DE102013110866A1 - Kapazitive Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine kapazitive Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Sensormodul mit einem Trägerbauteil und einer solchen Sensoranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15 und ein Verfahren zur Montage der Messelektrode einer solchen Sensoranordnung gemäß Anspruch 17.
- Die in Rede stehende, kapazitive Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs lässt sich für ganz unterschiedliche Anwendungsbereiche einsetzen. Vorliegend steht die sensorgestützte Erfassung von Bedienereignissen im Vordergrund. Bei einem zu erfassenden Bedienereignis kann es sich beispielsweise um die Annäherung einer Person an das Kraftfahrzeug, um eine vorbestimmte Fußbewegung einer Person o. dgl. handeln. Die sensorgestützte Erfassung solcher Bedienereignisse löst entsprechende steuerungstechnische Reaktionen aus, beispielsweise das motorische Öffnen der Heckklappe des Kraftfahrzeugs.
- Die bekannte Sensoranordnung (
DE 10 2010 027 872 A1 ), von der die Erfindung ausgeht, weist eine längliche, flache Messelektrode auf, die in den Stoßfänger des Kraftfahrzeugs integriert ist. Zur Befestigung der Messelektrode ist im Stoßfänger ein Trägerbauteil vorgesehen, das eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist. Jeder Öffnung ist ein separates Befestigungselement zugeordnet, das in einem ersten Arbeitsschritt mit der Messelektrode zu verbinden ist. In einem zweiten Arbeitsschritt werden die Befestigungselemente nacheinander in die zugeordneten Öffnungen im Trägerbauteil eingeclipst. - Die bekannte Sensoranordnung gewährleistet eine mechanisch robuste Befestigung der Messelektrode an dem Trägerbauteil. Optimierungspotential besteht im Bereich der Montagefreundlichkeit der Messelektrode.
- Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, die bekannte Sensoranordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Aufwand für die Montage der Messelektrode an einem Trägerbauteil reduziert wird.
- Das obige Problem wird bei einer Sensoranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
- Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass das Befestigungselement, von dem vorzugsweise mehrere vorhanden und der Messelektrode zugeordnet sind, so ausgestaltet sein kann, dass die Befestigung der Messelektrode an dem Trägerbauteil in nur einem einzigen Arbeitsschritt erfolgt. Vorschlagsgemäß ist erkannt worden, dass dies durch die Ausstattung des Befestigungselements mit einer federelastisch aus einer Ruhestellung auslenkbaren Haltezunge realisierbar ist.
- Im Einzelnen ist die Anordnung vorschlagsgemäß so getroffen, dass die noch unmontierte Messelektrode in einer Montagebewegung zu ihrer Befestigung mit einer Flachseite unter die Haltezunge, die Haltezunge federelastisch auslenkend, schiebbar ist. Bei entsprechender Ausrichtung der vorzugsweise mehreren Befestigungselemente ist es ohne Weiteres möglich, dass die Messelektrode in einem einzigen Arbeitsschritt mit einer einzigen Montagebewegung unter die Haltezungen der Befestigungselemente geschoben wird.
- Durch die Reduzierung eines Arbeitsschritts bei der Befestigung der Messelektrode an dem Trägerbauteil lässt sich mit der vorschlagsgemäßen Lösung die Montagefreundlichkeit spürbar erhöhen. Gleichzeitig ist die konstruktive Umsetzung, nämlich die Ausstattung der Befestigungselemente mit Haltezunge, vergleichsweise kostengünstig.
- Der Begriff „Messelektrode” ist vorliegend weit zu verstehen. Er umfasst alle Arten von Elektrodenanordnungen, die länglich und flach ausgestaltet sind. Darunter fallen auch Elektrodenanordnungen mit mehreren Einzelelektroden, die zu einer länglichen und flachen Anordnung zusammengefasst sind. Insbesondere fällt unter den Begriff „Messelektrode” eine Elektrode in Form eines sogenannten Flachleiters.
- Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 erstreckt sich die Haltezunge des jeweiligen Befestigungselements quer zu der lokalen Längserstreckung der Messelektrode. Der Begriff „lokale Längserstreckung” betrifft die Längserstreckung, die die Messelektrode im Bereich des jeweiligen Befestigungselements aufweist. Diese Formulierung ist dem Umstand geschuldet, dass sich die Messelektrode entlang beliebiger Konturen längserstrecken kann.
- Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 5 bis 10 betreffen die Ausstattung des Befestigungselements mit einem Arretierelement, mit dem eine Arretierung der Messelektrode hinsichtlich einer Bewegung der Messelektrode parallel zu einer Flachseite der Messelektrode bewerkstelligt werden kann. Eine besonders hohe Montagefreundlichkeit ergibt sich gemäß Anspruch 6 dadurch, dass im Zuge der Montagebewegung die Messelektronik in arretierenden Eingriff schnappt, so dass die Arretierung selbsttätigt erfolgt.
- Eine besonders genaue Positionierung der Messelektrode ergibt sich durch die weiter bevorzugte Ausführungsform gemäß Anspruch 11. Hier bewirkt die Federelastizität der Haltezunge in einer Variante ein Andrücken der Messelektrode an ein Wandelement, das Bestandteil des jeweiligen Befestigungselements oder des Trägerbauteils sein kann.
- Bei den ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 13 und 14 ist es im Sinne einer über die Längserstreckung der Messelektrode gleichmäßigen Befestigung vorgesehen, dass mindestens zwei, insbesondere mehrere Befestigungselemente vorgesehen sind. Alle Ausführungen zu einem einzelnen Befestigungselement gelten vorliegend für jedes dieser mindestens zwei Befestigungselemente.
- Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Sensormodul mit einem Trägerbauteil und einer vorschlagsgemäßen Sensoranordnung beansprucht, wobei die Messelektrode der Sensoranordnung über das mindestens eine Befestigungselement an dem Trägerbauteil befestigt ist. Bei dem Trägerbauteil kann es sich um ein Karosseriebauteil, um eine Strukturkomponente, um einen Modulträger o. dgl. handeln. Das mindestens eine Befestigungselement kann je nach Anwendungsfall mittels verschiedener Verbindungstechniken an dem Trägerbauteil befestigt sein oder integraler Bestandteil des Trägerbauteils sein. Die Bereitstellung eines solchen Sensormoduls ist insbesondere vorteilhaft, als die gesamte Sensoranordnung in einem vormontierten Zustand insoweit aufgebaut ist, dass ein Funktionstest vor der Endmontage möglich ist.
- Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 17, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zur Montage der Messelektrode einer vorschlagsgemäßen, kapazitiven Sensoranordnung beansprucht. Wesentlich nach dieser weiteren Lehre ist, dass mindestens zwei Befestigungselemente vorgesehen sind und dass die Messelektrode in einer einzigen, insbesondere linearen, Montagebewegung zu ihrer Befestigung mit einer Flachseite unter die Haltezungen der Befestigungselemente, die Haltezungen federelastisch auslenkend, geschoben wird. Wie oben erläutert, lässt sich die Montage in einem einzigen Arbeitsschritt bewerkstelligen, was die Montagefreundlichkeit entsprechend erhöht.
- Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 18 wird vorgeschlagen, dass die Messelektrode im Wesentlichen gleichzeitig unter die Haltezungen mindestens zweier Befestigungselemente, die Haltezungen federelastisch auslenkend zu ihrer Befestigung geschoben wird. Damit ist die Befestigung an den einzelnen Befestigungselementen im besten Falle auch gleichzeitig abgeschlossen, so dass die Gesamtdauer der Befestigung der Messelektrode entsprechend kurz ist.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
-
1 ein Kraftfahrzeug mit einer vorschlagsgemäßen, kapazitiven Sensoranordnung in einer rückwärtigen Ansicht, -
2 die Sensoranordnung gemäß1 in einer perspektivischen Ansicht a) bei noch unmontierter Messelektrode und b) bei montierter Messelektrode, -
3 ein Befestigungselement der Sensoranordnung gemäß2 a) in einer perspektivischen Ansicht ohne Messelektrode und b) in einer perspektivischen Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B bei montierter Messelektrode, -
4 ein Befestigungselement der Sensoranordnung gemäß2 in einer zweiten Ausführungsform in den Ansichten gemäß3 und -
5 ein Befestigungselement der Sensoranordnung gemäß2 in einer dritten Ausführungsform in den Ansichten gemäß3 . - Die vorschlagsgemäße, kapazitive Sensoranordnung
1 kann für vielfältige Anwendungsbereiche in einem Kraftfahrzeug Anwendung finden. Je nach Auslegung ermöglicht sie die sensorische Erfassung der Anwesenheit und/oder der Bewegung eines Gegenstands. Diese sensorische Erfassung geht auf eine Kapazitätsänderung der Messelektrode2 gegenüber Masse oder gegenüber einer weiteren Messelektrode2 zurück, die sich leicht elektronisch erfassen lässt. Hier und vorzugsweise dient die Sensoranordnung1 der Erfassung eines Bedienereignisses, nämlich einer vorbestimmten Fußbewegung einer Person, wobei die sensorische Erfassung des Bedienereignisses ein motorisches Öffnen der Heckklappe3 des Kraftfahrzeugs auslöst. Ein anderer beispielhafter Anwendungsbereich ist die Kollisionserkennung bei Kraftfahrzeugklappen. - Eine Zusammenschau der
1 und2 zeigt, dass die kapazitive Sensoranordnung1 mit einer länglichen, flachen Messelektrode2 ausgestattet ist. Entsprechend weist die Messelektrode2 zwei gegenüberliegende, parallel zueinander ausgerichtete Flachseiten2a und zwei gegenüberliegende Schmalseiten2b auf. Vorzugsweise handelt es sich bei der Messelektrode2 um einen Flachleiter, der in üblicher Weise mit einer Isolation ummantelt ist. Die Messelektrode2 weist jedenfalls einen Anschluss4 zur elektrischen Kontaktierung auf, der in2 dargestellt ist. -
2 zeigt weiter, dass die Messelektrode2 mindestens ein Befestigungselement5 zur Befestigung der Messelektrode2 an einem Trägerbauteil6 aufweist. Vorzugsweise sind mindestens zwei Befestigungselemente5 vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Messelektrode2 mehrere Befestigungselemente5 , nämlich insgesamt drei Befestigungselemente5 , an dem Trägerbauteil6 vorgesehen. Damit lässt sich der die Messelektrode2 umfassende Teil der Sensoranordnung1 an dem Trägerbauteil6 befestigen. - Die
3 bis5 zeigen jeweils ein Exemplar der Befestigungselemente5 in unterschiedlichen Ausführungsformen. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Befestigungselemente5 jeweils integraler Bestandteil des Trägerbauteils6 . Grundsätzlich können die Befestigungselemente5 aber auch als separate Bauteile vorliegen, die mit dem Trägerbauteil6 verbindbar sind, wie noch erläutert wird. - Im Folgenden ist im Sinne einer übersichtlichen Darstellung fast durchweg von einem einzelnen Befestigungselement
5 die Rede. Alle diesbezüglichen Ausführungen gelten für alle übrigen Befestigungselemente5 entsprechend. - Der konstruktiven Ausgestaltung des Befestigungselements
5 kommt vorliegend ganz besondere Bedeutung zu. Wesentlich dabei ist, dass das Befestigungselement5 eine Haltezunge7 aufweist, die federelastisch aus einer in3a dargestellten Ruhestellung heraus auslenkbar ist. In3a ist mit dieser Auslenkung eine Auslenkung der Haltezunge7 nach oben gemeint. Die in2a gezeigte, noch unmontierte Messelektrode2 lässt sich so in einer Montagebewegung8 zu ihrer Befestigung mit einer Flachseite2a unter die Haltezunge7 , die Haltezunge7 federelastisch auslenkend, schieben. - Die federelastische Auslenkung der Haltezunge
7 im Rahmen der Montagebewegung8 kann je nach Anwendungsfall unterschiedlich genutzt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, eine schnappende Arretierung der Messelektrode2 zu realisieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die federelastische Rückstellkraft der Haltezunge7 für ein Andrücken der Messelektrode2 zu nutzen. Dies wird weiter unten näher erläutert. - Die Haltezunge
7 des Befestigungselements5 weist eine Längserstreckung9 auf, wobei die Längserstreckung9 der Haltezunge7 im Wesentlichen quer zu der lokalen Längserstreckung10 der Messelektrode10 ausgerichtet ist. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass mit „lokale Längserstreckung” die Längserstreckung gemeint ist, die die Messelektrode2 im Bereich des jeweiligen Befestigungselements5 aufweist. Denkbar ist ja, dass sich die Messelektrode2 entlang einer beliebigen Kontur längserstreckt, wie oben bereits erläutert wurde. - Hier und vorzugsweise ist die Auslenkbarkeit der Haltezunge
7 durch eine Biegbarkeit der Haltezunge7 realisiert. Entsprechend ist es hier und vorzugsweise so, dass die Haltezunge7 zumindest in einem Biegebereich, vorzugsweise vollständig, aus einem federelastisch biegbaren Material besteht. Dabei ist das Auslenken der Haltezunge7 vorzugsweise ein Biegen der Haltezunge7 um eine Biegeachse11 , die im Wesentlichen quer zu der Längserstreckung9 der Haltezunge7 ausgerichtet ist. - Die Anordnung ist nun so getroffen, dass die Montagebewegung
8 quer zu der lokalen Längserstreckung der Messelektrode2 und parallel zu einer Flachseite2a der Messelektrode2 ausgerichtet ist. Bei der in2 dargestellten Montagebewegung8 handelt es sich um eine insgesamt lineare Montagebewegung8 , was die Montage der Messelektrode2 vereinfacht. Denkbar ist sogar eine automatisierte, insbesondere robotergestützte Montage, ohne dass es aufwendiger Handhabungsvorrichtungen bedarf. - Interessant bei dem vorschlagsgemäßen Befestigungselement
5 ist die Tatsache, dass mit der Montagebewegung8 das federelastische Auslenken der Haltezunge7 einhergeht. Hierfür ist die Haltezunge7 vorzugsweise mit mindestens einer Montageschräge12 ,13 ausgestattet, die mit der Messelektrode2 während der Montagebewegung8 in Eingriff kommt und dadurch eine Auslenkung der Haltezunge7 bewirkt. Eine erste Montageschräge12 ist an dem freien Ende der Haltezunge7 angeordnet, die am besten der Darstellung gemäß3b zu entnehmen ist. Während der Montagebewegung8 kommt zunächst eine Schmalseite2b der Messelektrode2 in Eingriff mit der Montageschräge12 am freien Ende der Haltezunge7 , was zu einem ersten Auslenken der Haltezunge7 in3b nach oben führt. - Die Realisierung der Montageschrägen
12 ,13 lässt sich auf ganz unterschiedliche konstruktive Weise bewerkstelligen. Hier und vorzugsweise ist die an dem freien Ende der Haltezunge7 angeordnete Montageschräge12 schlicht nach Art einer Umbiegung der Haltezunge7 geformt. Die weitere Montageschräge13 wird weiter unten näher erläutert. - Bei allen dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispielen ist das Befestigungselement
5 mit einem Arretierelement14 ausgestattet, das zur Arretierung der montierten Messelektrode2 hinsichtlich einer Bewegung parallel zu einer Flachseite2a der Messelektrode2 formschlüssig mit der montierten Messelektrode2 in Eingriff steht. Grundsätzlich ist es hier auch denkbar, dass ein kraftschlüssiger, insbesondere ein klemmender Eingriff zwischen dem Arretierelement14 und der Messelektrode2 zustande kommt. Grundsätzlich ist es weiter denkbar, dass das Arretierelement14 der Messelektrode2 oder einer weiteren Komponente zugeordnet ist, wie noch erläutert wird. - Die jeweiligen Schnittdarstellungen in den
3 und4 zeigen, dass hier und vorzugsweise das Arretierelement14 bei montierter Messelektrode2 in eine Arretierausformung15 in oder an der Messelektrode2 , insbesondere in eine Arretierausnehmung15 in der Flachseite2a der Messelektrode2 , eintaucht. Hier und vorzugsweise ist es weiter so, dass es sich bei der Arretierausnehmung15 um ein durchgehendes Arretierloch in der Messelektrode2 handelt. - Die in
2a gezeigten Arretierausnehmungen15 in der Messelektrode2 sind vorzugsweise nach Art von Langlöchern ausgestaltet. Die Längserstreckung der Langlöcher ist dabei vorzugsweise entlang der Längserstreckung10 der Messelektrode2 ausgerichtet. Damit lassen sich eventuelle Fertigungstoleranzen, etwa am Trägerbauteil6 o. dgl., auf einfache Weise ausgleichen. Je nach Auslegung der Arretierausnehmungen15 kann auch die Lage der Messelektrode2 zumindest geringfügig entlang ihrer Längserstreckung10 nachjustiert werden. - Bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß
5 ist die Messelektrode2 nicht notwendigerweise mit Arretierausnehmungen15 ausgestattet. Das hakenförmige Arretierelement14 kommt lediglich mit einer Schmalseite2b der Messelektrode2 in arretierenden Eingriff, wie noch erläutert wird. - Bei allen dargestellten Ausführungsformen ist es so, dass im Zuge der Montagebewegung
8 die Messelektrode2 in arretierenden Eingriff mit dem Arretierelement14 kommt. Dies ist hier und vorzugsweise jeweils getrieben durch die Rückstellkraft der Haltezunge7 , so dass die Messelektrode2 im Zuge der Montagebewegung8 in den arretierenden Eingriff mit dem Arretierelement14 schnappt. - Bei montierter Messelektrode
2 wird eine Lösebewegung der Messelektrode2 außer arretierenden Eingriff von dem Arretierelement14 blockiert. Dies ergibt sich aus den jeweiligen Schnittdarstellungen der3 –5 . Die Rückstellkraft der Haltezunge7 sorgt dafür, dass die Blockierung einer Lösebewegung der Messelektrode2 mechanisch hinreichend stabil ist, so dass sich eine sichere Befestigung der Messelektrode2 ergibt. Allerdings lässt sich die Blockierung der Lösebewegung bei allen dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsformen aufheben, indem die Haltezunge7 federelastisch ausgelenkt wird. Durch eine Auslenkung der Haltezunge7 in den3 –5 nach oben lässt sich die Lösebewegung der Messelektrode2 leicht freigeben. Dies kann beispielsweise im Rahmen eines wartungsbedingten Austauschs der Messelektrode2 notwendig sein. - Bei den in den
3 und5 dargestellten Ausführungsformen ist das Arretierelement14 Bestandteil des Befestigungselements5 und jeweils an der Haltezunge7 des Befestigungselements5 angeordnet. Entsprechend folgt das Arretierelement14 jeder Auslenkung der Haltezunge7 . - Bei dem in
4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es dagegen so, dass das Arretierelement14 gegenüber der Haltezunge7 feststehend angeordnet ist. Die Arretierung kommt hier dadurch zustande, dass die Messelektrode2 durch die Haltezunge7 in arretierendem Eingriff mit dem feststehenden Arretierelement gehalten wird. Bei den in den3 –5 dargestellten Ausführungsformen ist es dagegen so, dass das Arretierelement14 selbst mittels der Haltezunge7 in entsprechendem arretierendem Eingriff mit der Messelektrode2 gehalten wird. - Es kann aber auch vorteilhaft sein, dass das Arretierelement an der Messelektrode
2 angeordnet, insbesondere Bestandteil der Messelektrode2 , ist. In diesem Fall ist das Befestigungselement5 , vorzugsweise die Haltezunge7 , mit einer Arretierausnehmung o. dgl. ausgestattet, so dass Arretierelement und Arretierausnehmung zur Arretierung der montierten Messelektrode2 hinsichtlich einer Bewegung parallel zu einer Flachseite2a der Messelektrode2 formschlüssig miteinander in Eingriff stehen. - Ein interessanter Aspekt im Hinblick auf die Ausgestaltung des Arretierelements
14 lässt sich der Darstellung gemäß3 entnehmen. Hier ist es vorgesehen, dass das Arretierelement14 gegenüber der Haltezunge7 federelastisch auslenkbar, hier biegbar, ist, wobei die Biegeachse des Arretierelements14 gegenüber der Haltezunge7 im Wesentlichen parallel zu der Biegeachse11 der Haltezunge7 selbst ausgerichtet ist. Diese zusätzliche Federelastizität ist insbesondere vorteilhaft, wenn der arretierende Eingriff, wie oben angesprochen, schnappend erfolgen soll. - Es wurde schon darauf hingewiesen, dass Arretierausnehmungen
15 in der Messelektrode2 bei der in5 dargestellten Ausführungsform des Befestigungselements5 nicht erforderlich sind. Die Arretierbarkeit der Messelektrode2 mittels des Arretierelements14 ist bei dieser Ausführungsform ausschließlich in einer Richtung quer zu der lokalen Längserstreckung10 der Messelektrode2 vorgesehen. Vorteilhaft dabei ist die Tatsache, dass eine oben angesprochene Nachjustierung der Lage der Messelektrode2 entlang ihrer Längserstreckung10 ohne weiteres möglich ist. Eine besonders einfache konstruktive Realisierung hierfür ergibt sich dadurch, dass das Arretierelement14 an dem freien Ende der Haltezunge7 angeordnet ist und im Längsschnitt der Haltezunge7 gesehen hakenartig ausgeformt ist. Ganz allgemein stellt das Arretierelement14 hier einen Teil einer Längsführung für die Messelektrode2 in Richtung der lokalen Längserstreckung10 der Messelektrode2 bereit. - Bei den in den
3 und5 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsformen ist es so, dass das Arretierelement14 eine oben angesprochene Montageschräge13 der Haltezunge7 bereitstellt, mit der eine Schmalseite der Messelektrode2 während der Montagebewegung8 , die Haltezunge7 auslenkend, in Eingriff kommt. Alternativ oder zusätzlich kann das Arretierelement14 eine hakenartige Ausformung16 aufweisen derart, dass eine Bewegung der montierten Messelektrode2 entgegen der Montagrichtung eine Kraft auf die Haltezunge7 in Richtung der Ruhestellung und damit eine Klemmung erzeugt. Eine solche hakenartige Ausformung16 ist bei der in3b gezeigten Haltezunge7 an einer Seite des Arretierelements14 gezeigt, die zu der dortigen Montageschräge13 gegenüberliegend angeordnet ist. - Alternativ zu der obigen, hakenartigen Ausformung
16 kann am Arretierelement14 eine Anlaufschräge vorgesehen sein, die in3b in gestrichelter Linie dargestellt ist. Mit einer solchen Anlaufschräge ist es möglich, dass eine Bewegung der Messelektrode2 entgegen der Montagebewegung8 zu einem Ausheben der Haltezunge7 und damit der Freigabe der Lösebewegung der Messelektrode2 führt. Bei geeigneter Auslegung ist eine solche Freigabe der Lösebewegung der Messelektrode2 nur möglich, wenn eine vorbestimmte Mindestkraft auf die Messelektrode2 aufgebracht wird. - Es wurde schon darauf hingewiesen, dass die Rückstellkraft der Haltezunge
7 für das Einschnappen des Arretierelements14 in arretierenden Eingriff mit der Messelektrode2 und für die Blockierung einer Lösebewegung der Messelektrode2 genutzt werden kann. Vorzugsweise kommt der Rückstellkraft zusätzlich das Andrücken der Messelektrode2 zu. Im Einzelnen ist es vorzugsweise so, dass bei montierter Messelektrode2 die Haltezunge7 des Befestigungselements5 zumindest geringfügig federelastisch ausgelenkt ist, wobei die federelastische Rückstellkraft auf die Messelektrode2 wirkt. Hier und vorzugsweise wirkt die Rückstellkraft im Wesentlichen quer zu einer Flachseite2a der Messelektrode2 . Um eine Befestigung der Messelektrode2 möglichst positionsgenau zu ermöglichen, ist es weiter vorzugsweise so, dass bei montierter Messelektrode2 die Haltezunge7 über ihre Rückstellkraft die Messelektrode2 an ein Wandelement17 , hier und vorzugsweise an ein Wandelement17 des Befestigungselements5 oder des Trägerbauteils6 , drückt. - Der strukturellen Ausgestaltung des Befestigungselements
5 kommt vorliegend ganz besondere Bedeutung zu. Das Befestigungselement5 weist vorzugsweise einen Halterahmen18 auf, innerhalb dessen die Haltezunge7 angeordnet ist. Hier und vorzugsweise ist der Halterahmen18 integraler Bestandteil des Trägerbauteils6 . Es lässt sich den Darstellungen gemäß den3 –5 entnehmen, dass der Halterahmen18 einstückig mit der Haltezunge7 ausgestaltet ist. Der Halterahmen18 übernimmt hier eine Abstützung gegenüber der Rückstellkraft der Haltezunge7 . - Die Ausgestaltung des Befestigungselements
5 mit Haltezunge7 und Halterahmen18 ist für die Ausgestaltung des Befestigungselements5 als separates Bauteil, das mit dem Trägerbauteil6 zu verbinden ist, besonders vorteilhaft. Hierdurch lässt sich nämlich leicht erreichen, dass der auf die federelastische Rückstellkraft zurückgehende Kraftfluss geschlossen über das Befestigungselement5 und die Messelektrode2 , im Einzelnen über die Haltezunge7 , die Messelektrode2 und den Halterahmen18 , verläuft. Dies ist vorteilhaft, da die Verbindung des Befestigungselements5 mit dem Trägerbauteil6 durch die federelastische Rückstellkraft der Haltezunge7 nicht belastet wird. - Wie oben angesprochen, ist der Halterahmen
18 einstückig mit der Haltezunge7 ausgestaltet, was fertigungstechnisch besonders einfach dadurch realisierbar ist, dass der Halterahmen14 zusammen mit der Haltezunge7 im Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellt ist. - In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist das Befestigungselement
5 so ausgestaltet, dass es sich mittels eines schieberlosen Auf-Zu-Werkzeugs im Kunststoff-Spritzgießverfahren herstellen lässt. - Die Verbindung des Befestigungselements
5 mit dem Trägerbauteil6 ist auf ganz unterschiedliche Weise möglich. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist das Befestigungselement5 an das Trägerbauteil6 anklebbar, anschweißbar oder anklipsbar. Denkbar ist auch wie oben angesprochen, dass das Befestigungselement5 ein integraler Bestandteil des Trägerbauteils6 ist. Insbesondere kann das Befestigungselement5 gemeinsam mit dem Trägerbauteil6 im Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellt sein. - Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Messelektrode
2 lediglich ein einziges Befestigungselement5 zugeordnet ist. Hier und vorzugsweise ist es allerdings so, dass mindestens zwei, insbesondere mehrere Befestigungselemente5 , vorgesehen sind, die entlang der Messelektrode2 angeordnet sind. Entsprechend ist bei den bevorzugten Ausführungsformen gemäß den3 und4 die Messelektrode2 entlang ihrer Längserstreckung10 mit mehreren Arretierausnehmungen15 ausgestattet, die jeweils einem Arretierelement14 eines Befestigungselements5 zugeordnet sind. - Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Sensormodul mit einem Trägerbauteil
6 und einer obigen, kapazitiven Sensoranordnung1 beansprucht. Wesentlich dabei ist die Tatsache, dass die Messelektrode2 der Sensoranordnung1 über das mindestens eine Befestigungselement5 an dem Trägerbauteil6 befestigt ist. Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen kapazitiven Sensoranordnung1 darf verwiesen werden. - Wie weiter oben erläutert, kann es sich bei dem Trägerbauteil
6 um ein Karosseriebauteil, insbesondere um einen Stoßfänger oder eine Heckschürze, um eine Heckklappe, o. dgl. handeln. Denkbar ist auch, dass das Trägerbauteil6 eine Strukturkomponente wie ein Türrahmen o. dgl. ist. Es kann auch vorteilhaft sein, dass das Trägerbauteil6 ein Modulträger ist, der, ggf. mit weiteren Funktionseinheiten, in einem dem Zusammenbau des Sensormoduls nachgelagerten Montageschritt endmontiert wird. - Vorzugsweise ist das Befestigungselement
5 einstückig mit dem Trägerbauteil6 verbunden, wie in2 dargestellt. Hier und vorzugsweise ist das Befestigungselement5 einstückig mit einem Wandelement17 des Trägerbauteils6 verbunden ist, wobei weiter vorzugsweise sich das Befestigungselement5 im Wesentlichen parallel zu der Wandebene des Wandelements17 erstreckt. - Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zur Montage der Messelektrode
2 einer kapazitiven, vorschlagsgemäßen Sensoranordnung1 beansprucht. Wesentlich für das Verfahren ist, dass mindestens zwei Befestigungselemente5 vorgesehen sind und dass die Messelektrode2 in einer einzigen, hier und vorzugsweise linearen, Montagebewegung8 zu ihrer Befestigung mit einer Flachseite2a unter die Haltezungen7 der Befestigungselemente5 , die Haltezungen7 wie oben erläutert federelastisch auslenkend, geschoben wird. Es wurde schon darauf hingewiesen, dass eine solche Montage mit einem einzigen Arbeitsschritt bewerkstelligt werden kann, was die Montagefreundlichkeit erhöht. Die Montage kann manuell, mittels einer Montagevorrichtung oder automatisiert, insbesondere mittels eines Roboters, vorgenommen werden. - In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es so, dass die Messelektrode
2 im Wesentlichen gleichzeitig unter die Haltezungen7 mindestens zweier Befestigungselemente5 , die Haltezungen7 federelastisch auslenkend, zu ihrer Befestigung geschoben wird. Dies vereinfacht und beschleunigt den Montagevorgang, wie ebenfalls weiter oben erläutert wurde. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102010027872 A1 [0003]
Claims (18)
- Kapazitive Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer länglichen, flachen Messelektrode (
2 ) und mindestens einem Befestigungselement (5 ) zur Befestigung der Messelektrode (2 ) an einem Trägerbauteil (6 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (5 ) eine federelastisch aus einer Ruhestellung auslenkbare Haltezunge (7 ) aufweist und dass die noch unmontierte Messelektrode (2 ) zu ihrer Befestigung in einer Montagebewegung (8 ) mit einer Flachseite (2a ) unter die Haltezunge (7 ), die Haltezunge (7 ) federelastisch auslenkend, schiebbar ist. - Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezunge (
7 ) des Befestigungselements (5 ) eine Längserstreckung (9 ) aufweist und dass die Längserstreckung (9 ) der Haltezunge (7 ) im Wesentlichen quer zu der lokalen Längserstreckung (10 ) der Messelektrode (2 ) ausgerichtet ist, vorzugsweise, dass das Auslenken der Haltezunge (7 ) ein Biegen der Haltezunge (7 ) ist um eine Biegeachse (11 ), die im Wesentlichen quer zu der Längserstreckung (9 ) der Haltezunge (7 ) ausgerichtet ist. - Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagebewegung (
8 ) quer zu der lokalen Längserstreckung (10 ) der Messelektrode (2 ) und parallel zu einer Flachseite (2a ) der Messelektrode (2 ) ausgerichtet ist. - Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezunge (
7 ) des Befestigungselements (5 ) mindestens eine Montageschräge (12 ,13 ) aufweist, die mit der Messelektrode (2 ) während der Montagebewegung (8 ) in Eingriff kommt und dadurch eine Auslenkung der Haltezunge (7 ) bewirkt, vorzugsweise, dass die Montageschräge (12 ,13 ) an dem freien Ende der Haltezunge (7 ) angeordnet ist. - Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arretierelement (
14 ) vorgesehen ist, das zur Arretierung der montierten Messelektrode (2 ) hinsichtlich einer Bewegung parallel zu einer Flachseite (2a ) der Messelektrode (2 ) formschlüssig oder kraftschlüssig mit der montierten Messelektrode (2 ) in Eingriff steht, vorzugsweise, dass das Arretierelement (14 ) bei montierter Messelektrode (2 ) in eine Arretierausformung (15 ) in oder an der Messelektrode (2 ), vorzugsweise in eine Arretierausnehmung (15 ) in der Flachseite (2a ) der Messelektrode (2 ), eintaucht. - Sensoranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Montagebewegung die Messelektrode (
2 ) in arretierenden Eingriff mit dem Arretierelement (14 ) kommt, insbesondere, getrieben durch die Rückstellkraft der Haltezunge (7 ), in arretierenden Eingriff mit dem Arretierelement (14 ) schnappt. - Sensoranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezunge (
7 ) bei montierter Messelektrode (2 ) eine Lösebewegung der Messelektrode (2 ) außer arretierenden Eingriff von dem Arretierelement (14 ) blockiert, vorzugsweise, dass durch eine federelastische Auslenkung der Haltezunge (7 ) die Lösebewegung der Messelektrode (2 ) freigebbar ist. - Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (
14 ) an der Haltezunge (7 ) des Befestigungselements (5 ) angeordnet ist, oder, dass das Arretierelement (14 ) gegenüber der Haltezunge (7 ) feststehend angeordnet ist, oder, dass das Arretierelement (14 ) an der Messelektrode (2 ) angeordnet ist. - Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (
2 ) mittels des Arretierelements (14 ) ausschließlich in einer Richtung quer zu der lokalen Längserstreckung (10 ) der Messelektrode (2 ) arretierbar ist, vorzugsweise, dass das Arretierelement (14 ) an dem freien Ende der Haltezunge (7 ) angeordnet ist, weiter vorzugsweise, dass das Arretierelement (14 ) als Teil einer Längsführung für die Messelektrode (2 ) in Richtung der lokalen Längserstreckung (10 ) der Messelektrode (2 ) ausgestaltet ist. - Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (
14 ) eine Montageschräge (13 ) der Haltezunge (7 ) bereitstellt, und/oder, dass das Arretierelement (14 ) eine hakenartige Ausformung (16 ) aufweist derart, dass eine Bewegung der montierten Messelektrode (2 ) entgegen der Montagebewegung (8 ) eine Kraft auf die Haltezunge (7 ) in Richtung der Ruhestellung erzeugt. - Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei montierter Messelektrode (
2 ) die Haltezunge (7 ) des Befestigungselements (5 ) zumindest geringfügig federelastisch ausgelenkt ist und die federelastische Rückstelikraft auf die Messelektrode (2 ), insbesondere im Wesentlichen quer zu einer Flachseite (2a ) der Messelektrode (2 ), wirkt, vorzugsweise, dass bei montierter Messelektrode (2 ) die Haltezunge (7 ) über ihre Rückstellkraft die Messelektrode (2 ) an ein Wandelement (17 ), vorzugsweise an ein Wandelement (17 ) des Befestigungselements (5 ) oder des Trägerbauteils (6 ), drückt. - Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (
5 ) einen Halterahmen (18 ) aufweist, innerhalb dessen die Haltezunge (7 ) angeordnet ist, vorzugsweise, dass der Halterahmen (18 ) einstückig mit der Haltezunge (7 ) ausgestaltet ist, weiter vorzugsweise, dass der Halterahmen (8 ) zusammen mit der Haltezunge (7 ) im Kunststoff-Spritzgießverfahren hergestellt ist. - Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei, insbesondere mehrere, Befestigungselemente (
5 ) vorgesehen sind, die entlang der Messelektrode (2 ) angeordnet sind. - Sensoranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (
2 ) entlang ihrer Längserstreckung (10 ) mehrere Arretierausnehmungen (15 ) aufweist, die jeweils einem Arretierelement (14 ) eines Befestigungselements (5 ) zugeordnet sind. - Sensormodul mit einem Trägerbauteil (
6 ) und einer kapazitiven Sensoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messelektrode (2 ) der Sensoranordnung (1 ) über das mindestens eine Befestigungselement (5 ) an dem Trägerbauteil (6 ) befestigt ist. - Sensormodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (
5 ) einstückig mit dem Trägerbauteil (6 ) verbunden ist, vorzugsweise, dass das Befestigungselement (5 ) einstückig mit einem Wandelement (17 ) des Trägerbauteils (6 ) verbunden ist, vorzugsweise, dass sich das Befestigungselement (5 ) im Wesentlichen parallel zu der Wandebene des Wandelements (17 ) erstreckt. - Verfahren zur Montage der Messelektrode einer kapazitiven Sensoranordnung (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei mindestens zwei Befestigungselemente (5 ) vorgesehen sind und wobei die Messelektrode (2 ) in einer einzigen, insbesondere linearen, Montagebewegung (8 ) zu ihrer Befestigung mit einer Flachseite (2a ) unter die Haltezungen (7 ) der Befestigungselemente (5 ), die Haltezungen (7 ) federelastisch auslenkend, geschoben wird. - Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (
2 ) im Wesentlichen gleichzeitig unter die Haltezungen (7 ) mindestens zweier Befestigungselemente (5 ), die Haltezungen (7 ) federelastisch auslenkend, zu ihrer Befestigung geschoben wird.
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