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Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs, insbesondere außen an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordneten Verkleidungsteil, das eine Verkleidungswand aufweist, mit zumindest einem an dem Verkleidungsteil angeordneten Sensor, wobei die Verkleidungswand eine Öffnung aufweist, welcher der Sensor zugeordnet ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Sensoranordnung.
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Sensoranordnungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Für Fahrerassistenzsysteme werden beispielsweise Sensoren eingesetzt, die die Umgebung des Kraftfahrzeugs erfassen, um beispielsweise drohende Kollisionen mit Objekten im Fahrweg des Kraftfahrzeugs rechtzeitig zu erkennen. Häufig werden dazu Sensoren auch im Stoßfängerbereich des Kraftfahrzeugs angebracht. Damit die Sensoren ihre Aufgabe möglichst fehlerfrei und präzise erfüllen, ist es außerdem bekannt, die Sensoren einer Öffnung eines Verkleidungsteils zuzuordnen, sodass der Sensor selbst nicht durch das Verkleidungsteil beziehungsweise durch eine den Sensor verdeckende Verkleidungswand des Verkleidungsteils beeinträchtigt wird. Um jedoch das für das Design sowie für den Schutz des jeweiligen Sensors unvorteilhafte Austrittsfenster zu vermeiden, ist es bekannt, dem Sensor eine Abdeckung zuzuordnen, welche die Sensorfunktion nicht beeinträchtigt und das Design verbessert und insbesondere das Austrittsfenster beziehungsweise die Öffnung versteckt oder kaschiert. Aufgrund der für die Sensorfunktion vorteilhaften Ausbildung der Abdeckung ist diese jedoch anfällig bei leichten bis mittleren Krafteinwirkungen, wie sie beispielsweise bei Parkremplern auf die Abdeckung ausgeübt werden können. Bricht eine derartige Abdeckung, so wird in Folge des Bruchs die Funktion des Sensors beispielsweise durch die Bruchstücke oder verbliebenen Teile der Abdeckung beeinträchtigt und gestört.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2017 006 273 A1 offenbart eine Sensoranordnung für ein Kraftfahrzeug, bei welcher ein Sensorelement in einer Öffnung einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Sensoranordnung zu schaffen, die einerseits den Sensor schützt und andererseits Beschädigungen vom Schutz des Sensors vermeidet.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese hat den Vorteil, dass durch eine verlagerbare Anordnung eines Schutzelements Kräfte, die von außen auf das Schutzelement einwirken, aufgefangen werden, sodass eine Beschädigung des Schutzelements selbst und eine Beeinträchtigung des Sensorelements verhindert werden. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass ein Schutzelement, das die Öffnung in der Verkleidungswand zumindest im Wesentlichen verschließt, vorhanden und entgegen der Kraft zumindest eines Federelements relativ zu der Verkleidungswand verlagerbar ist. Wird nun das Schutzelement durch beispielsweise einem Parkvorgang gegen ein feststehendes Objekt oder bei stehendem Kraftfahrzeug von einem weiteren Verkehrsteilnehmer mit einer Aufprallkraft beaufschlagt, so wird das Schutzelement entgegen der Kraft des Federelements verlagert. Die Aufprallkraft wird damit von dem Federelement aufgenommen und durch das Zurückweichen des Schutzelements entgegen der Federkraft wird gewährleistet, dass das Schutzelement selbst durch den Aufprall nicht beschädigt wird. Das Schutzelement wird somit vor einer Überlastung geschützt. Gleichzeitig wird der Sensor davor geschützt, dass er aufgrund eines beschädigten Schutzelements seine Funktion nicht mehr korrekt ausführen kann. Damit hat die erfindungsgemäße Sensoranordnung den Vorteil, dass die Lebensdauer der Sensoranordnung erhöht und eine Ausfallwahrscheinlichkeit reduziert werden.
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Erfindungsgemäß ist der Sensor an dem Verkleidungsteil fest und beabstandet zu dem Schutzelement angeordnet. Damit ist der Sensor selbst unbeweglich an dem Verkleidungsteil gehalten und lediglich das Schutzelement relativ zu diesem verlagerbar. Dies bietet einen besonders hohen Schutz, weil der Sensor dadurch auch beabstandet zu einer möglichen Aufprallstelle liegt und beispielsweise auch nicht durch das Schutzelement selbst beschädigt werden kann.
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Zusätzlich oder alternativ ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schutzelement in Richtung des Sensors verlagerbar, insbesondere verschiebbar gelagert ist. Damit kann das Schutzelement in Richtung des Sensors einfedern, um Aufprallkräfte vorteilhaft aufzunehmen, ohne selbst überlastet zu werden. Durch die verschiebbare Lagerung weist das Schutzelement eine eindeutige Bewegungsrichtung auf, welche beispielsweise verhindert, dass das Schutzelement im Normalbetrieb klappert oder sich derart verlagert, dass es den Betrieb des Sensors beeinträchtigen könnte.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Außenkontur des Schutzelements kleiner als eine Innenkontur der Öffnung ausgebildet, sodass das Schutzelement in der Öffnung verlagerbar ist. Dadurch liegt das Schutzelement selbst in der Öffnung und ist einfach in der Öffnung verschiebbar. Das Schutzelement schließt dabei in einer Neutralstellung insbesondere bündig mit der Verkleidungswand ab, um Designvorteile zu erzielen. Die Außenkontur des Schutzelements entspricht dabei zumindest im Wesentlichen der Innenkontur der Öffnung, sodass zwischen Schutzelement und Verkleidungswand ein nur schmaler Spalt verbleibt, der das Eindringen von Wasser oder Schmutz in Richtung des Sensors verhindert. Optional ist dem Spalt ein oder mehrere Dichtungselemente zugeordnet, um das Eindringen von Wasser, Feuchtigkeit und/oder Schmutzpartikeln zu erschweren oder zu verhindern.
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Gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Sensor an dem Schutzelement angeordnet ist, dass er mit dem Schutzelement mit verlagerbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Sensor somit mit dem Schutzelement mit zurückfedern, falls ein Aufprall gegen das Schutzelement stattfinden sollte. Durch die Anordnung des Sensors an dem Schutzelement selbst wird eine besonders bauraumsparende Ausbildung der Sensoranordnung geboten.
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Vorzugsweise weist das Schutzelement zumindest eine Sensoröffnung auf, welche der Sensor zugeordnet ist, sodass der Sensor in oder an der Öffnung angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Sensoröffnung eine Schutzhaube zugeordnet, welche den Sensor vor äußeren Einflüssen schützt. Durch das Vorsehen der Sensoröffnung ist gewährleistet, dass das Schutzelement selbst aus keinem besonderen Material gefertigt sein muss, das die Funktion des Sensors erlauben müsste. Stattdessen ist der Sensor an der Öffnung angeordnet und wird daher durch das Material des Schutzelements nicht beeinträchtigt. Dies bietet eine besonders kostengünstige Variante der vorteilhaften Sensoranordnung.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verkleidungsteil eine die Öffnung bildende Vertiefung an der Verkleidungswand aufweist, in welcher das zumindest eine Federelement zwischen dem Verkleidungsteil und dem Schutzelement vorgespannt gehalten ist. Durch die Vertiefung wird ein vorteilhafter Aufnahmeraum für das Schutzelement und den Sensor geschaffen, in welchem beide bauraumsparend und materialsparend anordenbar ist. Darüber hinaus bildet die Vertiefung bevorzugt eine Schiebeführung für das Schutzelement.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verkleidungsteil zumindest einen die Bewegung des Schutzelements einem Verkleidungsteil begrenzenden Anschlag aufweist, gegen welchen das Schutzelement durch das zumindest eine Federelement gedrängt wird. Das Schutzelement liegt somit zwischen dem Anschlag und dem Federelement, sodass es durch das Federelement maximal bis zu dem Anschlag gedrängt wird. Dadurch ist das Schutzelement von einem ungewollten Lösen von dem Verkleidungsteil geschützt.
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Vorzugsweise ist das Federelement als Schraubenfeder oder als Elastomerelement ausgebildet. In beiden Fällen können auch mehrere derartige Federelemente vorhanden sein, um insbesondere eine gleichmäßige Kraftbeaufschlagung des Schutzelements durch die Federkraft zu gewährleisten.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Sensor ein Umfeldsensor, insbesondere Ultraschallsensor, Lasersensor, Radarsensor, Lidarsensor oder ein Kamerasensor ist. Dadurch ist es mittels der Sensoranordnung möglich, das Umfeld des Kraftfahrzeugs vorteilhaft zu überwachen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass anstelle eines Sensors zumindest ein Leuchtmittel vorhanden und durch das Schutzelement geschützt oder an dem Schutzelement selbst angeordnet ist. Insbesondere ist dann das Schutzelement in der Art eines Leuchtzeichens oder einer beleuchteten Markierung ausgebildet, besonders bevorzugt als beleuchtetes oder beleuchtbares Emblem, insbesondere Markenemblem. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet das Schutzelement ein beleuchtetes oder beleuchtbares Emblem, insbesondere Markenemblem des Kraftfahrzeugs, sodass es einerseits die Funktion eines beleuchteten Emblems und andererseits einen Schutz für einen oder mehrere Sensoren bietet.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Sensoranordnung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Sensoranordnung und
- 2 ein nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der vorteilhaften Sensoranordnung, jeweils in einer vereinfachten Schnittdarstellung.
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1 zeigt in einer vereinfachten Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Sensoranordnung 1 für ein hier nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug 2. Die Sensoranordnung 1 weist einen Sensor 3 auf, der an einem Verkleidungsteil 4 des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Das Verkleidungsteil 4 ist außerdem an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigt.
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Das Verkleidungsteil 4 weist eine nahezu durchgehende Verkleidungswand 5 auf, welche eine becherförmige Vertiefung 6 aufweist, sodass an der Wandaußenseite eine Öffnung 7 in die Vertiefung 6 hinein entsteht. In der Vertiefung 6 ist der Sensor 3 fest an dem Verkleidungsteil 4 beziehungsweise der Verkleidungswand 5 befestigt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist dazu die Verkleidungswand 5 in der Vertiefung 6 einen insbesondere mittig liegenden Vorsprung 8 auf, an dessen freien Ende, der Sensor 3 angeordnet ist.
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Die Sensoranordnung 1 weist weiterhin ein Schutzelement 9 auf, das dazu dient, den in der Vertiefung 6 liegenden Sensor 3 vor äußeren Einflüssen zu schützen. Das Schutzelement 9 ist becherförmig ausgebildet, wobei die Becherform des Schutzelements 9 umgekehrt zu der Vertiefung 6 angeordnet ist, sodass der Boden des Schutzelements 9 im in 1 gezeigten entspannten Zustand der Sensoranordnung 1 mit der Verkleidungswand 5 zumindest im Wesentlichen bündig abschließt und dabei die Vertiefung 6 beziehungsweise die Öffnung 7 verschließt. Die Seitenwände des Schutzelements 9 ragen somit in die Vertiefung 6 hinein und weisen an ihrem dem Boden der Vertiefung 6 zugewandten Ende jeweils einen seitlichen Vorsprung 10 auf. Bei dem seitlichen Vorsprung 10 kann es sich beispielsweise um einen sich über den gesamten Umfang erstreckenden Vorsprung oder um mehrere beabstandet zueinander angeordnete Vorsprünge handeln. Die Vertiefung 6 weist an ihrer der Seitenwand gegenüberliegenden eigenen Seitenwand wiederum ebenfalls eine oder mehrere Anschläge 11 auf, die dazu ausgebildet sind, mit dem Vorsprung 10 zusammenzuwirken, sodass das Schutzelement 9 maximal so weit aus der Vertiefung 6 herausschiebbar ist, bis die Anschläge 10 und 11 aufeinander treffen. Das Schutzelement 9 ist durch seine Seitenwand ansonsten verschiebbar in der Vertiefung 6 gelagert, wie durch Doppelpfeile 14 gezeigt, wobei zwischen dem Schutzelement 9 und dem Boden der Vertiefung 6 ein vorliegend mehrere Federelemente 12 vorgespannt gehalten sind.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Federelemente 12 als Schraubenfedern ausgebildet, die auf das freie Ende der Seitenwände des Schutzelements 9 wirken. Durch die Federelemente 12 wird das Schutzelement 9 nach außen beziehungsweise aus der Vertiefung herausgedrängt, sodass die Anschläge 10 und 11 gegeneinander gerückt werden. In dieser Neutralstellung, wie obenstehend bereits erwähnt, schließt das Schutzelement 9 im Wesentlichen bündig mit der Verkleidungswand 5 die Öffnung 7 verschließend ab. In der Neutralstellung weist das Schutzelement 9 mit seinem Boden einen Abstand A zu dem Sensor 3 auf. Der Abstand A ist dabei größer als der Federweg der Federelemente 12, sodass dann, wenn eine Kraft von außen gemäß Pfeil 13 auf das Schutzelement 9 einwirkt, das Schutzelement 9 in die Vertiefung 6 hereingeschoben werden kann, bis der Federweg 12 erschöpft oder ein zusätzlicher Anschlag erreicht ist, der ein weiteres Verschieben des Schutzelements 9 in die Vertiefung 6 hinein verhindert. Dadurch, dass der Abstand A größer ist als der Federweg oder der Abstand zu einem weiteren Anschlag ausgebildet ist, ist gewährleistet, dass auch bei maximaler Einschubtiefe des Schutzelements 9 das Schutzelement 9 nicht auf den Sensor 3 trifft und damit diesen auch nicht beschädigen kann.
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Durch die verlagerbare Anordnung des Schutzelements 9 ist gewährleistet, dass bei einem Stoß gegen das Schutzelement 9 der Sensor 3 und das Schutzelement 9 selbst nicht beschädigt werden. Zumindest leichte Parkrempler oder dergleichen können dadurch von der Sensoranordnung 1 schadlos überstanden werden.
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2 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 1, wobei aus 1 bereits bekannte Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und insofern auf die obenstehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen nur auf die Unterschiede eingegangen werden.
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Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist gemäß dem Ausführungsbeispiel von 2 vorgesehen, dass der Sensor 3 direkt an dem Schutzelement 9 befestigt ist und dadurch mit dem Schutzelement 9 mitbewegt wird, wenn sich dieses entgegen der Federkraft der Federelemente 12 in die Vertiefung 6 hineingedrückt wird. Auch dadurch ist ein Schutz des Sensors sowie des Schutzelements 9 selbst gewährleistet. Bei dem Schutzelement 9 kann es sich in diesem Fall beispielsweise auch um ein Markenemblem des Kraftfahrzeugs handeln. Dabei weist das Schutzelement 9 selbst eine Sensoröffnung 15 auf, welcher der Sensor 3 zugeordnet ist, sodass dessen Betrieb durch das Material des Schutzelements 9 nicht beeinträchtigt wird.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, hier nicht dargestellt, ist an dem Schutzelement 9 und/oder an dem Verkleidungselement 4 in der Vertiefung 6 außerdem zumindest ein Leuchtmittel angeordnet, mittels dessen beispielsweise das Schutzelement 9 selbst von hinten angeleuchtet wird. Dadurch kann beispielsweise eine vorteilhafte Markenemblem-Beleuchtung realisiert werden.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Sensor 3 um einen Umfeldsensor, der insbesondere als Ultraschallsensor, Lidarsensor, Radarsensor, Lasersensor oder als Kamerasensor ausgebildet ist, mittels dessen die Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 und insbesondere ein Abstand zu einem vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer und/oder einem feststehenden Objekt erfassbar ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Verkleidungsteil 4 um ein Verkleidungsteil eines Stoßfängers des Kraftfahrzeugs, in welchem der Sensor 3 integriert ist. Optional weist das Kraftfahrzeug 2 mehrere derartiger Sensoranordnungen 1 auf.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Schutzelement 9 als Emblem, insbesondere Markenemblem des Kraftfahrzeugs ausgebildet, und weist optional ein oder mehrere Leuchtmittel auf, mit welchem das Markenemblem beleuchtbar oder ausleuchtbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensoranordnung
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Sensor
- 4
- Verkleidungsteil
- 5
- Verkleidungswand
- 6
- Vertiefung
- 7
- Öffnung
- 8
- Vorsprung
- 9
- Schutzelement
- 10
- Vorsprung
- 11
- Anschlag
- 12
- Federelement
- 13
- Pfeil
- 14
- Doppelpfeil
- 15
- Sensoröffnung
