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Die
Erfindung betrifft ein Sensorbauelement, insbesondere zur Ansteuerung
eines Personenschutzsystems eines Kraftfahrzeugs, mit einem elektronische
Bauelemente umfassenden Gehäusekörper. Insbesondere
betrifft die Erfindung die Ausgestaltung des Gehäusekörpers für das an einer Anbauwand zu
befestigende Sensorbauelement.
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Die
Befestigung des Sensorbauelements an der Anbauwand erfolgt typischerweise über eine
oder mehrere Schrauben oder Nieten. Durch die Schraub- oder Nietverbindung
wird eine hohe Vorspannkraft aufgebracht, um zu gewährleisten,
dass sich die Verbindung über
die Lebensdauer nicht lockert. Als Material für den Gehäusekörper wird häufig ein Kunststoff verwendet,
der unter der angestrebten Vorspannkraft nachgeben kann. Aus diesem
Grund sind in das Gehäuse üblicherweise
Metallbuchsen integriert, welche die Vorspannkraft aufnehmen können. Die
Integration der Metallbuchsen in an dem Gehäusekörper angeordneten Flanschen
ist herstellungsseitig mit Aufwand verbunden, da die Metallbuchsen in
ein Spritzwerkzeug eingelegt und mit Kunststoffmaterial des Gehäusekörpers umspritzt
werden müssen.
Dies zieht erhöhte
Fertigungskosten nach sich. Die Befestigung des Gehäusekörpers mittels Schraubverbindung
an der Anbaufläche
erfordert als vorbereitenden Arbeitsschritt ferner die Verschweißung einer
Mutter an der Anbauwand, um die Verschraubung des Gehäusekörpers zu
ermöglichen. Dieser
Vorverarbeitungsschritt ist ebenfalls mit Zeit- und Kostenaufwand
verbunden.
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Um
bei der Montage des Sensorbauelements eine vorgegebene Einbaulage
sicherzustellen, ist an dem Gehäusekörper ein
Vorsprung (z. B. ein Pin) vorgesehen, der in eine entsprechende
Aussparung der Anbauwand eingebracht werden muss. Die Befestigung
des Sensorbauelements erfolgt bei dieser Variante in der Regel über eine
einzige Schraube, wobei häufig
die oben stehenden Metallbuchsen ebenfalls vorgesehen sind.
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Ein
häufig
zu berücksichtigende
Erfordernis ist, dass die Montage des Sensorbauelements an der Anbauwand
einhändig
durchgeführt
werden muss. In diesem Zusammenhang hat sich die Verwendung einer
Schraubverbindung als fehleranfällig
erwiesen, da diese ein lagerichtiges Anlegen des Sensorbauelements
an der Gehäusewand
erfordert, wobei eine Verkantung nicht auftreten darf. Die Herstellung
der Verbindung ist deshalb zeitaufwändig.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sensorbauelement,
insbesondere zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems eines Kraftfahrzeugs,
anzugeben, welches eine dauerhafte Fixierung an der Anbauwand auf
einfachere und kostengünstigere
Weise ermöglicht.
Darüber
hinaus soll ein Befestigungssystem zur Befestigung eines Sensorbauelements
an einer Anbaufläche
angegeben werden.
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Diese
Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Die
Erfindung schafft ein Sensorbauelement, insbesondere zur Ansteuerung
eines Personenschutzsystems eines Kraftfahrzeugs, mit einem elektronische
Bauelemente umfassenden Gehäusekörper, der
eine Gehäusewand
aufweist, und mit einer an der Gehäusewand vorgesehenen Schnappverbindung
zur Befestigung des Sensorbauelements an einer Anbauwand, wobei
die Schnappverbindung eine Anschlagfläche und eine sich parallel
zu der Gehäusewand
erstreckende Biegefeder aufweist. Die Schnappverbindung zur Befestigung
des Sensorbauelements in oder an einer Ausbuchtung der Anbauwand
ist derart ausgebildet, dass im befestigten Zustand die Gehäusewand
innig an einer Anlagefläche der
Ausbuchtung anliegt und die Schnappverbindung eine Bewegung parallel
zu der Anbauwand unterbindet.
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Die
Befestigung des Sensorbauelements an der Anbauwand mit einer Schnappverbindung
beschleunigt und erleichtert die Montage erheblich. Insbesondere
kann die Montage einhändig
und ohne Sichtkontakt erfolgen. Durch das Einrasten der Schnappverbindung
an der Ausbuchtung der Gehäusewand
ergibt sich eine taktile und hörbare
Rückmeldung.
Trotz des Verzichts auf eine herkömmliche Schraub- oder Nietverbindung
ist sichergestellt, dass das Sensorbauelement ausreichend fest an
der Anbauwand gehalten ist. Der Verzicht auf eine Schraub- oder
Nietverbindung reduziert darüber
hinaus die Herstellungskosten für
das Sensorbauelement, da die eingangs erwähnten Metallbuchsen nicht vorgesehen
zu werden brauchen.
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Zweckmäßigerweise
weist die Schnappverbindung einen Abstand zu der Gehäusewand
auf, der in etwa der Dicke der Ausbuchtung im Bereich der Anlagefläche entspricht.
Bei einer derartigen Ausgestaltung ist die oben erwähnte innige
Anlage der Gehäusewand
des Sensorbauelements an der Anlagefläche der Ausbuchtung sichergestellt.
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Zweckmäßigerweise
liegt die Anschlagfläche
der Schnappverbindung im befestigten Zustand an einer Stirnseite
der Ausbuchtung unter Druck an. Der Druck wird dabei durch die konstruktive
Ausgestaltung der Schnappverbindung hergestellt, wodurch zum einen
ein Ablösen
des Sensorbauelements von der Anbauwand verhindert wird und andererseits
die Bewegung parallel zu der Anbaufläche unterbunden ist.
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Es
ist weiterhin vorgesehen, dass die Biegefeder einen Schnapper mit
einem federnden Ende umfasst, welches sich im befestigten Zustand
an einem Anlagesteg der Anbauwand abstützt, welcher auf gleicher Höhe mit der
Stirnseite der Ausbuchtung liegt. Hierdurch wird ebenfalls eine
Bewegung parallel zu der Anbaufläche
unterbunden.
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Das
federnde Ende des Schnappers liegt hierbei dem freien Ende der Biegefeder
gegenüber
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Es
ist weiterhin vorgesehen, dass sich das federnde Ende des Schnappers
in Richtung der Anschlagfläche
erweitert. Dies bedeutet, der Schnapper weist an seinem federnden
Ende einen größeren Querschnitt
auf, als in seinen übrigen
Bereichen. Durch die Rückstellkraft
und die sich dann ergebende Anordnung des Schnappers ist sichergestellt,
dass dieser sich mit seinem federnden Ende an dem Anlagesteg der
Anbauwand abstützt
und damit die Fixierung des Sensorbauelements an der Anbauwand ermöglicht.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist auf der Anschlagfläche
der Schnappverbindung eine Dichtung aufgebracht, welche im befestigten
Zustand zumindest an der Stirnseite der Ausbuchtung unter Druck
anliegt. Insbesondere liegt die Dichtung auch innig an einer Anbaufläche der
Anbauwand an, aus der sich die Ausbuchtung heraus erstreckt. Hierdurch kann
auf eine separate Dichtung oder einen Dichtungsring, wie dieser
bei Sensorbauelementen gemäß dem Stand
der Technik notwendig ist, verzichtet werden. Zweckmäßigerweise
ist die Dichtung aus einem Gummi oder aus Silikon gebildet.
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Um
die Abdichtung einer Durchtrittsöffnung der
Ausbuchtung sicherzustellen, ist es ferner zweckmäßig, wenn
die Anschlagfläche
der Schnappverbindung eine größere Breite
aufweist als die Ausbuchtung im Bereich einer Durchtrittsöffnung für die Biegefeder
der Schnappverbindung. Hierdurch erfolgt eine vollständige Anlage
der Dichtung an der gesamten Stirnseite der Ausbuchtung.
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Eine
besonders einfache und kostengünstige
Fertigung des Sensorbauelements ergibt sich, wenn die Schnappverbindung
integraler Bestandteil des Gehäusekörpers ist.
Hierbei sind die Schnappverbindung und der Gehäusekörper zweckmäßigerweise aus einem Kunststoff
gebildet, wodurch das Sensorbauelement bzw. dessen Gehäusekörper in einem
Spritzgussverfahren hergestellt werden können.
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Gemäß einer
weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung
ist an einer weiteren Gehäusewand
des Gehäusekörpers ein
Kontaktbecher mit Kontaktstiften zur externen Kontaktierung des
Sensorbauelements angeordnet, wobei die weitere Gehäusewand im
Wesentlichen senkrecht zu der Gehäusewand der Schnappverbindung
angeordnet ist und wobei sich die Schnappverbindung, insbesondere
die Biegefeder, von dem Kontaktbecher weg erstreckt.
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Es
ist weiterhin vorgesehen, dass die Schnappverbindung eine an die
Form der Ausbuchtung angepasste Gestalt aufweist. Hierdurch wird
die innige Verbindung zwischen der Schnappverbindung und der Ausbuchtung
der Anbauwand begünstigt, wodurch
die erwünschte
spielfreie Befestigung des Sensorbauelements an der Anbauwand realisiert werden
kann.
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Eines
der elektronischen Bauelemente des Sensorbauelements ist zweckmäßigerweise
ein Sensor, insbesondere ein Drucksensor. Ein derartiges Sensorbauelement
ist beispielsweise in einer Fahrzeugtür eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Über den Drucksensor
wird eine Druckänderung
in einem Innenraum der Fahrzeugtür
detektiert, anhand welcher auf einen Seitenaufprall geschlossen
werden kann. Die entsprechende Druckänderung kann an ein Steuergerät des Personenschutzgeräts zur Auswertung weitergeleitet
werden, welche entsprechende Personenschutzmittel ansteuert. Die
Anbauwand ist bei dieser Ausgestaltung entweder eine Wandung der Tür oder aber
eine zusätzlich
vorgesehene Trennwand, welche den Innenraum der Tür in einen Feucht-
und einen Trockenraum unterteilt. Die Anordnung des Sensorbauelements
erfolgt dabei in dem Trockenraum, um die in dem Sensorbauelement
vorgesehene Elektronik vor Feuchte zu schützen.
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Die
Erfindung schafft ferner ein Befestigungssystem für ein Sensorbauelement
mit einer Anbauwand, welche auf einer Montageseite eine Ausbuchtung
aufweist, in welcher eine Schnappverbindung eines Sensorbauelements
gemäß der oben
beschriebenen Art lösbar
befestigbar einführbar
ist. Das erfindungsgemäße Befestigungssystem
weist hierbei die gleichen Vorteile auf, wie sie vorstehend in Verbindung
mit der Beschreibung des erfindungsgemäßen Sensorbauelements erörtert wurden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend näher
anhand eines Ausführungsbeispiels
in den Figuren beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Sensorbauelement
und eine dazu korrespondierende Anbauwand in einer Seitenansicht,
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2 das
Sensorbauelement und die Anbauwand aus 1 von unten,
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3 das
Sensorbauelement und die Anbauwand aus 1 von oben,
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4 eine
Seitenansicht des erfindungsgemäßen Sensorbauelements,
welche eine Schnappverbindung des Sensorbauelements in einer Frontalansicht
zeigt,
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5 einen
Schnapper der Schnappverbindung in einer Schnittdarstellung, und
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6 das
an der Anbauwand befestigte Sensorbauelement in einer teilweisen
Querschnittsdarstellung.
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Die 1 bis 3 zeigen
ein erfindungsgemäßes Sensorbauelement 1 jeweils
zusammen mit einer dazu korrespondierenden Anbauwand 20 in
unterschiedlichen Ansichten von der Seite (1), von seitlich
unten (2) sowie von seitlich oben (3).
Das Sensorbauelement 1 umfasst einen Gehäusekörper 2 mit
beispielhaft im Wesentlichen quaderförmiger Gestalt. An einer unteren
Seitenwand 12 ist ein im Querschnitt in etwa ovaler Kontaktbecher 3 angeordnet,
in dessen Inneren eine Anzahl an Kontaktstiften 15 zur
externen Kontaktierung des Sensorbauelements 1 verlaufen.
In 2 sind beispielhaft zwei Kontaktstifte 15 im
Inneren des Kontaktbechers 3 erkennbar. An einer Gehäusewand 4,
welche im Ausführungsbeispiel
senk recht zu der Gehäusewand 12 des
Kontaktbechers 3 angeordnet ist, ist erfindungsgemäß eine Schnappverbindung 5 vorgesehen.
An der der Gehäusewand 4 gegenüberliegenden
Gehäusewand 16 ist
eine Hutze 14 angeordnet. Die Hutze 14 weist eine Öffnung 17 auf,
welche bevorzugt an einer dem Kontaktbecher 3 zugewandten Seite
angeordnet ist. Die Öffnung 17 ist über einen Luftkanal
mit dem Inneren des Gehäusekörpers 2 verbunden.
Im Inneren des Gehäusekörpers 2 ist
beispielsweise ein Drucksensor angeordnet, welcher über den
Luftkanal den Umgebungsdruck des Sensorbauelements sensieren kann.
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Neben
dem Drucksensor sind beispielsweise weitere elektronische Bauelemente
im Inneren des Gehäusekörpers angeordnet,
wobei diese auf einer oder mehreren Leiterplatten angeordnet und über Leiterzüge elektrisch
miteinander verbunden sein können.
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Das
erfindungsgemäße Sensorbauelement ist
hierbei nicht auf solche Sensorbauelemente mit einem Drucksensor
beschränkt,
sondern kann allgemein mit einem beliebigen Sensor ausgestattet
sein. Die im Ausführungsbeispiel
vorhandene Lufthutze kann dann gegebenenfalls entfallen.
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Da
die genaue Ausgestaltung der elektronischen Schaltung für die vorliegende
Erfindung keine wesentliche Bedeutung hat, wird auf eine weitere
detaillierte Beschreibung verzichtet.
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Die
Schnappverbindung 5 dient zur Befestigung des Sensorbauelements
an der Anbauwand 20. Die Schnappverbindung 5 umfasst
eine Anschlagfläche 6,
welche sich senkrecht zur Ebene der Gehäusewand 4 erstreckt,
und eine sich parallel zu der Gehäusewand 4 erstreckende
Biegefeder 7. Die Biegefeder 7 selbst ist durch
einen an einem Rahmen 10 befestigten Schnapper 8 gebildet,
wobei der Rahmen 10 fest mit der Anschlagfläche 6 verbunden
ist. Die genaue Ausgestaltung der Schnappverbindung 5 ergibt
sich in besonders anschaulicher Weise aus 4, welche
das Sensorbauelement 1 in einer weiteren Seitenansicht
mit einer Frontalansicht auf die Schnappverbindung 5 zeigt.
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Ein
freies Ende 11 der Biegefeder 7 ist entfernt von
der Anschlagfläche 6 angeordnet.
Ein federndes Ende 9 des Schnappers 8 ist gegenüberliegend
dem freien Ende 11 der Biegefeder 7 angeordnet.
Dabei erweitert sich das federnde Ende des Schnappers 8 in
Richtung der Anschlagfläche 6,
was aus der 1, der 3 sowie
der Schnittdarstellung des Schnappers 8 in 5 hervorgeht.
Auf der Anschlagfläche 6 ist
eine Dichtung 13 aufgebracht, welche beispielsweise durch
einen weichen Kunststoff oder Silikon gebildet sein kann. Die Dichtung 13 ist
dabei auf der Seite der Anschlagfläche 6 aufgebracht,
auf der die Biegefeder 7 an dieser angeordnet ist.
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Die
Abmaße
der Schnappverbindung 5, insbesondere die Breite der Anschlagfläche 6,
der zwischen der Gehäusewand 4 und
der Biegefeder 7 gebildete Abstand sowie die Länge der
Biegefeder 7, sind abhängig
von den Abmaßen
und der Gestalt einer Ausbuchtung 22 der Anbauwand 20.
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Die
Ausbuchtung 22 weist eine Anlagefläche 23 auf, welche
an die Gestalt/Form der Gehäusewand 4 angepasst
ist und sich im Ausführungsbeispiel
in einem spitzen Winkel zu der Anbauwand 20 bzw. einer
Anbaufläche 21 der
Anbauwand 20 erstreckt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Anlagefläche 23 nur
durch einen kleinen Bereich der Ausbuchtung 22 gebildet.
Idealerweise ist die Anlagefläche 23 möglichst
groß ausgestaltet.
Die Anlagefläche 23 könnte auch
parallel zu der Gehäusewand 4 oder
Anbaufläche 21 verlaufend
ausgebildet werden. Die Ausbuchtung 22 weist eine Durchtrittsöffnung 24 mit
einer Stirnseite 25 auf. Die Stirnseite 25 der
Ausbuchtung 22 liegt dabei in etwa auf Höhe eines
Anlagestegs 26 für
den Schnapper 8 der Schnappverbindung 5. Der Anlagesteg 26 ist
in der Gehäusewand 20 in
deren Ebene ausgebildet. Dies geht besonders gut aus 6 hervor.
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Wie
am Besten aus 3 ersichtlich ist, weist die
Anschlagfläche 6 eine
Breite auf, welche größer ist
als die Breite der Ausbuchtung 22, so dass die auf der
Anschlagfläche 6 aufgebrachte
Dichtung 13 im befestigten Zustand an der Stirnsei te 25 anliegen
kann. Im Gegensatz dazu ist die Breite der Biegefeder, insbesondere
des Rahmens 10, geringer als die Außenbreite der Ausbuchtung 22.
Genauer entspricht die Breite der Biegefeder 7 bzw. des
Rahmens 10 in etwa einer Innenbreite der Ausbuchtung 22.
Um die Montage zu erleichtern, kann zwischen der Außenwand
der Biegefeder 7 und der Innenwand der Ausbuchtung 22 ein
geringer Spalt vorgesehen sein, um das Einführen der Biegefeder 7 durch
die Durchtrittsöffnung 24 in
die Ausbuchtung 22 zu erleichtern.
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Der
Abstand 18 zwischen der Gehäusewand 4 und der
Biegefeder 7 der Schnappverbindung 5 entspricht
in etwa der Dicke 19 des Materials der Ausbuchtung 22 (vgl. 1 in
Verbindung mit 2). Hierdurch bedingt kommt
ein inniger Kontakt zwischen der Gehäusewand 4 und der
Anlagefläche 23 der
Ausbuchtung 22 zustande, wenn die Biegefeder 7 in
die Ausbuchtung 22 eingeführt ist.
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Die
Abmaße
des Schnappers 8 sind derart bemessen, dass das federnde
Ende 9 nach dem Einführen
der Biegefeder 7 in die Ausbuchtung 22 in die in 1 gezeigte
Ausgangslage zurückfedert,
wobei das federnde Ende 9 an dem Anlagesteg 26 anliegt. Gleichzeitig
wird die Anschlagfläche 6 geometrisch bedingt
an die Stirnseite 25 der Ausbuchtung 22 gedrückt. Durch
die auf der Anschlagfläche 6 vorgesehene
Dichtung, welche ebenfalls sich an die Anbaufläche 21 anschmiegt,
wird eine vollständige
Abdichtung der Durchtrittsöffnung 24 sichergestellt.
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Die
sich nach der Montage ergebende Situation ist in 6 dargestellt,
aus der gut ersichtlich ist, dass sich das federnde Ende des Schnappers 8 an dem
Anlagesteg 26 abstützt.
Gleichzeitig liegt die Dichtung an der Stirnseite 25 der
Ausbuchtung 22 an. Ebenso ist aus 6 gut erkennbar,
dass das Material der Ausbuchtung 22 den zwischen der Gehäusewand 4 und
der Biegefeder 7 gebildeten Abstand vollständig ausfüllt. Hierdurch
wird eine Bewegung sowohl parallel zu der Anbaufläche 21 als
auch senkrecht dazu unterbunden.
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Aus
der vorangegangenen Beschreibung versteht es sich von selbst, dass
der federnd an dem Rahmen 10 gelagerte Schnapper 8 beim
Einführen der
Biegefeder 7 in die Ausbuchtung 22 derart in Richtung
des rampenförmigen
Abschnitts 28 der Ausbuchtung 22 ausgelenkt wird,
dass ein Durchtritt durch die Durchtrittsöffnung 24 ermöglicht wird. Nachdem
der Schnapper 8 vollständig
durch die Durchtrittsöffnung 24 hindurchgeführt ist,
federt dieser aufgrund seiner Materialeigenschaften zurück in die
in 1 und 6 ersichtliche Position.
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Der
Gehäusekörper und
die Schnappverbindung 5 sind integraler Bestandteil des
Sensorbauelements und können
zusammen aus einem Kunststoff hergestellt sein. Dies gilt ebenfalls
für den
Kontaktbecher 3 sowie die Hutze 14.
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Die
Anbauwand 20 kann aus einem beliebigen Material gebildet
sein. Insbesondere ist die Anbauwand 20 aus einem Metall
gebildet. Die Ausbuchtung 22 kann durch das Einbringen
eines Schlitzes zur Ausbildung der Durchtrittsöffnung 24 und anschließendes Verformen
mit einem Stempel gebildet werden. Ebenso sind andere Herstellungsverfahren denkbar.
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Das
erfindungsgemäße Sensorbauelement und
dessen Befestigung an der Anbauwand weist den Vorteil auf, dass
die Notwendigkeit zusätzlicher Befestigungselemente,
wie z. B. Schrauben oder Nieten, eliminiert ist. Hierdurch können Kosten
zur Herstellung des Sensorbauelements und Kosten bei der Montage
aufgrund der reduzierten Montagezeit gesenkt werden. Darüber hinaus
wird durch das Vorsehen einer Dichtung auch die Notwendigkeit eines zusätzlichen
Dichtmittels nach oder während
der Befestigung an der Anbauwand entbehrlich. Dies ist insbesondere
dann von Bedeutung, wenn das Sensorbauelement an einer Anbauwand
befestigt ist, welche den Innenraum einer Kraftfahrzeugtür in einen Feuchtraum
und einen Trockenraum unterteilt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung
besteht darin, dass das Umspritzen von Metallbuchsen und dergleichen
zu Befestigungszwecken nicht mehr notwendig ist.