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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an einem Montagevorsprung einer Fahrzeugkomponente mit einer Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen des Sensors und einer Klammer, die auf den Montagevorsprung aufsteckbar ist. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Fahrzeug mit einer derartigen Befestigungsvorrichtung.
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Üblicherweise werden Sensorhalterungen für UPA-Sensoren (Ultraschall-Parkassistent) mittels Schweißen oder Klebeband von innen am Stoßfänger montiert. Eine derartige Sensorhalterung ist aus der Druckschrift
DE 103 37 760 A1 bekannt. Die Sensorhalterung umfasst einen Bodenabschnitt, der als Bodenplatte ausgebildet ist. Im Bodenabschnitt sind Aussparungen für Schrauben vorgesehen, mit denen die Sensorhalterung am Fahrzeugteil befestigt ist. Anstelle der Schrauben oder zusätzlich zu den Schrauben kann die Sensorhalterung an dem Fahrzeugteil stoffschlüssig angeordnet sein, beispielsweise geklebt oder verschweißt. Die Sensorhalterung weist eine zentrale Aufnahme für einen Sensor auf.
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Andere Konzepte benutzen eine rein mechanische Verrastung der Halterung in einem gestanzten Stoßfängerloch. Hierzu wird der Halter von vorne durch das Loch geführt und durch einen entsprechend großen Kragen von außen und durch Rasthaken von innen am Stoßfänger verrastet. Der Kragen als Gegenlager der Verrastung ist nach außen hin deutlich sichtbar. Dadurch fehlt es oft an Akzeptanz bei Designern.
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Weiterhin beschreibt die Druckschrift
EP 1 005 692 B1 eine Anordnung zur Befestigung eines Sensors an einer aus Kunststoff gebildeten Platte oder einem Kunststoffteil eines Kraftfahrzeugs. An dem Kunststoffteil ist ein Befestigungsansatz einstückig angegossen. Eine Aufnahmehülse für den Sensor ist auf den Ansatz aufgesteckt, und an mindestens einer geeigneten Verbindungsstelle ist die Aufnahmehülse mit dem Befestigungsansatz durch eine nicht lösbare Verbindung, insbesondere Schweißen, verbunden. Der Befestigungsansatz ist mit mindestens einem Befestigungsvorsprung versehen, welcher im aufgesetzten Zustand der Aufnahmehülse durch eine zugeordnete Öffnung in die Aufnahmehülse ragt. Im fixierten Zustand der Aufnahmehülse hintergreift das freie Ende des Vorsprungs den umgebenden Randbereich der Öffnung durch Verformung, vorzugsweise mittels Schweißen.
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Ferner ist in der Druckschrift
DE 196 21 964 A1 eine gattungsgemäße Befestigungsvorrichtung offenbart. Eine Verkleidung eines Stoßfängers eines Kraftfahrzeugs dient als Aufnahmeteil, an dem ein Ultraschallsensor, in einem Halter gelagert, mithilfe eines Befestigungsteils zu befestigen ist. Der Sensor ist über einen durch Federzungen realisierbaren Schnappverschluss in den Halter lösbar fest eingesetzt. Der Halter besitzt an seiner Stirnseite, an der er an dem Aufnahmeteil im montierten Zustand zu liegen kommen soll, seitlich abstehende Flansche als Widerlager. Im montierten Zustand stützen sich an diesen Widerlagern als Auflager dienende Federelemente des Befestigungsteils ab. Das Befestigungsteil erhält seinen Halt an dem Aufnahmeteil an dort vorgesehenen Stegen, indem an dem Befestigungsteil angeformte Klammern auf diese Stege aufgeschoben sind. Das Befestigungsteil besteht zweckmäßigerweise zusammen mit den angeformten Klammern aus einem Federstahl. Die Klammern sind an mit den Stegen des Aufnahmeteils direkt in Berührung kommenden Bereichen mit Widerhaken versehen, die sich mit Bezug auf das Befestigungsteil lösesichernd in den Stegen verkrallen.
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Halterungen, die, wie die soeben geschilderten, von innen montiert werden, können auf Kragen als Gegenlager verzichten. Die dann verwendeten Montageprozesse stellen aber hohe Anforderungen an die Verbindungsschnittstellen hinsichtlich Sauberkeit, Geometriegenauigkeit, Oberflächenspannung und Temperatur der Fügepartner. Des Weiteren sind die Prozessparameter stets in engen Prozessfenstern zu halten.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Befestigungsvorrichtung für einen Sensor vorzuschlagen, die mit geringem Aufwand herstellbar und mit ebenso geringem Aufwand montierbar ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Es wird demnach vorgesehen eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an einem Montagevorsprung einer Fahrzeugkomponente mit einer Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen des Sensors und einer Klammer, die auf den Montagevorsprung aufsteckbar ist, wobei die Klammer in einem Schacht gehalten ist, der mit der Aufnahmeeinrichtung fest verbunden ist, und der Schacht ein Aufspreizen der Klammer auf ein vorgegebenes Maß beschränkt.
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In vorteilhafter Weise gewährleistet die Klammer, dass eine zuverlässige Montage nahezu unabhängig von den Fertigungstoleranzen des Montagevorsprungs, auf den sie aufgesteckt wird, möglich ist. Der Schacht verstärkt die Klammerkraft der Klammer. Die Klammer stützt sich nämlich an dem Schacht ab, um die notwendige Klammerkraft gegenüber dem Montagevorsprung aufbringen zu können. Gleichzeitig dient der Schacht als Aufnahme und Halterung für die Klammer.
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In einer Ausführungsform sind die Aufnahmeeinrichtung und der Schacht über eine Grundplatte miteinander verbunden. Damit ist es nicht notwendig, dass die Aufnahmeeinrichtung für den Sensor unmittelbar an der Steckeinrichtung bzw. dem Schacht zur Befestigung an der Fahrzeugkomponente angeordnet ist. Vielmehr kann der Ort der Aufnahmeeinrichtung für den Sensor freier gegenüber dem Schacht gewählt werden.
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Die Aufnahmeeinrichtung und der Schacht können einteilig aus einem Kunststoff gegossen sein. Dadurch entstehen erhebliche Fertigungsvorteile. Darüber hinaus hat die einteilige Vorrichtung natürlich auch Vorteile bei der Fertigung.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens zwei Schächte mit jeweils eingesetzter Klammer auf, wobei die Schächte im Wesentlichen symmetrisch um die Aufnahmeeinrichtung angeordnet sind. Durch die symmetrische Anordnung der Steckeinrichtungen, die ja die Schächte beinhalten, gegenüber der Aufnahmeeinrichtung für den Sensor kann eine stabile Befestigung an der Fahrzeugkomponente sichergestellt werden.
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Vorteilhafterweise ist die Klammer aus einem Blech hergestellt. Derartige Blechklammern lassen sich durch Stanzen und Biegen kostengünstig herstellen. Dadurch, dass die Klammer durch den Schacht abgestützt wird, kann die Materialstärke des Blechs verhältnismäßig dünn gewählt werden, da die Klammer die Haltekraft nicht alleine aufbringen muss.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Klammer zwei einander gegenüberstehende Schenkel auf, und jeder Schenkel besitzt mindestens eine Kralle, die aus dem jeweiligen Schenkel in Richtung auf den gegenüberliegenden Schenkel hervorspringt. Mit diesen Krallen kann sich die Klammer zuverlässiger an dem Montagevorsprung halten. Darüber hinaus kann die Klammer an jedem der Schenkel mindestens eine Kralle aufweisen, die aus dem jeweiligen Schenkel in Richtung auf eine dem Schenkel zugewandte Wand des Schachts hervorspringt. Auf diese Weise kann sich die Klammer auch in das Material des Schachts krallen, wodurch der Halt in dem Schacht verbessert ist.
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Gemäß einer bevorzugten Anwendung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das eine Fahrzeugkomponente aufweist, an der der Sensor mit der oben genannten Vorrichtung befestigt ist. Dabei kann die Fahrzeugkomponente ein Stoßfänger sein, an dem der Montagevorsprung einteilig angeformt ist. Hierdurch lässt sich ein Sensor beispielsweise an der Innenseite des Stoßfängers montieren, ohne dass dies von außen sichtbar wäre. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sensor um einen Ultraschallsensor. Diese Ultraschallsensoren müssen nachträglich an dem Stoßfänger montiert werden, was durch die oben geschilderte Vorrichtung ohne hohen Aufwand möglich ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
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1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
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2 einen Schacht der Befestigungsvorrichtung von 1 in vergrößerter Darstellung;
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3 einen Querschnitt durch einen Schacht im montierten Zustand; und
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4 einen Abschnitt der Befestigungsvorrichtung im montierten Zustand.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
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Die in 1 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung weist hier eine rechteckige Grundplatte 1 auf, in deren Zentrum sich eine Aufnahmeeinrichtung 2 für einen vormontierten Sensor 3 befindet. Die Aufnahmeeinrichtung 2 ist hier in etwa zylinderförmig gestaltet, wobei ihre Achse senkrecht zu der Grundplatte 1 angeordnet ist. Im Inneren der zylinderförmigen Aufnahmeeinrichtung 2 ist ein Hohlraum vorgesehen, in dem der Sensor untergebracht werden kann. Bei dem Sensor handelt es sich beispielsweise um einen Ultraschallsensor für eine Einparkhilfe eines Kraftfahrzeugs. Dieser Ultraschallsensor lässt sich mithilfe der in 1 dargestellten Befestigungsvorrichtung beispielsweise an einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs befestigen.
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Die Grundplatte 1 weist hier außerdem an zwei gegenüberliegenden Seiten 5, 6 jeweils einen Schacht 7, 8 auf. Diese Schächte 7, 8 sind länglich ausgebildet und erstrecken sich nahezu über die gesamte Länge der jeweils zugehörigen Seite 5 bzw. 6. Die größte Ausdehnung des Schachts erstreckt sich also parallel zu der jeweiligen Seite 5, 6 der Grundplatte 1. Die Breite des jeweiligen Schachts 7, 8 ist deutlich geringer als die Länge. Die Höhe des Schachts liegt typischerweise zwischen der Breite und der Länge des Schachts. Sie wird beispielsweise mehrere Millimeter bis einige Zentimeter betragen.
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2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Befestigungsvorrichtung von 1. Insbesondere ist der obere Schacht 7 vergrößert dargestellt, der mit dem anderen Schacht 8 jeweils zum Anstecken der Grundplatte 1, d. h. der gesamten Vorrichtung, an einem Montagevorsprung dient. Der Schacht 7 ist hier einteilig mit der Grundplatte 1, dem weiteren Schacht 8 und der Aufnahmeeinrichtung 2 gebildet. Insbesondere sind diese Elemente einstückig aus einem Kunststoff gegossen. In den Schacht 7 ist eine Blechklammer 9 eingefügt. Die Blechklammer 9 liegt an der Innenwand des Schachts 7 nahezu am gesamten Innenumfang an. Die Klammer 9 besitzt zwei parallele Schenkel 10, 11, zwischen denen sich ein Spalt 12 ergibt. Jeder Schenkel 10, 11 erstreckt sich im Wesentlichen entlang der gesamten Innenabmessung des Schenkels 7 in Längsrichtung. Außerdem besitzt jeder Schenkel 10, 11 nach innen gerichtete Krallen 13.
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Die Grundplatte 1 besitzt unterhalb des Schachts 7, d. h. an der Bodenseite des Schachts 7, eine schlitzförmige Öffnung, sodass sich durch den Spalt 12 des Schachts 7 ein schlitzförmiger Durchgang entsprechend der Innengröße des Schachts 7 auf die Rückseite der Grundplatte 1 ergibt (die Seite der Grundplatte 1, an der der Schacht 7 angeordnet ist, wird hier als Vorderseite betrachtet). Durch diese Öffnung hindurch lässt sich somit von der Rückseite der Grundplatte 1 ein flaches Montageelement in den Spalt 12 des Schachts 7 schieben.
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In 3 ist der Schacht 7 von 2 im montierten Zustand im Querschnitt dargestellt. Die Befestigungsvorrichtung und damit auch die Grundplatte 1 einschließlich des angegossenen Schachts 7 ist hier auf ein Schwert 14 aufgesteckt, das an einen Stoßfänger 15 angespritzt ist. Das Schwert 14 steht hier senkrecht von dem Stoßfänger 15 ab. Es erstreckt sich, wie aus 4 ersichtlich ist, über den gesamten Innenraum der Blechklammer 9 im Inneren des Schachts 7. Das Schwert 14 stellt einen Montagevorsprung dar, der hier fest mit dem Stoßfänger 15 verbunden ist und mithilfe dessen die Befestigungsvorrichtung und damit ein Sensor an den Stoßfänger 15 montiert werden kann.
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Die Blechklammer 9 besitzt Blechkrallen 16, die aus dem Blech in Richtung der Wand des Schachts 7 hervorstehen. Zumindest im montierten Zustand schneiden sich diese Blechkrallen 16 in das Material des Schachts 7 ein. Die Blechklammer 9 stützt sich hierbei an dem Montagevorsprung bzw. Schwert 14 ab, womit die Kraft für das Einschneiden aufgebracht werden kann. Aus 3 ist zu erkennen, dass die Krallen 16 der beiden Schenkel 10, 11 in die jeweils zugewandte Wand des Schachts 7 einschneiden. Dadurch wird die Blechklammer 9 stabil in dem Schacht 7 gehalten. Durch den Schacht 7, 8 können die Schenkel 10, 11 der Klammer 9 nur auf ein vorgegebenes Maß aufgespreizt werden, das im Wesentlichen durch die innere Breite des Schachts vorgegeben ist.
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Die Blechklammer 9 weist zusätzlich an beiden Schenkeln 10, 11 Blechkrallen 13 auf, die auf die den Blechkrallen 16 gegenüberliegende Seite aus dem Blech herausragen. Dies bedeutet, dass die Blechkrallen 13, wenn der Montagevorsprung bzw. das Schwert 14 in den Schacht 7 und speziell in die Klammer 9 geschoben ist, in das Schwert 14 einschneiden. Dadurch wiederum ergibt sich ein verbesserter Halt der Klammer 9 an dem Schwert 14, was letztlich zu einem verbesserten Halt des Sensors an der Fahrzeugkomponente bzw. dem Stoßfänger führt. Die Krallen 16, 13 werden also beim Aufstecken auf die am Stoßfänger 15 angebrachten Schwerter 14 von der Blechklammer 9 in den Halter bzw. Schacht 7 und das Schwert 14 gedrückt. Die Haltekraft ist somit nicht allein durch die Klammer 9 aufzubringen, sondern sie wird auch durch den Schacht 7 aufgebracht.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, auf komplexe Montageprozesse, wie Kleben durch doppelseitiges Klebeband, Schweißen oder Heißverstemmen, zu verzichten. Der Montageprozess wird unabhängiger von der Beschaffenheit der Schnittstellen. Die Montage kann mit einfachen Hilfsmitteln von Hand ausgeführt werden, was bisher nur bei verrasteten Halterungen mit großem Kragen als Gegenlager möglich war. Durch den Verzicht auf einen außenliegenden Kragen kann das sichtbare Design günstiger gestaltet werden. Durch das erfindungsgemäße Konzept kann der Sensor, und insbesondere der Ultraschallsensor, bereits vormontiert im Halter (d. h. der Befestigungsvorrichtung) in den Stoßfänger integriert werden, ohne dass negative Einflüsse, wie Temperatur (Schweißen, Oberflächenaktivierung durch Plasmavorbehandlung), Vibrationen (Ultraschallschweißen) durch den Montageprozess, den Sensor beschädigen könnten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10337760 A1 [0002]
- EP 1005692 B1 [0004]
- DE 19621964 A1 [0005]
