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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zur Befestigung eines
Sensors an einem Fahrzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten
Art.
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Ein
derartige Befestigungsanordnung ist bereits aus der
DE 197 19 519 A1 zur Befestigung
eine Ultraschallsensors an einem Stoßfänger eines
Kraftfahrzeugs bekannt. Die Befestigungsanordnung umfasst ein Halteteil,
das auf der Innenseite des Stoßfängers angebracht
ist und eine Aufnahme für einen vorderen Abschnitt des
zylindrischen Sensorgehäuses bildet. Das Sensorgehäuse
weist dabei an seiner Umfangswand zwei abstehende Rastvorsprünge
auf, die mit korrespondierenden Öffnungen des Halteteils verrastet
werden. Bei der bekannten Befestigungsanordnung müssen
die korrespondierenden Rastmittel an Sensorgehäuse und
Sensoraufnahme passgenau aufeinander abgestimmt sein. Somit können
nur aufeinander abgestimmte Paarungen von Sensorgehäuse
und Sensoraufnahme verbaut werden.
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Um
einen Halter bereits zu stellen, der mit unterschiedlichen Sensoren
bestückt werden kann, ist aus der
DE 10 2005 005 331 A1 bereits
bekannt, zwischen Sensorgehäuse und Sensoraufnahme einen
käfigförmigen Adapter vorzusehen, welche den Sensor
in axialer und radialer Richtung in der Sensoraufnahme fixiert.
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Der
käfigförmige Adapter wird jeweils mit zugehörigen
Rastmittel am Sensorgehäuse sowie an der Sensoraufnahme
verbunden. Bei der Montage des Sensors wird der Adapter zunächst
auf das Sensorgehäuse aufgesetzt und mit zugehörigen
Rastmitteln des Sensorgehäuses verrastet. Anschließend wird
der Sensor samt Adapter in die Sensoraufnahme eingeführt,
wobei zugehörige Rastmittel des Adapters in der Sensoraufnahme
verrasten. Durch Austausch des Adapters lässt sich der
Sensor ohne Änderung des Sensorgehäuses an unterschiedlichen Sensoraufnahmen
befestigen.
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Der
käfigförmige Adapter weist allerdings eine verhältnismäßig
aufwändige und entsprechend kostenintensive Bauweise auf,
zumal die Rastmitteln des Adapter sowohl auf das Sensorgehäuse
und als auch auf die Sensoraufnahme abgestimmt werden müssen.
Des Weiteren beansprucht der Adapter einen verhältnismäßig
großen Bauraum und kann daher nur in Verbindung mit kompakten
Sensoren verwendet werden, bei denen ein ausreichender Zwischenraum
zwischen Sensorgehäuse und Sensorhalter gegeben ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Befestigungsanordnung zur Befestigung
eines Sensors an einem Fahrzeug der im Oberbegriff des Anspruchs
1 genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine besonders einfache
und variable Befestigung des Sensors ermöglicht wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Weitere die Erfindung in vorteilhafter
Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
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Der
mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass das wenigstens
eine Befestigungsmittel des Sensors nicht unmittelbar am Sensorgehäuse sondern
an einem separaten Befestigungsrahmen vorgesehen ist, der über
eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Sensorgehäuse
verbunden ist. Bei seiner Herstellung kann der Sensor dann jeweils
durch Anbringen eines geeigneten Befestigungsrahmens für
die Montage an unterschiedlichen Sensoraufnahmen vorbereitet werden.
Die stoffschlüssige Verbindung zwischen Sensorgehäuse
und Befestigungsrahmen ermöglicht dabei eine besonders
einfache und platzsparende Bauweise des Befestigungsrahmens.
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Als
Befestigungsmittel des Befestigungsrahmens kann besonders einfach
und montagefreundlich ein Rastmittel vorgesehen sein, das zur Befestigung
des Sensors mit einem korrespondierenden Rastmittel an der Sensoraufnahme
zusammenwirkt. Zur besonders zuverlässigen Fixierung des
Sensors kann der Befestigungsrahmen dabei zwei voneinander beabstandete
Rastmittel aufweisen.
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Zur
besonders einfachen und zuverlässigen Montage kann der
Sensor in die korrespondierende Sensoraufnahme des Fahrzeugs einsteckbar
sein, wobei der Befestigungsrahmen wenigstens ein Anschlagmittel
aufweist, um den Einschubweg des Sensors zu begrenzen.
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Der
Befestigungsrahmen ist vorzugsweise hülsenförmig
ausgebildet und in einfacher Weise auf das Sensorgehäuse
aufsteckbar.
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Zur
besonders zuverlässigen Verbindung mit dem Sensorgehäuse
weist der Befestigungsrahmen vorzugsweise wenigstens eine Stützfläche
auf, die flächig an einem gegenüberliegenden Wandbereich des
Sensorgehäuses anliegt.
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Um
bei zuverlässiger Befestigung des Sensors eine besonders
kompakte Bauweise zu ermöglichen, kann der Befestigungsrahmen
zwei voneinander beabstandete Befestigungsarme aufweisen, wobei
an jedem Befestigungsarm wenigstens ein Befestigungsmittel vorgesehen
ist. Die Befestigungsarme liegen dabei vorzugsweise jeweils mit
einer zugehörigen Stützfläche am Sensorgehäuse
an. Zur Versteifung des Befestigungsrahmens können die
beiden Befestigungsarme durch einen Ringabschnitt des Befestigungsrahmens
miteinander verbunden sein.
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Der
Sensor kann als Ultraschallsensor ausgebildet sein, wobei der Befestigungsrahmen
vorzugsweise an einer Stirnseite des Sensorgehäuses anliegt
und eine Durchtrittsöffnung aufweist, die vom Membrankörper
des Ultraschallsensors durchsetzt wird. Dadurch wird eine besonders
steife Bauweise des Befestigungsrahmens ermöglicht.
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Um
die Übertragung von Schwingungen zwischen dem Ultraschallsensor
und den angrenzenden Bauteilen zu reduzieren, kann der Befestigungsrahmen
am Öffnungsrand der Durchtrittsöffnung einen Entkopplungsring
aus weichelastischem Material aufweisen. Der Entkopplungsring kann
dabei besonders montagefreundlich insbesondere durch Anspritzen
oder in einem Zwei-Komponenten Spritzgussverfahren an den Befestigungsadapter
angeformt sein.
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Als
stoffschlüssige Verbindung zwischen Befestigungsrahmen
und Sensorgehäuse kann eine Klebeverbindung oder eine insbesondere
durch Laserschweißen hergestellte Schweißverbindung
vorgesehen sein.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer
zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
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In
der Darstellung zeigen:
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1 einen
Ultraschallsensor in einer perspektivischen Schrägansicht,
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2 den
Ultraschallsensor in einer Seitenansicht,
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3 einen
Befestigungsrahmen des Ultraschallsensors in einer perspektivischen
Einzelansicht und
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4 den
Ultraschallsensor in Einbaulage in einer Sensoraufnahme.
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In 1 und 2 ist
ein Ultraschallsensor 1 für eine Einparkhilfe
eines Kraftfahrzeugs gezeigt, der als Abstandsensor vorgesehen und
an einem dünnwandigen Außenverkleidungsteil des
Fahrzeugs angebracht ist, wie z. B. einem Front- oder Heckstoßfänger.
Der Ultraschallsensor 1 umfasst ein Sensorgehäuse 2 aus
Kunststoffmaterial, in dem ein zylindrischer Membrankörper 3 aus
Aluminium sowie eine nicht gezeigte Steuerelektronik untergebracht ist.
Der Membrankörper 3 durchsetzt dabei eine Durchtrittsöffnung 4 des
Sensorgehäuses 2 und ragt mit einem Bodenabschnitt
aus dem Sensorgehäuse 2 heraus.
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Das
Sensorgehäuse 2 ist aus zwei insbesondere im Spitzgussverfahren
hergestellten Kunststoffteilen zusammengesetzt, die dicht miteinander
verbunden sind, und umfasst einen zylindrischen Hauptabschnitt 5,
von dem ein seitlicher Steckerabschnitt 6 zum elektrischen
Anschluss des Ultraschallsensors 1 an eine nicht gezeigte
elektrische Verbindungsleitung abragt. Der Hauptabschnitt 5 des
Sensorgehäuses 2 weist am entgegensetzt zur Durchtrittsöffnung 4 angeordneten
Endbereich eine Einführöffnung zum Einsetzen von
Membrankörper 3 und Steuerelektronik auf. Einführöffnung
und die Anschlussöffnung des seitlichen Steckerabschnitts 6 sind
jeweils durch eine Vergussmasse vollständig bzw. entsprechende
Abschnitte des Sensorgehäuses 2 geschlossen. Das Sensorgehäuse 2 bildet
somit einen vollständig geschlossenen Hohlkörper
zur Wassergeschützten Unterbringung der Steuerelektronik
und zumindest eines Teilabschnitts des Membrankörpers 3.
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In
Verbindung mit 3 ist ersichtlich, dass das
Sensorgehäuse 2 an seiner Außenseite
mit einem Befestigungsrahmen 10 versehen ist, der separat
zum Sensorgehäuse 2 ausgebildet ist und auf die Außenwand
des zylindrischen Hauptabschnitts 5 des Sensorgehäuses 2 aufgeschoben
ist.
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Der
hülsenförmige Befestigungsrahmen 10 ist
einteilig als Spitzgussteil aus Kunststoffmaterial hergestellt und
umfasst einen kreisförmigen Ringabschnitt 11,
von dem insgesamt vier Arme 12–15 abragen,
wobei die Arme 12–15 jeweils um etwa
90 Grad versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei sind zwei Befestigungsarme 12 und 13 vorgesehen,
die um 180 Grad versetzt zueinander angeordnet und spiegelsymmetrisch
zueinander ausgebildet sind. An ihrer Innenseite weisen die Stützarme 12 und 13 jeweils
eine ebene Stützfläche 16 bzw. 17 auf,
die in der Einbaulage des Befestigungsrahmens 10 flächig an
einem gegenüberliegenden Außenwandbereich des
Sensorgehäuses 2 anliegt. Der gegenüberliegende
Wandbereich ist dabei jeweils durch einen abgeflachten, ebenen Wandbereich
an der Außenfläche der Umfangswand des Sensorgehäuses 2 gebildet.
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Von
der gegenüberliegenden Außenseite jedes Befestigungsarms 12 und 13 steht
jeweils ein zugehöriger Rastvorsprung 18 bzw. 19 ab,
der in der Einbaulage des Ultraschallsensors 1 an einer
korrespondierenden Rastausnehmung 33 und 34 einer Sensoraufnahme 30 einrastet.
Die Rastvorsprünge 18 und 19 sind jeweils
keilförmig ausgebildet, um bei der Montage des Ultraschallsensors 1 in
der Sensoraufnahme 30 das Verrasten an den Rastausnehmungen 33 und 34 der
Sensoraufnahme zu erleichtern.
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Des
Sensorgehäuse 2 weist am vom Membrankörper 3 abgewandten
Ende seine Hauptabschnitts 5 ebenfalls zwei voneinander
beabstandete Rastmittel 7. Diese werden bei der Befestigung
des Ultraschallsensors 1 an der Sensoraufnahme 30 jedoch
nicht verwendet und sind zur Befestigung des Ultraschallsensors 1 an
einer nicht gezeigten alternativen Sensoraufnahme vorgesehen, die
zu den Rastmitteln 7 korrespondierende Rastmittel 7 aufweist. Die
Befestigungsarme 12 und 13 des Befestigungsrahmens 10 erstrecken
sich über nahezu die gesamte axiale Länge des
Hauptabschnitts 5 des Sensorgehäuses 2 und
weisen im Bereich der Rastmittel 7 Aussparungen 20 und 21 auf.
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Ein
Stützarm 14 ist versetzt zu den Befestigungsarmen 12 und 13 angeordnet
und bildet an seiner Innenseite ebenfalls eine Stützfläche 22,
die bei montiertem Befestigungsrahmen 20 an einem gegenüberliegenden
Außenwandbereich des Sensorgehäuses 2 anliegt.
Von der Außenseite des Stützarms 14 ragt
nach außen hin ein ankerförmiger Anschlag 23 ab,
der beim Einschieben des Ultraschallsensors 1 in die Sensoraufnahme 30 an
einer korrespondierenden Anschlagfläche der Sensoraufnahme 30 aufläuft
und so den Einschubweg begrenzt. Gegenüberliegend zum Stützarm 14 ist
ein Sicherungsarm 15 angeordnet, der an seiner Innseite
eine schmale Stützfläche 24 zur Anlage
an der gegenüberliegenden Außenwand des Sensorgehäuses 2 bildet.
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Der
Befestigungsrahmen 10 ist an seinen Stützflächen 16, 17, 22 und 24 über
stoffschlüssige Verbindungen mit der Außenwand
des Sensorgehäuses 2 verbunden. Die stoffschlüssigen
Verbindungen sind dabei jeweils durch Punkt- oder linienförmige Schweißverbindungen
insbesondere mittels Laserschweißen hergestellt. Einzelne
Schweißverbindungen sind dabei vorzugsweise jeweils nahe
der Rastvorsprünge 18 und 19 sowie nahe
des Anschlags 24 an der jeweiligen Stützfläche 16, 17 bzw. 22 angeordnet,
um die auf den Befestigungsrahmen 10 wirkenden Kräfte
zu reduzieren. Alternativ könnten die Stützflächen 16, 17, 22 und 24 aber
auch jeweils flächig, vorzugsweise vollflächig
mit der Außenwand des Sensorgehäuses 2 verklebt
sein. Des Weiteren wären auch Kombinationen aus Schweiß-
und Klebeverbindungen möglich.
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Der
Ringabschnitt 11 des Befestigungsrahmens 10 begrenzt
eine kreisförmige Durchtrittsöffnung 25,
die bei montiertem Befestigungsrahmen 10 deckungsgleich
zur Durchtrittsöffnung 4 des Sensorgehäuses 2 angeordnet
und von einem Bodenabschnitt des Membrankörpers 3 durchsetzt
ist. Am Öffnungsrand der Durchtrittsöffnung 25 ist
ein kreisförmiger Entkopplungsring 26 aus weichelastischem Kunststoffmaterial
angeordnet, wobei der umlaufende Entkopplungsring 26 durch
Anspritzen einteilig an den Befestigungsrahmen 10 angeformt
ist. Alternativ könnten Befestigungsrahmen 10 und
Entkopplungsring 26 aber auch in einem Zwei-Komponenten Spritzgussverfahren
aus zwei unterschiedlichen Kunststoffmaterialen hergestellt sein.
Im montierten Zustand liegt der Befestigungsrahmen 10 mit
seinem Ringabschnitt 11 an der die Durchtrittsöffnung 4 begrenzenden
Stirnseite des Sensorgehäuses an.
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Bei
der Montage des Ultraschallsensors 1 werden zunächst
Membrankörper 3 und die nicht gezeigte Steuerelektronik
in das Sensorgehäuse 2 eingesetzt. Nachfolgend
wird das Sensorgehäuse 2 geschlossen und mittels
Vergussmasse abgedichtet. Hiernach liegt ein prinzipiell einbaufertiger
Ultraschallsensor 1 vor, der mittels der Rastmittel 7 an
einer zugehörigen Sensoraufnahme befestigt werden könnte.
Um den Ultraschallsensor 1 für eine Befestigung
an einer Sensoraufnahme vorzubereiten, deren Befestigungsmittel
nicht mit den Positionen und/oder Abmessungen der Rastmittel 7 korrespondieren,
ist der Befestigungsrahmen 10 vorgesehen.
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Der
hülsenförmige Befestigungsrahmen 10 wird
nachträglich auf von außen auf das Sensorgehäuse 2 des
fertig montierten Ultraschallsensors 1 aufgeschoben, bis
der Ringabschnitt 11 an der Stirnseite des Sensorgehäuses 2 anliegt.
Anschließend werden Befestigungsrahmen 10 und
Sensorgehäuse 2 durch Schweißung miteinander
verbunden. Der Ultraschallsensor 1 ist dann zu Montage
an der zum Befestigungsrahmen 10 korrespondierenden Sensoraufnahme 30 vorbereitet.
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In 4 ist
der Ultraschallsensor 1 in seiner Einbaulage in einer zugehörigen
Sensoraufnahme 30 gezeigt, die an einem nicht gezeigten
dünnwandigen Außenverkleidungsteil eines Fahrzeugs,
wie z. B. einem Stoßfänger angeordnet ist. Die
aus Kunststoffmaterial hergestellte Sensoraufnahme 30 umfasst
dabei eine Befestigungsplatte 31, von der ein hohlzylindrischer
Aufnahmeabschnitt 32 absteht. In der Einbaulage liegt die
Sensoraufnahme 30 mit ihrer Befestigungsplatte 31 flächig
an einem gegenüberliegenden Wandbereich an der Innenseite
des Außenverkleidungsteils an und ist an diesem z. B. durch eine
Schweiß- oder Klebeverbindung befestigt. Der Aufnahmeabschnitt 32 weist
dabei auf der dem Außenverkleidungsteil zugewandten Seite
einen kurzen überstehen Abschnitt auf, der eine korrespondierende
Durchtrittsöffnung des Außenverkleidungsteils durchsetzt
und an seinem freien Ende im Wesentlichen flächenbündig
mit der Außenseite des Außenverkleidungsteils
abschließt.
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Der
Ultraschallsensor 1 wird bei der Montage samt Befestigungsrahmen 10 von
der Innseite aus in den Aufnahmeabschnitt 32 des bereits
am Außenverkleidungsteil befestigten Sensorhalters 30 eingeschoben,
bis der Anschlag 23 an einer Gegenfläche des Aufnahmeabschnitts 32 aufläuft
und die Rastvorsprünge 18 und 19 jeweils
in korrespondierenden fensterförmigen Rastöffnungen 33 bzw. 34 der
Sensoraufnahme 30 einrasten. Der hülsenförmige
Aufnahmeabschnitt 32 der Sensoraufnahme 30 weist
im Bereich des Anschlags 23 und des Steckerabschnitts 6 des
Sensorgehäuses 2 jeweils eine korrespondierende
Aussparung auf. In der Einbaulage ist der Ultraschallsensor 1 mit
dem Hauptabschnitt 5 seines Sensorgehäuses 2 passgenau
im Aufnahmeabschnitt 32 der Sensoraufnahme 30 aufgenommen und über
den Anschlag 23 sowie die Rastvorsprünge 18 und 19 des
Befestigungsrahmens 10 lagegesichert befestigt. Der Membrankörper 3 schließt
dabei mit seinem Membranboden im Wesentlichen flächenbündig
mit der Außenseite des Außenverkleidungsteils
ab.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19719519
A1 [0002]
- - DE 102005005331 A1 [0003]