Dachmoduls 2 erfolgt ist, wird der Regensensor 3 in die Montagestellung der Sensoranordnung 1 gebracht oder liegt seit dem Einbau in der Montagestellung vor. Vorstellbar ist auch zum Beispiel im Falle der Wartung oder dem Ausbau der Windschutzscheibe, dass der Regensensor 3 durch Druck auf dessen Sensorfläche in die Aussparung 25 des Dachmoduls 2 hinein geschoben, bis die beiden Rastnasen 13 und 22 des Arretierungsmittels 23 miteinander verrasten und den Regensensor 3 fixieren. Während dieser Bewegung des Regensensors 3 wird der Schwenkarm 6 um ca. 20° verschwenkt, woraus ein Hub des Regensensors 3 von bis zu 6 mm relativ zu dem Dachmodul 2 realisierbar ist, wobei die 6 mm dem maximalen Toleranzausgleich entspricht, der zwischen dem aus Dachmodul 2 befestigten Regensensor 3 und der Scheibe anzugleichen sein kann. In dieser Montageposition ist der Regensensor 3 also in das Dachmodul 2 hinein geschoben, wobei während des Einschiebens die Torsionsfeder 9 gespannt wird.
Nun kann die Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs eingesetzt und verklebt werden, ohne dass hierbei der Regensensor 3 stört. Insbesondere drückt der Regensensor 3 nicht gegen die Windschutzscheibe während der Kleber aushärtet.
Nachdem die Windschutzscheibe fertig montiert ist, wird das Betätigungselement 21 in die Halterung 4 hinein geschoben, wodurch die Rastnasen 13 und 22 außer Eingriff kommen. Der nun freigegebene Schwenkarm 6 wird von dem Bügel 11 der gespannten Torsionsfeder 9 in Richtung der Scheibe gedrückt. In der Folge bewegt der Schwenkarm 6 den damit verbundenen Regensensor 3 in der Aussparung 25 nach unten von dem Dachmodul 2 weg in seine Betriebsstellung, in der die Sensorfläche des Regensensors 3 mit der Windschutzscheibe in Anlage kommt. Dabei sorgt die Torsionsfeder 9 in der Betriebsstellung dafür, dass die Sensorfläche mit einem ausreichenden Anpressdruck im Bereich von ca. 15 N an die Windschutzscheibe gedrückt wird. Die 1 bis 3 zeigen den Regensensor in der Betriebsstellung.
Wenn sich der Regensensor 3 unter der Wirkung der Torsionsfeder 9 in die Betriebsstellung bewegt wird, dämpft die Fettbremse 19 über das Ritzel 18 und den Hebelarm 17 die Bewegung. Das heißt der Regensensor 3 kehrt nach der Freigabe der Arretierungsmittel 23 nicht schlagartig in die Betriebsstellung zurück, sondern gleitet langsam in diese Position. Hierdurch wird sowohl eine Beschädigung des Regensensors 3 als auch der Windschutzscheibe verhindert. Anzumerken bleibt, dass der Hebelarm 17 um eine Achse 30, die ortsfest in der Halterung 4 gehalten ist, schwenkt.

Claims

Sensoranordnung (1) für ein Dachmodul (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Sensoranordnung (1) Folgendes aufweist: einen kapazitiven Beschlags- und/oder Regensensor (3) und eine Halterung (4) für den Sensor (3), wobei der Sensor (3) zwischen einer Betriebsstellung und einer dazu beabstandeten Montagestellung verstellbar an der Halterung (4) gehalten ist, wobei der Sensor (3) in der Betriebsstellung zumindest bereichsweise an einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs anliegt, und in der Montagestellung beabstandet zu der Windschutzscheibe angeordnet ist und freigebbare Arretierungsmittel (23) vorgesehen sind, um den Sensor (3) zumindest in der Montagestellung zu fixieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung ausgelegt ist, den Sensor (3) der Sensoranordnung (1) in einer Aussparung (25) des Dachmoduls (2) beweglich zwischen der Betriebsstellung und der Montagestellung zu halten.
Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) über einen Schwenkarm (6) an der Halterung (4) schwenkbar gelagert ist.
Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass elastische Vorspannmittel (9) vorgesehen sind, die den Sensor (3) in Richtung der Betriebsstellung beaufschlagen.
Sensoranordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Vorspannmittel (9) als Druckfeder und insbesondere als Torsionsfeder, die an der Halterung (4) abgestützt ist, ausgebildet sind.
Sensoranordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder den Schwenkarm (6) beaufschlagt.
Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) mit einer Dämpfungseinrichtung (19) ver bunden ist, um die Rückstellung des Sensors (3) aus der Montagestellung in die Betriebsstellung abzubremsen.
Sensoranordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (19) über einen Hebelarm (17) mit dem Sensor (3) verbunden ist.
Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (19) als Fettbremse ausgebildet ist.
Sensoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierungsmittel (23) als Rasteinrichtung (13, 22) ausgebildet sind.
Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Dachmodul (2) mit einer Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.