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Die Erfindung betrifft ein Haltesystem zum Aufnehmen und Befestigen eines Gegenstandes wie zum Beispiel eine Kamera oder ein Sensor. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung des Haltesystems zum Anbringen des Gegenstands an und in einem Kraftfahrzeug.
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Die Bauweise und Funktion von bekannten Haltesystemen hängt von der Form und Größe des zu haltenden Gegenstands ab. In Einsatzgebieten, in denen Gegenstände verschiedener Formen und Größen befestigt werden, greift man bisher notgedrungen auf gegenstandsabhängige und somit individuelle Befestigungslösungen zurück. Dies ist beispielsweise bei Kameras und Sensoren für Kraftfahrzeuge der Fall, da sich die Form und Größe von Kameras und Sensoren von Hersteller zu Hersteller unterscheiden. Ein standardisiertes Haltesystem für Kameras und Sensoren gibt es auf diesem technischen Gebiet nicht. Ferner werden Befestigungslösungen eingesetzt, bei denen die Kamera oder der Sensor mit dem Haltesystem verklebt oder verschraubt werden. Dies hat den Nachteil, dass die Montage und Demontage des Gegenstandes arbeits- und zeitaufwendig ist. Ferner handelt es sich nicht um wartungs- und reparaturfreundliche Lösungen. Insbesondere erfordert eine Befestigung durch Verkleben im Falle eines Austausches der Kamera oder des Sensors eine Zerstörung der Verbindung. Es besteht sogar die Gefahr, dass dadurch sensible Gegenstände wie Kameras und Sensoren beschädigt werden. Zudem ist eine Wiederverwendung solcher Haltesysteme nicht möglich, so dass diese nicht mehr zu gebrauchen sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Haltesystem vorzuschlagen, das eine einfache Aufnahme und schnelle Befestigung eines Gegenstandes erlaubt, universell für verschiedene Gegenstände verwendbar ist und zugleich eine mehrfache Wiederverwendung ermöglicht. Die Aufgabe wird durch ein Haltesystem gemäß Anspruch 1 und eine Verwendung gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren angegeben.
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Kerngedanke der Erfindung ist eine Klemmverbindung, bei welcher der Klemmbereich variabel einstellbar ist, so dass Gegenstände verschiedener Formen und Größen aufgenommen und befestigt werden können. Die Klemmverbindung erlaubt eine einfache und schnelle Montage und Demontage des Gegenstandes, wobei eine erneute Befestigung des Gegenstands durch das Haltesystem jederzeit möglich ist.
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Das Haltesystem weist eine Aufnahme zum Aufnehmen eines Gegenstandes auf. Die Aufnahme bietet also einen Aufnahmeraum, in dem der Gegenstand zumindest teilweise eingebracht werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aufnahme ein Gehäuse, das den Gegenstand von mehreren Seiten umschließt, wobei Gehäuseseiten Öffnungen aufweisen können, um den Gegenstand mit der Umgebung zu verbinden. So kann beispielsweise das Objektiv einer Kamera aus einer solchen Öffnung herausragen, damit die Kamera die Umgebung aufnehmen kann. Vorzugsweise weist das Gehäuse eine Öffnung auf, durch die der Gegenstand in das Gehäuse eingeschoben werden kann. Ferner kann die Aufnahme, insbesondere das Gehäuse, als Schutzvorrichtung für den Gegenstand dienen.
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Das Haltesystem weist eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Gegenstandes mit der Aufnahme auf. Die Befestigungsvorrichtung weist vorzugsweise eine Basis mit einer Auflagefläche auf, auf die der Gegenstand aufliegen kann. Die Basis weist besonders bevorzugt eine Öffnung auf, durch welche beispielsweise Kabel des Gegenstandes zu dessen Stromversorgung hindurchgeführt werden können. Die Basis kann beispielsweise die Form eines Ringes aufweisen, zum Beispiel die Form eines runden, rechteckigen oder quadratischen Ringes. Das Haltesystem weist mindestens ein Haltemittel auf, das dazu dient, den Gegenstand einzuklemmen und somit mit der Aufnahme und der Befestigungsvorrichtung zu verbinden. Das Haltemittel ist vorzugsweise mit der Basis verbunden und insbesondere bevorzugt sind Haltemittel und Basis aus einem Stück. Vorzugsweise ragt das Haltemittel aus einer Ebene, in der sich die Auflagefläche befindet, heraus. Das Haltemittel und die Auflagefläche können einen Winkel einschließen.
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Erfindungsgemäß sind die Aufnahme und die Befestigungsvorrichtung derart angeordnet, dass zwischen dem Haltemittel und einem Aufnahmeteil ein Klemmbereich gebildet ist, in welchem der Gegenstand eingeklemmt werden kann, um mit der Aufnahme befestigt zu werden. Mit anderen Worten begrenzen das Haltemittel und der Aufnahmeteil einen Bereich, in dem der Gegenstand eingebracht wird, um dort eingeklemmt zu werden. Der Aufnahmeteil kann beispielsweise eine innere Fläche oder Kante der Aufnahme sein. Der Aufnahmeteil wirkt also wie ein Widerlager, um eine für die Klemmung erforderliche Gegenkraft zu erzeugen.
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Der Klemmbereich ist durch Verstellung des Haltemittels veränderbar, so dass Gegenstände verschiedener Größen mit der Aufnahme befestigt werden können. Zweck der Verstellung ist also die Anpassung des Klemmbereichs an die Form und Größe des Gegenstandes. Eine Verstellung kann beispielsweise durch Veränderung eines Winkels zwischen dem Haltemittel und der Auflagefläche erfolgen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Haltemittel derart angeordnet, dass es die Länge des Klemmbereichs definiert, und ein zweites Haltemittel ist derart angeordnet, dass es die Breite des Klemmbereichs definiert. Die Verwendung des zweiten Haltemittels hat also den Vorteil, dass der Klemmbereich in zwei Raumrichtungen begrenzt werden kann. Dadurch wird eine relative Verschiebung des Gegenstandes in der zweiten Raumrichtung ebenfalls unterbunden und der Gegenstand ist insoweit fest positioniert. Eine feste Position ist beispielsweise für die Funktion von Kameras und Sensoren wichtig. Die Breite und die Länge des Klemmbereichs können auch gleich sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Haltemittel ein Federarm und die Verstellung des Haltemittels wird durch elastische Verformung des Federarms realisiert. Der Federarm ist vorzugsweise flächig ausgebildet. Er kann beispielsweise eben sein. Der Federarm ist vorzugsweise an dem äußeren Rand der Außenfläche angebracht. Vorteilhafterweise weist der Federarm einen im Wesentlichen geraden Abschnitt auf, der sich schräg nach innen erstreckt. „Schräg nach innen“ bedeutet, dass der Abschnitt sich von der Auflagefläche aus betrachtet nach oben und in Richtung der Mittelachse der Befestigungsvorrichtung (oder einer Ebene, die die Mittelachse umfasst) erstreckt. Besonders bevorzugt ist der Federarm nach dem geraden Abschnitt nach außen gebogen. Dadurch kann der Gegenstand, der entlang der Mittelachse der Befestigungsvorrichtung in die Befestigungsvorrichtung eingesteckt wird, nicht mit dem Federarm verkanten, sondern gleitet den Biegeabschnitt entlang, bis er den geraden Abschnitt des Federarms erreicht, durch den er fest eingeklemmt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Befestigungsvorrichtung ein Befestigungsmittel zum Befestigen des Haltesystems an einem Befestigungsobjekt auf. Das Befestigungsobjekt kann beispielsweise eine Verkleidung in einem Fahrzeug sein. Das Befestigungsmittel ist vorzugsweise einstückig mit dem Rest der Befestigungsvorrichtung. Das Befestigungsmittel kann beispielsweise ein Rastelement umfassen, das einfach in das Befestigungsobjekt eingesteckt werden kann, um eine sichere und schelle Verbindung herzustellen. Vorzugsweise ist das Rastelement an der Seite der Basis angebracht, die der Auflagefläche abgewandt ist.
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Erfindungsgemäß weist die Befestigungsvorrichtung mindestens ein Halteelement auf, wobei das Halteelement dem Haltemittel gegenüberliegt und das Halteelement und das Haltemittel zwei Arme einer Klammer bilden, wobei die Befestigungsvorrichtung an der Aufnahme gehalten wird, wenn das Halteelement gegen eine Außenseite der Aufnahme drückt und das Haltemittel gegen eine Seite des Gegenstands drückt, die der Außenseite der Aufnahme gegenüberliegt. Das Halteelement kann die gleiche oder ähnliche Form und gleiche oder ähnliche Merkmale aufweisen, wie das Haltemittel, insbesondere wie der oben beschriebene Federarm.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Befestigungsvorrichtung ein zweites Halteelement und ein weiteres Haltemittel auf, wobei das zweite Halteelement dem weiteren Haltemittel gegenüberliegt und das zweite Halteelement und das weitere Haltemittel zwei Arme einer zweiten Klammer bilden, wobei sich die Halteelemente auf gegenüberliegenden Seiten befinden und die Haltemittel sich ebenfalls auf gegenüberliegenden Seiten befinden, wobei der Klemmbereich zwischen den Haltemitteln gebildet ist. Diese Ausführungsform umfasst den Fall, dass der Klemmbereich auch von dem Aufnahmeteil gebildet wird. Der Aufnahmeteil kann also den Klemmbereich begrenzen, zum Beispiel in eine andere Raumrichtung als die zwei Paare aus Haltemittel und Halteelement. Er kann dabei auch eine Klemmkraft ausüben. Diese Ausführungsform umfasst aber auch den Fall, dass der Klemmbereich durch die Haltemittel, aber nicht durch den Aufnahmeteil gebildet wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Befestigungsvorrichtung mit der Aufnahme verrastet, so dass eine relative Verschiebung der Befestigungsvorrichtung zur Aufnahme zumindest entlang einer Achse gesperrt ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist diese Achse die Mittelachse der Aufnahme. Vorteilhafterweise ist das Halteelement das Rastelement, das die Befestigungsvorrichtung mit der Aufnahme verrastet. Das Halteelement kann beispielsweise einen Rastfinger oder eine Rastzunge aufweisen, um in ein komplementäres Element der Aufnahme rastend zusammenzuwirken. Das Haltemittel kann alternativ oder kumulativ beispielsweise eine Öffnung aufweisen, in der ein Rastelement der Aufnahme eingreift, um die Rastverbindung herzustellen. Durch die Verrastung kann die Position des Gegenstandes in einer (weiteren) Raumrichtung fixiert werden. Dies kann beispielsweise für das einwandfreie Funktionieren von Gegenständen wie Kameras und Sensoren wichtig sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aufnahme aus Kunststoff. Da die Aufnahme, insbesondere das Gehäuse, üblicherweise das Äußeren des Haltesystems und somit den sichtbaren Teil des Haltesystems bildet, kann der Kunststoff so geformt werden, dass er den ästhetischen Vorstellungen von Kunden entspricht. Das Aufnahmedesign, wie Form und Farbe, können beispielsweise durch Spritzguss gut angepasst werden. Ferner hat Kunststoff den Vorteil, dass er leicht ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Befestigungsvorrichtung aus Metall. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Befestigungsvorrichtung aus Federstahl oder rostfreiem Stahl. Die Befestigungsvorrichtung kann durch Stanzen und/oder Biegen hergestellt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Haltesystem einen Gegenstand auf, der in dem Klemmbereich eingeklemmt ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Gegenstand vorzugsweise eine Kamera oder ein Sensor. Das Klemmen erlaubt eine schnelle und einfache Montage und Demontage, wobei Montage und Demontage im Vergleich zu beispielsweise Stoffschlussverbindungen zerstörungsfrei und wiederholbar vollzogen werden kann. Aufgrund der Ausbildung des Haltesystems können Gegenstände verschiedener Größen eingebaut werden, wobei durch die stabile Fixierung in verschiedene Raumrichtungen das Haltesystem besonders gut für Kameras und Sensoren geeignet ist, da diese üblicherweise exakt positioniert sein müssen, um einwandfrei und mit hoher Qualität arbeiten zu können, so dass beispielsweise eine hohe Straßenverkehrssicherheit gewährleistet werden kann.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Verwendung des erfindungsgemäßen Haltesystems, wobei das System an einem Kraftfahrzeug oder in einem Kraftfahrzeug angebracht ist. Vorzugsweise können Kameras und Sensoren durch das Haltesystem aufgenommen und befestigt werden, um diese für das autonome Fahren zu nutzen. Ein anderes Einsatzgebiet sind Kameras als Ersatz für Spiegel, beispielweise Seitenspiegel. Ferner können Kameras und Sensoren für ein Parkassistenzsystem oder die Innenraumüberwachung eingesetzt werden.
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Das erfindungsgemäße Haltesystem wird nachstehend anhand der 1 bis 4 beschrieben. Die Figuren und die dazugehörige Beschreibung beziehen sich leidglich auf beispielhafte Ausführungsformen. Darin zeigen:
- Explosionsansichten (1a und 1b) eines erfindungsgemäßen Haltesystems,
- 2a das zusammengebaute Haltesystem aus 1 in der Perspektive,
- 2b das zusammengebaute Haltesystem aus 1 in einer anderen Perspektive,
- 2c das zusammengebaute Haltesystem aus 1 in der Seitenansicht,
- 2d das zusammengebaute Haltesystem aus 1 als Schnittansicht gemäß den Schnittpfeilen aus 2c,
- 3 die Befestigungsvorrichtung aus 1 in vier verschiedene Ansichten (3a bis 3e),
- 4 das zusammengebaute Haltesystem mit einer alternativen Befestigungslösung in einer Schnittansicht.
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1a zeigt eine Explosionszeichnung eines Haltesystems 1 mit einer Aufnahme 2 zum Aufnehmen eines Gegenstands 3 und eine Befestigungsvorrichtung 4 zum Befestigen des Gegenstands 3 mit der Aufnahme 2. Der Gegenstand 3 ist eine Kamera mit einer Linse 5 und einem Anschlussteil 6, zum Beispiel für die Stromversorgung. Die Kamera 3 kann beispielsweise eine Außenkamera eines Kraftfahrzeugs sein, das die Umgebung des Kraftfahrzeugs aufnimmt und Teil eines Parkassistenzsystems ist. Die Aufnahme 2 ist ein Gehäuse, das den Gegenstand 3 von mehreren Seiten umschließt, wobei die obere Gehäuseseite eine Öffnung 7 aufweist, durch die die Kameralinse 5 hindurchgesteckt werden kann, so dass die Kamera 3 im montierten Zustand (siehe 2a) die Umgebung der Kamera 3 aufnehmen kann und nicht durch die Gehäusewand verdeckt ist. Die Befestigungsvorrichtung 4 weist zwei Haltemittel 8 auf, die Federarme sind. 1b zeigt das Haltesystem 1 aus der 1a in einer Explosionsansicht, wobei im Unterschied zu 1a der Blick auf das Haltesystem 1 von schräg unten erfolgt.
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Wie 4 zeigt, sind das Gehäuse 2 und die Befestigungsvorrichtung 4 derart angeordnet, dass zwischen dem Haltemittel 8 und einem Gehäuseteil (also einem Aufnahmeteil) 9 ein Klemmbereich 10 gebildet ist, in dem die Kamera 3 eingeklemmt ist, und somit mit dem Gehäuse 2 befestigt. Der Gehäuseteil 9 ist in diesem Beispiel der Rand der Öffnung 7 (siehe 1a) in der oberen Gehäusewand. Der Klemmbereich 10 ist durch Verstellung des Haltemittels 8 veränderbar, so dass Gegenstände 3 verschiedener Größe mit dem Gehäuse 2 befestigt werden können. Das bedeutet, dass das Haltesystem 1 auch eine größere als die in 4 gezeigte Kamera 3 aufnehmen kann, indem das in 4 gezeigte Haltemittel 8 nach links verstellt wird, wodurch der Klemmbereich 10 vergrößert wird. Da das Haltemittel 8 ein Federarm ist, erfolgt die Verstellung durch elastische Verformung des Haltemittels 8. Die Befestigungsvorrichtung 2 gemäß der Ausführungsform von 4 weist ein Befestigungsmittel 19 zum Befestigen des Haltesystems 1 an einem Befestigungsobjekt, das zum Beispiel eine Verkleidung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs sein kann, auf. Das Befestigungsmittel 19 kann einstückig mit dem Rest der Befestigungsvorrichtung.
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In 3a ist gezeigt, dass die Befestigungsvorrichtung 4 zwei Halteelemente 11 aufweist, die jeweils einem Haltemittel 8 gegenüberliegen. Die Funktionsweise dieser zwei Paare aus jeweils einem Halteelement 11 und einem gegenüberliegenden Haltemittel 8 sowie deren Zusammenwirken mit dem Gehäuse 2 werden nachstehend anhand der 2c und 2d erläutert: 2c zeigt eine Seitenansicht des montierten Haltesystems 1. Die Schnittansicht A-A gemäß den Pfeile in 2c ist in 2d gezeigt. In dieser Schnittansicht ist nur ein Paar vollständig zu sehen. Es handelt sich um das linke Halteelement 11 und das rechte Haltemittel 8. Das zweite Paar ist teilweise verdeckt; das linke Haltemittel 8 und das rechte Halteelement 11 dieses verdeckten Paares sind teilweise erkennbar. Jedes Paar aus Halteelement 11 und gegenüberliegendem Haltemittel 8 bilden zwei Arme einer Klammer, wobei die Befestigungsvorrichtung 4 an dem Gehäuse 2 gehalten wird, indem je ein Halteelement 11 gegen eine Außenseite 12 des Gehäuses 2 drückt und gleichzeitig je ein Haltemittel 8 gegen eine Seite 13 der Kamera 3 drückt, die der entsprechenden Außenseite 12 des Gehäuses 2 gegenüberliegt. Dadurch wird ein Klemmbereich 14 geschaffen, der durch die beiden Haltemittel 8 definiert wird. Das hat den besonderen Vorteil, dass durch Verstellung der Haltemittel 8 Kameras 3 und andere Gegenstände verschiedener Größen durch das Haltesystem 1 aufgenommen und befestigt werden können. Es ist denkbar, dass bei dieser Befestigungsvariante auch der Aufnahmeteil 2 den Klemmbereich 14 mitdefiniert. Vorzugsweise begrenzen aber die Haltemittel 8 den Klemmbereich 14 ohne Mitwirkung des Aufnahmeteils.
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Die Befestigungsvorrichtung 4 ist mit dem Gehäuse 2 verrastet, so dass eine relative Verschiebung der Befestigungsvorrichtung 4 zum Gehäuse 2 entlang der Mittelachse 15 des Gehäuses gesperrt ist (siehe 2d). Für diese Zweck weist das Halteelement 11 eine Rastzunge 16 (siehe zum Beispiel 3b) auf, die in ein komplementäres Rastarray 17 am Gehäuse (siehe zum Beispiel 1a) greift. Das Rastarray 17 weist eine Vielzahl von Rastelementen 18 auf, die geeignet sind, mit der Rastzunge 16 eine Rastverbindung herzustellen. Die geschlossene Rastverbindung ist in 2a zu erkennen. Das Rastarray 17 bietet somit die Möglichkeit, die Rastzunge 16 an verschiedenen Positionen des Arrays eingreifen zu lassen, sodass damit die Relativlage der Befestigungsvorrichtung 4 zum Gehäuse 2 an die körperliche Erstreckung der Kamera 3 entlang der Mittelachse 15 des Gehäuses 2 angepasst werden kann. Allgemein gesprochen (also losgelöst von dieser spezifischen Ausführungsform) ist mittels eines Rastarrays die Relativlage zwischen Befestigungsvorrichtung 4 und Aufnahme 2 entlang einer Raumrichtung veränderbar, so dass eine Anpassung der Relativlage auf in dieser Raumrichtung verschiedendimensionierte Gegenstände 3 erfolgen kann.
