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Die Erfindung betrifft ein Montagebauteil für ein Kraftfahrzeug, wobei dem Montagebauteil eine Elektronikeinheit mit mindestens einem kapazitiven Sensor zugeordnet ist und die Elektronikeinheit zu einer Wandung des Montagebauteils beabstandet angeordnet ist, wobei zwischen der Elektronikeinheit und der Wandung des Montagebauteils ein Füllelement im Bereich des kapazitiven Sensors vorgesehen ist.
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Aus dem Stand der Technik ist ein als Türgriff ausgebildetes Montagebauteil bekannt. Der Türgriff umfasst ein Gehäuse zur Aufnahme einer Elektronikbox, in welcher ein kapazitiver Sensor angeordnet ist. Das Gehäuse weist eine innere Wandung auf zu der die Elektronikbox aufweisend den kapazitiven Sensor beabstandet angeordnet ist, so dass ein Luftspalt zwischen der Elektronikbox und der inneren Wandung des Gehäuses ausgebildet ist. In diesen Luftspalt wird ein aus Kunststoff ausgebildetes Schaumstoffpad eingelegt, um ein Eintreten von Wasser in den Bereich zu verhindern, wo der kapazitive Sensor angeordnet ist. Durch das Wasser wird das elektrische Feld gestört, so dass das kapazitive Feld des kapazitiven Sensors negativ beeinflusst wird und folglich die Sensitivität des kapazitiven Sensors verringert wird. Gleichwohl hat sich herausgestellt, dass das aus Kunststoff ausgebildete Schaumstoffpad ein wesentlich besseres Dielektrikum aufweist als Luft, aber trotzdem die Sensitivität des kapazitiven Sensors verbesserungswürdig ist.
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Daher ist die Aufgabe der Erfindung, ein Montagebauteil bereitzustellen, bei welchem die Sensitivität eines kapazitiven Sensors verbessert wird.
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Die Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Dabei weist das Füllelement einen inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt auf, wobei der äußere Abschnitt aus einem elektrisch nicht-leitenden Material ausgebildet ist und der innere Abschnitt aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet ist und der innere Abschnitt als elektrisches Kopplungselement zum Einkoppeln eines elektrischen Feldes des kapazitiven Sensors ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme gelingt es die Sensitivität des kapazitiven Sensors zu erhöhen, so dass sich Fehlbetätigungen vermeiden lassen. Das elektrische Feld des kapazitiven Sensors kann direkt in das Kopplungselement einkoppeln und mittelbar oder unmittelbar über das Montagebauteil in die äußere Umgebung geführt werden. Wenn beispielsweise ein Körperteil, insbesondere ein Fuß oder eine Hand in das in der äußeren Umgebung angeordnete elektrische Feld gelangt, erfasst eine dem kapazitiven Sensor zugeordnete Steuereinheit eine durch das Körperteil veränderte elektrische Feldänderung, so dass anschließend beispielsweise ein Kraftfahrzeugschloss betätigt werden kann.
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Nach einer bevorzugten Ausführung des Montagebauteils kann vorgesehen sein, dass der kapazitive Sensor zumindest teilweise im inneren Abschnitt des Füllelements angeordnet ist. Dabei kann der kapazitive Sensor in den inneren Abschnitt eintauchen, wenn der kapazitive Sensor beispielsweise als Metallplatte ausgebildet ist. In diesem Fall kann auch vorgesehen sein, dass die Metallplatte vorzugsweise als Dorn ausgestaltet ist und in den inneren Abschnitt des Füllelements einsteckbar und/oder einklebbar ist und somit eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung mit dem inneren Abschnitt bildet.
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Gemäß einer alternativen Ausführung des Montagebauteils kann vorgesehen sein, dass der kapazitive Sensor im Nahbereich des inneren Abschnitts des Füllelements und beabstandet zum dem inneren Abschnitt des Füllelements angeordnet ist. In diesem Fall ist ein Eintauchen des kapazitiven Sensors in den inneren Abschnitt des Füllelements ausgeschlossen. Entweder berührt der kapazitive Sensor den inneren Abschnitt oder der kapazitive Sensor ist im Nahbereich beabstandet zu dem inneren Abschnitt angeordnet. Nahbereich bedeutet dann, dass das elektrische Feld des kapazitiven Sensors immer noch zuverlässig in den elektrisch leitenden inneren Abschnitt des Füllelements einkoppeln kann, so dass der innere Abschnitt des Füllelements als Kopplungselement ausgebildet ist.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Montagebauteils kann vorgesehen sein, dass der innere Abschnitt aus einem leitenden Schaumstoff ausgebildet ist, welcher insbesondere Kohlenstoff umfasst. Durch diese Maßnahme kann das Gewicht des Montagebauteils, insbesondere des Füllelements, reduziert werden und folglich werden auch die CO2-Emmissionen des Kraftfahrzeugs reduziert. Der Kohlenstoff kann in Form von Asche in den Schaumstoff integriert werden, aber auch Carbonteilchen sind möglich. Als alternative Lösung zum Schaumstoff könnte auch ein leitendes Silikon, wie beispielsweise Sikaflex, dienen. Natürlich kann der innere Abschnitt auch aus einer Kupferplatte oder aus einer Metallplatte ausgebildet sein.
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Die Sensitivität des kapazitiven Sensors kann auf einfache Art und Weise verändert werden, wenn der innere Abschnitt mindestens eine Durchgangsöffnung, vorzugsweise in Form eines Lochs, aufweist. Das Loch ist dann vorzugsweise mit Luft befüllt, welche ein schlechteres Dielektrikum aufweist, als der vorzugsweise mit Kohlenstoff versehene innere Abschnitt des Füllelements. Folglich werden durch eine Vergrößerung der Durchgangsöffnung die dielektrischen Eigenschaften des Füllelements verringert und somit kann bei Bedarf die Sensitivität des kapazitiven Sensors ebenfalls gesenkt werden. Die Durchgangsöffnung kann alternativ auch durch eine Ausnehmung, beispielsweise in Form einer Mulde, ersetzt werden. Grundsätzlich gilt, dass mit einem erhöhten Luftanteil im inneren Abschnitt des Füllelements die Sensitivität des kapazitiven Sensors verringert wird.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Montagebauteils kann vorgesehen sein, dass der äußere Abschnitt aus einem elektrisch nicht-leitenden Schaumstoff ausgebildet ist, welcher insbesondere aus Kunststoff ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme kann das Gewicht des Montagebauteils, insbesondere des Füllelements, reduziert werden und folglich werden auch die CO2-Emmissionen des Kraftfahrzeugs reduziert. Weiter kann vorgesehen sein, dass der innere Abschnitt kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem äußeren Abschnitt verbindbar ist. Der innere Abschnitt des Füllelements kann beispielsweise in den äußeren Abschnitt eingeklebt und/oder eingelegt werden. Denkbar ist es auch, dass der innere Abschnitt als leitfähige Vergussmasse ausgebildet ist, die in eine Ausnehmung des äußeren Abschnitts des Füllelements, vorzugsweise in ein Werkzeug, eingießbar ist und aushärtet.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Montagebauteils kann vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit eine Box umfasst, in welcher der kapazitive Sensor und eine elektrischen Platine angeordnet sind. Die Box schützt, insbesondere den kapazitiven Sensor und die elektronische Platine vor Feuchtigkeit und Schmutz. Die Elektronikeinheit kann auch eine Steuereinheit umfassen, die ebenfalls in der Box angeordnet sein kann. Alternativ kann die Steuereinheit auch an einem anderen Ort im Kraftfahrzeug angeordnet sein. Um die Elektronikeinheit, insbesondere den kapazitiven Sensor und die elektrische Platine, noch besser gegen Feuchtigkeit und Staub weiter zu schützen, kann vorgesehen sein, dass in der Box eine Vergussmasse angeordnet ist, die zumindest den kapazitiven Sensor umschließt. Die Vergussmasse sorgt weiter dafür, dass der kapazitive Sensor und auch andere elektrische Komponenten, wie beispielsweise die elektrische Platine, in der Box sicher gelagert werden können.
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Um den kapazitiven Sensor noch besser in das Kopplungselement einkoppeln zu können, kann vorgesehen sein, dass der kapazitive Sensor, insbesondere als Dorn ausgebildet ist und zumindest teilweise aus der Elektronikeinheit, insbesondere aus der Box, hervorsteht. Damit kann das elektrische Feld des kapazitiven Sensors mittelbar oder unmittelbar in den elektrisch leitenden inneren Abschnitt geführt werden, um die Sensitivität des kapazitiven Sensors zu verbessern.
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Damit sichergestellt werden kann, dass das elektrische Feld auch in der äußeren Umgebung sich ausbreiten kann, kann vorgesehen sein, dass das Montagebauteil zumindest teilweise aus einem nicht-leitenden Stoff, insbesondere aus Kunststoff ausgebildet ist.
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Um einen zuverlässigen Betrieb des kapazitiven Sensors sicherzustellen, kann vorgesehen sein, dass das Füllelement zwischen der Elektronikeinheit, insbesondere einer Außenwandung der Box, und der Wandung des Montagebauteils anordbar ist. Es wird vorzugsweise dort eingesetzt, wo sich ein Luftspalt zwischen der Wandung des Montagebauteils und der Elektronikeinheit, insbesondere der Außenwandung der Box, bedingt durch die konstruktive Ausgestaltung der Montageeinheit gebildet hat. Somit wird in vorteilhafterweise verhindert, dass Feuchtigkeit in diesen Luftspalt eintritt, welche die Sensitivität des kapazitiven Sensors negativ beeinflusst. Das Füllelement kann zwischen der Elektronikeinheit, insbesondere der Außenwandung der Box, und der Wandung des Montagebauteils kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig angeordnet sein.
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Die Montage des Füllelements kann sehr einfach und vorteilhaft sein, wenn das Füllelement zwischen der Elektronikeinheit, insbesondere der Außenwandung der Elektronikeinheit, und der Wandung des Montagebauteils mittels eines Klebstoffs einklebbar ist. Alternativ kann das Füllelement auch lediglich zwischen der Elektronikeinheit, insbesondere einer Elektronikeinheitwandung, und der Wandung des Montagebauteils eingeklemmt werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Montagebauteils kann vorgesehen sein, dass der kapazitive Sensor als Elektrode ausgebildet ist. Dabei kann der kapazitive Sensor als Folie oder als metallische Platte ausgebildet sein, die auf einer Platine befestigt sein kann.
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Es ist besonders vorteilhaft für die Erfindung, wenn das Montagebauteil als Türgriff oder als Stoßfänger oder als Heckklappe oder als Frontklappe ausgebildet ist. Beispielsweise kann ein Türgriff mehrere kapazitive Sensoren aufweisen, und zwar einen ersten kapazitiven Sensor zum Entriegeln des Kraftfahrzeugs und einen zweiten kapazitiven Sensor zum Verriegeln des Kraftfahrzeugs. Auch ein Stoßfänger kann zwei kapazitive Sensoren aufweisen, die zumindest einmal nacheinander betätigt werden müssen, um die Heckklappe zu entriegeln. Grundsätzlich kann das Montagebauteil auch innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, beispielsweise an einem Armaturenbrett.
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Das erfindungsgemäße Montagebauteil wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen beschrieben.
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Die Figuren zeigen:
- 1 ein als Türgriff ausgebildetes Montagebauteil, welches einen Ausschnitt aufweisend eine Elektronikeinheit und ein Füllelement umfasst gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 ein als Türgriff ausgebildetes Montagebauteil, welches einen Ausschnitt aufweisend eine Elektronikeinheit und ein Füllelement umfasst gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 3 das Füllelement in einer Explosionsdarstellung,
- 4 das Füllelement in einer perspektivischen Ansicht, und
- 5 eine alternative Ausführungsform des Füllelements.
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In der 1 ist ein als Türgriff ausgebildetes Montagebauteil 1 für ein Kraftfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Hierbei ist das Montagebauteil 1 zumindest teilweise aus einem nicht-leitenden Stoff, insbesondere aus Kunststoff ausgebildet. Das Montagebauteil 1 kann alternativ auch als Stoßfänger oder als Heckklappe oder als Frontklappe ausgestaltet sein. Der in der 1 dargestellte Türgriff weist einen Griffkörper 2 und eine Abdeckschale 3 auf, welche gemeinsam ein Gehäuse bilden, in dessen inneren Raum 4 eine Elektronikeinheit 5 angeordnet ist. Im vorliegenden Fall umfasst die Elektronikeinheit 5 eine Box 6, in welcher ein als Elektrode ausgebildeter erster kapazitiver Sensor 7 und eine elektrische Platine 8 angeordnet ist. Zusätzlich könnte noch ein zweiter kapazitiver Sensor in der Elektronikeinheit angeordnet werden. In diesem Fall könnte der erste kapazitive Sensor 7 als Näherungssensor dienen, welcher nach seiner Betätigung durch den Benutzer ein Kraftfahrzeugtürschloss entriegelt, und der zweite kapazitive Sensor könnte als Berührungssensor dienen, welcher nach seiner Betätigung durch den Benutzer ein Kraftfahrzeugtürschloss verriegelt. Des Weiteren ist in der Box 6 eine Vergussmasse 9 angeordnet, die zumindest den kapazitiven Sensor 7 und vorzugsweise auch die elektrische Platine 8 umschließt. Wie man in der 1 erkennen kann, ist die Elektronikeinheit zu einer Wandung 10 des Montagebauteils 1, insbesondere zu einer innerhalb des Türgriffs angeordneten Wandung 10 der Abdeckschale 3, beabstandet angeordnet, so dass zwischen der Elektronikeinheit 5 und der Wandung 10 ein Spalt 11, insbesondre ein Luftspalt, besteht. Befindet sich Luft im Spalt, insbesondere im Bereich des kapazitiven Sensors 7, so wird die Sensitivität des kapazitiven Sensors negativ beeinflusst, insbesondere dann, wenn sich Feuchtigkeit innerhalb des Luftspalts anhäuft. Bei zu viel Feuchtigkeit innerhalb des Spalts kann dies sogar zu einem Totalausfall des kapazitiven Sensors 7 führen, weil das elektrische Feld des kapazitiven Sensors 7 dann abgeschirmt wird und nicht mehr in die äußere Umgebung gelangt. Aus diesem Grund wird zwischen der Elektronikeinheit 5 und der Wandung 10 des Montagebauteils 1 ein Füllelement 12 im Bereich des kapazitiven Sensors 7 vorgesehen. Dabei ist das Füllelement 12 zwischen der Elektronikeinheit 5, insbesondere einer Außenwandung 13 der Box 6, und der Wandung 10 des Montagebauteils 1 einsetzbar. Das Füllelement 12 wird vorzugsweise zwischen der Elektronikeinheit 5, insbesondere der Außenwandung 13 der Box 6, und der Wandung 10 des Montagebauteils 1 mittels eines Klebstoffs eingeklebt, so dass eine stoffschlüssige Verbindung entsteht. Alternativ könnte das Füllelement 12 auch mittels einer kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen der Elektronikeinheit 5, insbesondere der Außenwandung 13 der Box 6, und der Wandung 10 des Montagebauteils 1 angeordnet werden, indem sie beispielsweise eingesteckt wird.
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Das Füllelement 12 weist einen inneren Abschnitt 14 und einen äußeren Abschnitt 15 auf, wobei der äußere Abschnitt 15 aus einem elektrisch nicht-leitenden Material ausgebildet ist und der innere Abschnitt 14 aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der äußere Abschnitt 15 aus einem elektrisch nicht-leitenden Schaumstoff ausgebildet sein, welcher insbesondere aus Kunststoff ausgebildet ist. Der innere Abschnitt 14 hingegen ist aus einem leitenden Schaumstoff ausgebildet ist, welcher insbesondere Kohlenstoff umfasst. Der innere Abschnitt 14 ist daher als elektrisches Kopplungselement zum Einkoppeln des elektrischen Feldes des kapazitiven Sensors 7 ausgebildet. Um das Einkoppeln des elektrischen Feldes des kapazitiven Sensors 7 in den inneren Abschnitt 14 des Füllelements 12 zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass der kapazitive Sensor 7 im Nahbereich des inneren Abschnitts 14 des Füllelements 12 und beabstandet zum dem inneren Abschnitt 14 des Füllelements 12 angeordnet ist.
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Ein möglicher Aufbau des Füllelements 12 ist in den 3 bis 5 dargestellt, wobei es sich in den 3 und 4 um eine erste Variante des Füllelements 12 handelt, und in der 5 um eine zweite Variante des Füllelements 12 handelt.
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Das Füllelement 12 weist eine quaderförmige Ausgestaltung auf. Alternativ wäre auch eine zylinderförmige Ausgestaltung des Füllelements 12 denkbar. Im vorliegenden Fall ist der als Schaumstoff ausgebildete innere Abschnitt 14 kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem äußeren Abschnitt 15 verbunden. Dabei kann der innere Abschnitt 14 in den äußeren Abschnitt 15 eingesteckt oder eingeklebt werden.
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In der Figur ist das Füllelement gemäß einer zweiten Variante visualisiert, bei welcher das Füllelement 12, insbesondere der innere Abschnitt 14 mindestens eine Durchgangsöffnung 16, vorzugsweise eine zweite Durchgangsöffnung 17 aufweist, die beispielsweise jeweils in Form eines Lochs ausgestaltet ist, um bei Bedarf die Sensitivität des kapazitiven Sensors 7 zu senken.
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In der 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel offenbart, welches einen ähnlichen Aufbau zum ersten Ausführungsbeispiel aufweist. In der 2 ist der kapazitive Sensor 7 als Dorn ausgebildet und steht zumindest teilweise aus der Elektronikeinheit 5, insbesondere aus der Box 6, hervor. Somit ist der kapazitive Sensor 7 zumindest teilweise im inneren Abschnitt 14 des Füllelements 12 angeordnet, so dass ein Einkoppeln des elektrischen Felds direkt in den inneren Abschnitt 14 erfolgt. Dadurch kann die Sensitivität des kapazitiven Sensors 7 weiter verbessert werden.
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Als alternative Lösung zum Schaumstoff könnte auch ein leitendes Silikon, wie beispielsweise Sikaflex, dienen. Natürlich kann der innere Abschnitt 14 auch aus einer Kupferplatte oder aus einer Metallplatte ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montagebauteil
- 2
- Griffkörper
- 3
- Abdeckschale
- 4
- innerer Raum
- 5
- Elektronikeinheit
- 6
- Box
- 7
- kapazitiver Sensor
- 8
- elektrische Platine
- 9
- Vergussmasse
- 10
- Wandung
- 11
- Spalt
- 12
- Füllelement
- 13
- Außenwandung
- 14
- innerer Abschnitt
- 15
- äußerer Abschnitt
- 16
- erste Durchgangsöffnung
- 17
- zweite Durchgangsöffnung
