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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zur Befestigung eines
Sensors an einer Fahrzeugscheibe der im Oberbegriff des Anspruchs 1
genannten Art.
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Eine
derartige Befestigungsanordnung ist bereits aus der
EP 1 312 521 B1 zur Befestigung
eines optischen Regensensors an einer Fahrzeugfrontscheibe bekannt.
Die bekannte Befestigungsanordnung umfasst einen mittels Klebung
fest mit der Scheibe verbundenen, ringförmigen Sensorhalter, wobei
der Sensor mit seinem Sensorgehäuse die kreisförmige
Durchtrittsöffnung des Sensorhalters durchsetzt und mit
einer Koppelfläche an der Scheibe anlegt. Der Sensor wird über
einen federelastischen Spannbügel an die Fahrzeugscheibe
gedrückt, wobei der U-förmige Spannbügel
an seinen beiden seitlichen Endbereichen mit dem Sensorhalter verrastet ist
und mit seinem Mittelbereich flächig an der scheibenabgewandten
Rückseite des Sensorgehäuses abgestützt
ist.
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Das
Sensorgehäuse umfasst eine erste, die Koppelfläche
aufweisende Gehäusehälfte mit optischen Ein- und
Auskoppelelementen sowie eine zweite Gehäusehälfte,
in der wenigstens ein Lichtempfänger angeordnet ist, wobei
die beiden Gehäusehälften in der Einbaulage des
Sensors durch den Spannbügel zusammengepresst werden. Bei
der Montage des Sensors können die beiden Gehäusehälften
bevor sie durch den Spannbügel zusammengedrückt
werden im gewissen Umfang gegeneinander verschoben werden, um Toleranzen
auszugleichen und den Lichtempfänger relativ zu den Ein-
und Auskoppelelementen zu positionieren. Allerdings kann bei der
bekannten Befestigungsanordnung die axiale Anpresskraft, mit welcher
der Sensor an die Scheibe gedrückt wird, infolge von Fertigungs-
und Montagetoleranzen sowie der Nachgiebigkeit des Gehäuses
schwanken, so dass eine zuverlässige Ankopplung des Sensors
nicht immer sichergestellt werden kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Befestigungsanordnung zur Befestigung
eines Sensors an einer Fahrzeugscheibe der im Oberbegriff des Anspruchs
1 genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, dass eine besonders
zuverlässige Ankopplung des Sensors an die Scheibe ermöglicht
wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1. Weitere die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende
Merkmale enthalten die Unteransprüche.
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Der
mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass der Haltebügel
an wenigstens einem Stützauge abgestützt ist,
das Außenumfang des Sensorgehäuses vorgesehen
ist. Somit wird der Sensor stets mit einer definierten Anpresskraft
an die Scheibe gedrückt. Das am Außenumfang des
Sensorgehäuses vorgesehene Stützauge bildet dabei eine
steife Auflagezone für den Haltebügel, deren Lage
durch Fertigungs- und Montagetoleranzen nur unwesentlich beeinflusst
wird. Die Anordnung des Stützauges am Außenumfang
des Sensorgehäuses hat ferner den Vorteil, dass Kippmomente
auf den Sensor besser abgestützt werden können.
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Um
ein besonders breite und steife Stützbasis zu erreichen,
kann das Stützauge vom Außenumfang des Sensorgehäuses
abragen.
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Bei
einem Sensorgehäuse, das ein der Scheibe zugewandtes Grundteil
sowie ein separates, der Scheibe abgewandtes Deck teil umfasst, ist
das Stützauge vorzugsweise am Grundteil des Sensorgehäuse
angeordnet, um eine besonders steife Abstützung zu erreichen.
Diese Anordnung hat ferner den Vorteil, dass die Position des Stützauges
weitgehend unabhängig von Montage- und Fertigungstoleranzen
des Sensors ist.
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Zur
besonders zuverlässigen und gleichmäßigen
Ankopplung des Sensors an die Fahrzeugscheibe kann das Sensorgehäuse
mehrere Stützaugen aufweisen, die über den Außenumfang
des Sensorgehäuses verteilt angeordnet sind und jeweils
mit einer zugehörigen Auflagezone des Haltebügels
zusammenwirken.
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Zur
besonders zuverlässigen Befestigung des Sensors ist der
Haltebügel vorzugsweise an zwei einander entgegen gesetzten
Endbereichen jeweils mit einem zugehörigen Befestigungsabschnitt
am Sensorhalter fixiert.
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Um
eine gleichmäßige Stützkraft zu erzielen, kann
der Stützabschnitt des Haltebügels am freien Ende
eines Federarms angeordnet sein, der von einem Grundabschnitt des
Haltebügels abragt. Zur besonders gleichmäßigen
und zuverlässigen Ankopplung des Sensors an die Scheibe
umfasst der Haltebügel dabei vorzugsweise mehrere Federarme,
die jeweils an ihrem freien Ende einen zugehörigen Stützabschnitt
aufweisen.
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Zur
Vereinfachung der Montage kann der Haltebügel über
zugehörige Befestigungsmittel an einem Mittelbereich des
Sensorgehäuses fixiert sein, so dass Sensor und Haltebügel
eine vormontierte Baueinheit bilden.
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Der
Haltebügel kann besonders einfach und kostengünstig
einteilig als Blechteil ausgebildet sein.
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Zur
besonders gleichmäßigen und momentenfreien Abstützung
des Sensors kann der Sensorhalter ringförmig ausgebildet
sein und einen Hohlquerschnitt zur Aufnahme des Sensors begrenzen, wobei
die Stützaugen in der Einbaulage des Sensors im Zwischen raum
zwischen Außenumfang des Sensorgehäuses und dem
Innenumfang des Sensorhalters angeordnet sind. Um bei breiter Stützbasis
eine besonders kompakte Bauweise der Befestigungsanordnung zu ermöglichen,
kann der Sensorhalter dabei eine korrespondierende Aussparung zur
Aufnahme des Stützauges aufweisen.
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Die
Befestigungsanordnung ist besonders geeignet, um einen optischen
Regensensor an einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs zu befestigen.
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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 eine
Befestigungsanordnung zur Befestigung eines optischen Regensensors
an einer Fahrzeugscheibe in einer Explosionsdarstellung und
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2 die
Befestigungsanordnung in der Einbaulage des Sensors.
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In 1 und 2 ist
eine Befestigungsanordnung zur Befestigung eines Sensors 1 an
einer nicht gezeigten Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs gezeigt.
Der Sensor 1 ist als an sich bekannter optischer Regensensor
ausgebildet und liegt in seiner Einbaulage mit einer Koppelfläche 2 an
der Frontscheibe an, wobei an der Koppelfläche 2 nicht
gezeigte optische Ein- und Auskoppelelemente angeordnet sind, um
Licht in die Scheibe ein- und auszukoppeln.
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Der
Sensor 1 umfasst einen zylindrischen Kopfabschnitt 3,
der an seiner scheibenzugewandten Breitseite die Koppelfläche 2 bildet,
sowie zwei vom Kopfabschnitt 3 abragende Halsabschnitte 4 und 5, wobei
der Halsabschnitt 4 eine Steckverbindung zum elektrischen
Anschluss des Sensors 1 an das Fahrzeugbordnetz bildet
und im Halsabschnitt 5 ein Temperatur- und Feuchtemodul
zur Bestimmung einer Beschlagsneigung der Frontscheibe untergebracht ist.
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Der
Sensor 2 umfasst ein zweiteilig ausgebildetes Sensorgehäuse 10 mit
einem scheibenzugewandten Grundteil 11 und einem scheibenabgewandten
Deckteil 12, die jeweils einteilig als Spitzgussteil aus
Kunststoff hergestellt sind. Das Grundteil 11 weist einen
U-förmigen Querschnitt auf und bildet einen nach oben hin
offenen Aufnahmeraum für die elektronischen Bauteile des
Sensors 2, wobei das Grundteil 11 nach oben hin
durch das plattenförmige Deckteil 12 geschlossen
wird. Grundteil 11 und Deckteil 12 sind durch
mehrere voneinander beabstandete Rastverbindungen 13 lösbar
miteinander verbunden.
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Am
Außenumfang des Grundteils 11 sind insgesamt vier
Stützaugen 14a–14d vorgesehen,
die einteilig mit dem Grundteil 11 ausgebildet sind. Die Stützaugen 14a–14d ragen
jeweils radial von der kreisförmigen Umfangswand im Kopfabschnitt 3 des Sensors 1 ab
und stehen auf der scheibenabgewandten Seite über das Grundteil 11 sowie über
das Deckteil 12 hinaus, d. h. der freie Endanschnitt des
Stützauges 14a–14d ist seitlich
neben dem Deckteil 12 angeordnet. Die Stirnseiten am freien
Ende der Stützaugen 14a–14d bilden
jeweils eine rechteckförmige Auflagefläche, die
seitlich neben dem Deckteil 12 angeordnet ist. Die Stützaugen 14a–14d weisen
jeweils einen etwa rechteckförmigen Querschnitt auf und
bilden an ihrem scheibenzugewandten Abschnitt eine Einführschräge.
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Die
Befestigungsanordnung umfasst einen ringförmigen Sensorhalter 20,
der eine kreisförmige Aufnahmeöffnung 21 für
den Kopfabschnitt 3 des Sensors 1 begrenzt, wobei
der Sensorhalter 20 an seinem Umfang zwei Aussparungen 22 und 23 für
die Halsabschnitte 4 und 5 des Sensors 1 aufweist,
die in der Einbaulage des Sensors 1 über den Sensorhalter 20 hinausragen.
An seiner inneren Umfangswand weist der Sensorhalter 20 nutenförmige
Aussparungen 24a–24d zur Unterbringung
der Stützaugen 14a–14d des Sensorgehäuses 10 auf,
wobei jedes Stützauge 14a–14d weitgehend
passgenau in einer zugehörigen Aussparung 24a–24d aufgenommen
ist.
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Die äußere
Umfangswand des Sensorhalters 20 weist zwei einander diametral
gegenüberliegende Rastaufnahmen 25 und 26 zur
Befestigung eines Haltebügels 30 auf. Die Rastaufnahmen 25 und 26 sind
jeweils durch nutenförmige Aussparungen am Außenumfang
des Sensorhalters 20 begrenzt, die seitlich durch zwei
einander gegenüber liegende Rastvorsprünge 27 begrenzt
sind.
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Der
Haltebügel 30 ist einteilig als Blechbiegeteil
ausgebildet und umfasst einen U-förmigen Grundabschnitt
mit einem Verbindungsarm 31, der an seinen beiden einander
entgegen gesetzten, abgewinkelten Endbereichen jeweils einen zugehörigen Befestigungsabschnitt 32 bzw. 33 bildet.
Die Befestigungsabschnitte 32 und 33 sind zur
Verrastung des Haltebügels 30 an der zugehörigen
Rastaufnahme 25 bzw. 26 des Sensorhalters 20 vorgesehen
und weisen jeweils einen rechteckförmigen Querschnitt auf,
wobei von jeder Ecke des Querschnitts ein zugehöriger Raststeg
absteht. In der Einbaulage des Sensors 1 ist der Haltebügel 30 mit
seinen Befestigungsabschnitten 32 und 33 an der
zugehörigen Rastaufnahme 25 bzw. 26 des
Sensorhalters 20 verrastet, wobei die Rastvorsprünge 27 des
Sensorhalters 20 jeweils passgenau zwischen zwei benachbarten Raststegen
des Haltebügels 30 aufgenommen sind.
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Vom
Mittelbereich des Verbindungsarms 31 ragt eine Querspange 35 des
Haltebügels 30 ab, wobei Querspange 35 und
Verbindungsarm 31 kreuzförmig angeordnet sind.
Die Querspange 35 weist an seinen seitlich über
den Verbindungsarm 31 herausragenden Randabschnitten Federarme 36a–36d auf, wobei
die Federarme 36a–36d jeweils seitlich
neben einem benachbarten Rand des Verbindungsarms 31 in
Richtung des Außenumfangs des Haltebügels 30 verlaufen.
Die Federarme 36a–36d sind jeweils als federelastischer
Kragarm ausgebildet und verlaufen ausgehend von der Querspange 35 unter
einem konstruktiv vorgegebenen Anstellwinkel in Richtung des Sensorgehäuses 10 ge neigt,
wobei der Anstellwinkel die Vorspannkraft des zugehörigen
Federarms 36a–36d festlegt. Die freien
Enden der Federarme 36a–36d bilden jeweils
einen zugehörigen Stützabschnitt, der in der Einbaulage
des Sensors 1 unter Vorspannung an der Auflagefläche
des zugehörigen Stützauges 24a–24d des
Sensorgehäuses 10 anliegt. Die Stützabschnitte 36a–36d sind
jeweils mit einer in Richtung der zugehörigen Auflagefläche
weisenden kugelförmigen Ausformung versehen.
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Der
Verbindungsarm 31 des Haltebügels 30 ist
in seinem Mittelbereich am Sensorgehäuse 10 befestigt,
wobei zur Befestigung vom Deckteil 12 des Sensorgehäuses 10 zwei
Befestigungsbolzen 16 abstehen, die jeweils eine zugehörige
Befestigungsöffnung 38 des Haltebügels 30 durchsetzen.
Die Befestigungsbolzen 16 sind dabei einteilig, z. B. durch
Anspritzen mit dem Deckteil 12 ausgebildet, wobei die freien
Enden der Befestigungsbolzen 16 nach dem Aufstecken des
Haltebügels 30 z. B. durch Verstemmen aufgeweitet
werden, um den Haltebügel 30 unlösbar
am Deckteil 12 zu befestigen.
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Bei
der Montage des Sensor 1 werden zunächst die elektronischen
Bauteile des Sensors 1 im Grundteil 11 des Sensorgehäuses 10 untergebracht und
anschließend das Deckteil 12 auf das Grundteil 11 aufgebracht
und mit diesem verrastet. Alternativ könnten Grundteil 11 und
Deckteil 12 aber auch z. B. durch eine Klebe- oder Schweißverbindung
miteinander verbunden sein. Nach Aufsetzten des Deckteils 12 wird
der Haltebügel 30 mit ihren Befestigungsöffnungen 38 auf
die Befestigungsbolzen 16 des Deckteils 12 aufgesetzt
und nachfolgend die freien Kopfenden der Befestigungsbolzen 16 z.
B. durch Verstemmen aufgeweitet. Alternativ wäre es aber
auch möglich, den Haltebügel 30 bereits
vor der Montage des Deckteils 12 am Grundteil 11 am
Deckteil 12 zu befestigen.
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Schließlich
wird der Sensor 1 samt vormontiertem Haltebügel 30 mit
seinem Kopfabschnitt 3 in die Aufnahmeöffnung 21 des
bereits mit der Frontscheibe verklebten Sensorhalters 20 ein gesetzt
und die Befestigungsabschnitte 32 und 33 an den
korrespondierenden Rastaufnahmen 25 und 26 des
Sensorhalters 30 verrastet, wobei die Federarme 36a–36d an
den Stützaugen 14a–14d des Sensorgehäuses 10 auflaufen
und dabei vorgespannt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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