DE102022102716A1

DE102022102716A1 - Haltevorrichtung für eine Kraftfahrzeugsensorik und Kraftfahrzeug mit Haltevorrichtung

Info

Publication number: DE102022102716A1
Application number: DE102022102716.3A
Authority: DE
Inventors: Alexnader Tietje
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-02-04
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2042-02-05
Also published as: DE102022102716B4; CN116552403A

Abstract

Um eine Haltevorrichtung für eine Kraftfahrzeugsensorik bereitzustellen, mittels welcher eine Beschädigung oder Verstellung von Sensoren der Kraftfahrzeugsensorik im Falle eines Unfalls mit geringen Geschwindigkeiten vermieden wird, und welche gleichzeitig die Realisierung kürzerer Fahrzeugüberhänge ermöglicht, wird eine Haltevorrichtung (100) für eine Kraftfahrzeugsensorik umfassend einen an einem Strukturelement (10) eines Kraftfahrzeuges (200) befestigbaren Rahmen (10) und einen Sensorhalter (14) ausgebildet zur Halterung von Sensoren vorgeschlagen, wobei vorgesehen ist, dass an einer ersten Seite (15) des Rahmens (10) ein erster Schwenkbügel (16) schwenkbar gelagert ist, und dass an einer der ersten Seite (15) gegenüberliegenden zweiten Seite (17) des Rahmens (10) ein zweiter Schwenkbügel (18) schwenkbar gelagert ist, wobei der Sensorhalter (14) an dem ersten Schwenkbügel (16) und an dem zweiten Schwenkbügel (18) gelagert ist, und dass ein Vorspannmechanismus (19) vorgesehen ist, wobei der Vorspannmechanismus (19) ausgebildet ist, den ersten Schwenkbügel (16) und den zweiten Schwenkbügel (18) in eine Gebrauchsposition vorzuspannen, wobei durch Aufbringen einer vorbestimmten Kraft auf den Sensorhalter (14) die Vorspannung überwunden werden kann, sodass der Sensorhalter (14) entlang einer Bewegungsrichtung (37) in Richtung des Rahmens (10) eintauchen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine Kraftfahrzeugsensorik umfassend einen an einem Strukturelement eines Kraftfahrzeugs befestigbaren Rahmen und einen Sensorhalter ausgebildet zur Halterung von Sensoren.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Haltevorrichtung für eine Kraftfahrzeugsensorik.
Technologischer Hintergrund
Bei modernen Kraftfahrzeugen sind die Sensoren diverser Fahrerassistenzsysteme meist im Lüftungsgitter unterhalb des Fahrzeugquerträgers angeordnet. Dabei wird vom Gesetzgeber gefordert, dass die Sensoren bei geringeren Stoßeinwirkungen, wie diese bei Auffahrunfällen mit geringer Geschwindigkeit auftreten können, nicht beschädigt werden, sodass ein Ausfall der Fahrerassistenzsysteme zuverlässig ausgeschlossen werden kann. Ferner soll ein Funktionsverlust durch eine Sensorverstellung vermieden werden.
Zum Schutz der Sensoren sind diese daher meist an einem Querträger des Fahrzeugs befestigt. Das Fahrzeug muss dann einen ausreichend großen Fahrzeugüberhang aufweisen, damit die Sensoren der Fahrzeugsensorik bei einer aufprallbedingten Verformung der Fahrzeugfront nicht beschädigt werden. Ferner ist es im Stand der Technik bekannt, die Fahrzeugsensorik zum Schutz vor Beschädigungen im Schatten des Querträgers zu verbauen, wobei jedoch aufgrund der kegelförmigen Abstrahlung einiger Sensoren wesentlich größere Freischnitte im Lüftungsgitter erforderlich sind, um den Sensoren freie Sicht zu gewähren.
Aus der US 9,956,993 B1 ist ein mit einer Radaranordnung ausgestattetes Fahrzeug bekannt. Die Radaranordnung weist einen Radarwagen auf, welcher verschiebbar mit einer Radarhalterung verbunden ist. Ein Vorspannmechanismus drückt den Radarwagen in eine Gebrauchsposition von der Radarhalterung weg. Durch Aufbringen einer Kraft kann der Radarwagen temporär gegenüber dem Vorspannmechanismus in Richtung der Radarhalterung verschoben werden.
Aus der DE 10 2019 125 674 A1 ist eine Haltevorrichtung für eine Kamera im Heckbereich eines Fahrzeuges bekannt, wobei die in einem Ausschnitt im Heckbereich platzierbare Kamera aus ihrer Funktionsstellung mittels einer schwenkbeweglichen, die Kamera tragenden Haltevorrichtung aus ihrer Funktionsstellung in eine Schutzstellung wegschwenkbar ist.
Die US 2019/0308565 A1 offenbart eine Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug. Die Sensorvorrichtung umfasst eine um eine erste Achse zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position schwenkbare Klammer und einen an der Klammer angeordneten Sensor.
Aus der US 2020/0331496 A1 ist ein beweglicher Sensor für autonome Fahrfunktionen bekannt.
Die US 9,834,164 B1 offenbart einen Einschlagsensor für ein aktives Motorhaubensystem.
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrichtung für eine Kraftfahrzeugsensorik bereitzustellen, mittels welcher eine Beschädigung oder Verstellung von Sensoren der Kraftfahrzeugsensorik im Falle eines Unfalls mit geringen Geschwindigkeiten vermieden wird, und welche gleichzeitig die Realisierung kürzerer Fahrzeugüberhänge ermöglicht.
Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird eine Haltevorrichtung für eine Kraftfahrzeugsensorik umfassend einen an einem Strukturelement eines Kraftfahrzeugs befestigbaren Rahmen und einen Sensorhalter ausgebildet zur Halterung von Sensoren vorgeschlagen, wobei ferner vorgesehen ist, dass an einer ersten Seite des Rahmens ein erster Schwenkbügel schwenkbar gelagert ist, und dass an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Rahmens ein zweiter Schwenkbügel schwenkbar gelagert ist, wobei der Sensorhalter an dem ersten Schwenkbügel und an dem zweiten Schwenkbügel gelagert ist, und dass ein Vorspannmechanismus vorgesehen ist, wobei der Vorspannmechanismus ausgebildet ist, den ersten Schwenkbügel und den zweiten Schwenkbügel in eine Gebrauchsposition vorzuspannen, wobei durch Aufbringen einer vorbestimmten Kraft auf den Sensorhalter die Vorspannung überwunden werden kann, sodass der Sensorhalter entlang einer Bewegungsrichtung in Richtung des Rahmens eintauchen kann.
Die Kraftfahrzeugsensorik kann Sensoren für Fahrerassistenzsysteme oder sonstige Funktionen des Kraftfahrzeuges umfassen. Die Sensoren können an dem Sensorhalter der Haltevorrichtung angeordnet werden oder sein.
Die Haltevorrichtung wird bei der bestimmungsgemäßen Verwendung an einem Strukturelement des Kraftfahrzeuges befestigt. Bei dem Strukturelement kann es sich um einen Querträger oder um eine untere Lastebene des Kraftfahrzeuges handeln. Die Haltevorrichtung kann dabei zugleich an dem Querträger und an der unteren Lastebene befestigt sein, es ist aber auch denkbar, dass die Haltevorrichtung nur an dem Querträger oder nur an der unteren Lastebene befestigt ist.
Der Rahmen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist bevorzugt in etwa rechteckig ausgebildet und im an einem Kraftfahrzeug angeordneten Zustand in etwa vertikal ausgerichtet.
An einer ersten Seite des Rahmens und an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Rahmens, welche im am Kraftfahrzeug angeordneten Zustand der rechten und der linken Seite entsprechen können, sind ein erster Schwenkbügel und ein zweiter Schwenkbügel schwenkbar gelagert angeordnet. Bevorzugt verlaufen die Schwenkachsen des ersten Schwenkbügels und des zweiten Schwenkbügels parallel zueinander. Weiter bevorzugt verlaufen die beiden Schwenkachsen des ersten Schwenkbügels und des zweiten Schwenkbügels im am Fahrzeug angeordneten Zustand in etwa vertikal.
Die Schwenkbügel sind bevorzugt einzeln oder gemeinsam gegenüber dem Rahmen verschwenkbar.
Der Sensorhalter ist an dem ersten Schwenkbügel und an dem zweiten Schwenkbügel gelagert.
Der Rahmen kann eine Rahmenebene definieren. In der Gebrauchsposition wird der Sensorhalter dann durch die mittels des Vorspannmechanismus vorgespannten Schwenkbügel aus der von dem Rahmen definierten Rahmenebene hinausgedrückt, d.h. dass eine von dem Sensorhalter definierte Sensorhalterebene parallel und beabstandet zu der Rahmenebene liegt.
Beim Aufbringen einer vorbestimmten Kraft, welche beispielsweise bei einem Aufprall oder einem Unfall mit einer geringen Geschwindigkeit auftreten kann, beispielsweise bei sogenannten „Parkremplern“, kann die von dem Vorspannmechanismus auf den ersten und den zweiten Schwenkbügel aufgebrachte Vorspannung überwunden werden. Der erste Schwenkbügel und der zweite Schwenkbügel schwenken ein, und der an diesen gelagerte Sensorhalter taucht entlang der Bewegungsrichtung in Richtung des Rahmens, bevorzugt in die Rahmenebene, ein bzw. weicht aus. Durch dieses Eintauchen oder Ausweichen des Sensorhalters werden die an dem Sensorhalter gehalterten Sensoren vor Beschädigungen geschützt. Zudem kann verhindert werden, dass sich die Sensoren, insbesondere bezüglich ihrer Ausrichtung, verstellen. Dies gestattet größere Freiräume für das Design des Kraftfahrzeuges, und insbesondere können kürzere Fahrzeugüberhänge realisiert werden, da große Fahrzeugüberhänge zum Schutz der Sensoren und zur Aufnahme der Aufprallverformung nicht mehr notwendig sind.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass nach Wegfall der vorbestimmten Kraft der Vorspannmechanismus den ersten Schwenkbügel und den zweiten Schwenkbügel zurück in die Gebrauchsposition vorspannt, sodass der Sensorhalter wieder entgegen der Bewegungsrichtung, bevorzugt aus der Rahmenebene des Rahmens hinaus, zurückbewegt wird.
Die Bewegungsrichtung verläuft bevorzugt in etwa senkrecht zu der von dem Rahmen aufgespannten Rahmenebene.
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Vorspannmechanismus mindestens ein, bevorzugt zwei, dem ersten Schwenkbügel zugeordnete Federelemente und mindestens ein, bevorzugt zwei, dem zweiten Schwenkbügel zugeordnete Federelemente umfasst.
Die Federelemente sind dabei bevorzugt derart zwischen dem Rahmen und dem ersten Schwenkbügel und dem zweiten Schwenkbügel angeordnet, dass sie die Schwenkbügel aus der Ebene des Rahmens hinaus in die Gebrauchsposition vorspannen.
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine dem ersten Schwenkbügel zugeordnete Federelement und das mindestens eine dem zweiten Schwenkbügel zugeordnete Federelement Schenkelfedern sind.
Zur Übertragung der von den Federelementen, insbesondere von den Schwenkfedern, aufgebrachten Vorspannkräfte können an den Schwenkbügeln sowie am Rahmen Widerlager vorgesehen sein.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Schwenkbügel und/oder der zweite Schwenkbügel ein Lagerelement zur schwenkbaren Lagerung an dem Rahmen, und mindestens einen von dem Lagerelement, weiter bevorzugt im Wesentlichen in einem rechten Winkel, abstehenden Ausleger, und mindestens ein an einem dem Lagerelement abgewandten Ende des Auslegers befestigtes Führungselement aufweist.
Der erste Schwenkbügel und/oder der zweite Schwenkbügel ist über das Lagerelement an dem Rahmen schwenkbar oder drehbar gelagert. In der Gebrauchsposition steht der mindestens eine Ausleger bevorzugt aus der Rahmenebene des Rahmens heraus. Somit ist auch das an dem dem Lagerelement abgewandten Ende des Auslegers befestigte Führungselement außerhalb der Rahmenebene angeordnet. Das Führungselement wiederum stellt die Verbindung des ersten Schwenkbügels und/oder des zweiten Schwenkbügels mit dem Sensorhalter dar. Aufgrund des außerhalb der Rahmenebene angeordneten Führungselementes ist dann auch der Sensorhalter außerhalb der Rahmenebene angeordnet.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der erste Schwenkbügel und der zweite Schwenkbügel identisch bzw. spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.
Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Lagerelement ein Hohlrohr ist, welches eine an der ersten Seite und/oder an der zweiten Seite des Rahmens vorgesehene Stange drehbar umschließt, und/oder dass das Führungselement eine Führungsstange ist, wobei die Führungsstange parallel zu dem Lagerelement verlaufend angeordnet ist, und/oder dass mindestens zwei Ausleger vorgesehen sind, wobei die beiden Ausleger endseitig an dem Lagerelement angeordnet sind.
Der bevorzugt im Wesentlichen rechtwinkelige Rahmen weist an der ersten Seite und an der zweiten Seite jeweils eine Stange auf. Das jeweils als Hohlrohr ausgebildete Lagerelement umschließt die jeweilige Stange drehbar, sodass der erste Schwenkbügel und der zweite Schwenkbügel um die jeweils zugeordnete Stange des Rahmens gedreht werden können. Das als Führungsstange ausgebildete und endseitig an dem Ausleger angeordnete Führungselement verläuft in etwa parallel zu dem Hohlrohr. Dabei können zwei Ausleger vorgesehen sein, wobei die beiden Ausleger jeweils endseitig am jeweiligen Lagerelement angeordnet sind. In dieser Ausgestaltung sind der erste Schwenkbügel und/oder der zweite Schwenkbügel somit im Wesentlichen wie ein rechteckiges Gestänge ausgebildet.
Mit Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Sensorhalter mindestens eine Führungsaufnahme, insbesondere ein Langloch, zur Aufnahme des Führungselements aufweist, wobei das Führungselement bei einem Eintauchen des Sensorhalters in Richtung des Rahmens in der Führungsaufnahme gleiten kann.
Wirkt beispielsweise aufgrund eines Aufpralls mit geringer Geschwindigkeit eine Kraft auf den Sensorhalter, so wird die Kraft über das Führungselement, an dem der Sensorhalter befestigt ist, die Ausleger und das Lagerelement auf den Rahmen und auf den Vorspannmechanismus übertragen. Überschreitet die Kraft die vorbestimmte Kraft, so können die Schwenkbügel aus der Gebrauchsposition in Richtung der Ebene des Rahmens eingeschwenkt werden. Dabei verringert sich durch das Verschwenken des ersten Schwenkbügels und des zweiten Schwenkbügels der Abstand zwischen dem Führungselement des ersten Schwenkbügels und dem Führungselement des zweiten Schwenkbügels. Aus Sicht des Sensorhalters bewegen sich die Führungselemente des ersten Schwenkbügels und des zweiten Schwenkbügels aufeinander zu. Um diese Aufeinander-zu-Bewegung zu ermöglichen, weist der Sensorhalter bevorzugt für jedes der Führungselemente eine Führungsaufnahme auf, welche insbesondere als Langloch ausgebildet ist. Die Führungsaufnahme, insbesondere das Langloch, ist dabei bevorzugt in etwa parallel zu der Rahmenebene ausgerichtet.
Bevorzugt kann ein schwenkbar an dem Rahmen gelagerter Führungsbügel vorgesehen sein, wobei eine Schwenkachse des Führungsbügels senkrecht zu Schwenkachsen der Schwenkbügel ausgerichtet ist, wobei der Sensorhalter derart an dem Führungsbügel gelagert ist, dass eine Bewegung des Sensorhalters senkrecht zu der Bewegungsrichtung verhindert wird.
Beim Einschwenken der Schwenkbügel in die Rahmenebene, sodass der Sensorhalter entlang der Bewegungsrichtung in Richtung des Rahmens eintauchen kann, bewegen sich die Führungselemente des ersten Schwenkbügels und des zweiten Schwenkbügels innerhalb der Führungsaufnahmen, weiter bevorzugt innerhalb der Langlöcher, aufeinander zu. Zwischen der Gebrauchsposition und der voll eingeschwenkten Position der Schwenkbügel kann sich daher der Sensorhalter in einer Richtung quer zu der Bewegungsrichtung bewegen. Um diese Querbewegung zu unterdrücken, kann ein schwenkbar am Rahmen gelagerter Führungsbügel vorgesehen sein. Der Führungsbügel, welcher bevorzugt ebenfalls in Richtung der Rahmenebene eingeschwenkt werden kann, ist sowohl an dem Rahmen als auch an dem Sensorhalter schwenkbar befestigt. Da der Führungsbügel lediglich um eine bevorzugt senkrecht zu den Schwenkachsen des ersten Schwenkbügels und des zweiten Schwenkbügels ausgerichtete Schwenkachse schwenken kann, kann durch entsprechende drehbare Lagerung des Sensorhalters an dem Schwenkbügel ein seitliches Ausweichen des Sensorhalters unterdrückt werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Führungsbügel eine drehbar an dem Rahmen angeordnete erste Stange, endseitig an der ersten Stange angeordnete Führungsscheiben, und eine parallel zu der ersten Stange angeordnete, an dem Sensorhalter gelagerte zweite Stange aufweist, wobei die zweite Stange in Nuten oder Langlöchern in den Führungsscheiben gleitend angeordnet ist.
Mittels des Führungsbügels kann nicht nur verhindert werden, dass der Sensorhalter eine Bewegung quer zu der Bewegungsrichtung ausführt, sondern ferner kann mittels des Führungsbügels ein Verkippen des Sensorhalters gegenüber dem Rahmen unterbunden werden. Mit anderen Worten wird mittels des Führungsbügels sichergestellt, dass der Sensorhalter beim Eintauchen entlang der Bewegungsrichtung in den Rahmen nicht um eine parallel zur Ebene des Rahmens verlaufende Achse verdreht oder verkippt wird.
Grundsätzlich kann es jedoch auch vorteilhaft sein, ein Verkippen des Sensorhalters zuzulassen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Kraft nicht mittig, sondern außermittig auf den Sensorhalter einwirkt. Dies ist beispielsweise bei Aufprallereignissen mit großen Offsets der Fall.
Um ein Verkippen um eine vertikale Achse des Sensorhalters zuzulassen, kann daher anstelle des Führungsbügels oder, bei entsprechender Ausgestaltung des Führungsbügels, zusätzlich zu dem Führungsbügel vorgesehen sein, dass der Rahmen an der ersten Seite und an der zweiten Seite federnde Rastmittel aufweist, wobei die Rastmittel bevorzugt Federbleche sind, wobei weiter bevorzugt die Rastmittel, insbesondere bevorzugt endseitig, eine schiefe Ebene oder Fase aufweisen.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Sensorhalter Rastmittelwiderlager, insbesondere Materialerhebungen, aufweist, wobei die Rastmittelwiderlager Widerlager für die Rastmittel bilden, und/oder dass der Rahmen an der ersten Seite und an der zweiten Seite Rastmittelaufnahmen, insbesondere Nuten, aufweist, wobei die federnden Rastmittel in den Rastmittelaufnahmen angeordnet sind.
Bevorzugt sind sowohl an der ersten Seite des Rahmens und an der zweiten Seite des Rahmens jeweils zwei Rastmittel vorgesehen, und der Sensorhalter weist jeweils an der ersten Seite und der zweiten Seite zwei Rastmittelwiderlager auf.
Durch Vorsehen eines Rastmittels, insbesondere eines Federbleches, wird eine zusätzliche Rastung in Wirkrichtung der vorbestimmten Kraft bereitgestellt, die zunächst überschritten werden muss, bevor die Federelemente der Schwenkbügel belastet werden können. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Federsteifigkeit der Federelemente des ersten Schwenkbügels und des zweiten Schwenkbügels über die Lebenszeit gegebenenfalls nachlässt, und somit kein dauerhaft konstantes Kraftniveau garantiert werden kann. Ein zweiter Vorteil der bevorzugt als Federbleche ausgebildeten Rastmittel besteht darin, dass diese gleichzeitig für eine Querführung quer zu der Bewegungsrichtung sorgen, sodass der Sensorhalter nicht in Richtung der linken Seite und der rechten Seite verrutschen kann.
Ferner ermöglichen die Rastmittel, dass der Sensorhalter bei einem Aufprallereignis nur auf der ersten Seite oder nur auf der zweiten Seite in Richtung des Rahmens eintaucht und somit um eine bevorzugt vertikale Achse verkippt werden kann. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die von den Rastmitteln bewirkte Rastung bei einem bei Aufprallereignis mit großem Offset nur auf einer Seite des Rahmens überwunden wird.
Nach Wegfall der vorbestimmten Kraft werden mittels der Federelemente der erste Schwenkbügel und der zweite Schwenkbügel in die Gebrauchsposition zurückgeschwenkt, sodass auch der Sensorhalter in seine ursprüngliche Gebrauchsposition zurückkehrt. Die Rastmittel, bevorzugt die Federbleche, verrasten dann wieder, sodass der Sensorhalter stabil in der Gebrauchsposition ausgerichtet am Rahmen angeordnet ist.
Die schiefe Ebene ermöglicht ein Wegdrücken der Rastelmittel, insbesondere der Federbleche, ohne dass es zu Blockaden zwischen dem Rastmittel und dem Sensorhalter, insbesondere den als Materialerhebungen ausgebildeten Rastmittelwiderlagern, kommt. Die schiefe Ebene kann dabei durch einen abgeknickten Endbereich der Federbleche realisiert sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Rastmittelwiderlager, insbesondere die Materialerhebungen, einen abgefasten Abschnitt aufweisen.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer vorbeschriebenen Haltevorrichtung.
Dabei kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung an einem Querträger und/oder an einer unteren Lastebene des Kraftfahrzeugs befestigt ist.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine Explosionszeichnung einer ersten Haltevorrichtung für eine Kraftfahrzeugsensorik,
2 eine erste perspektivische Ansicht der ersten Haltevorrichtung,
3 eine zweite perspektivische Ansicht der ersten Haltevorrichtung,
4 eine dritte perspektivische Ansicht der ersten Haltevorrichtung,
5 eine vierte perspektivische Ansicht der ersten Haltevorrichtung,
6 eine fünfte perspektivische Ansicht der ersten Haltevorrichtung,
7 eine sechste perspektivische Ansicht der ersten Haltevorrichtung,
8 eine Explosionszeichnung einer zweiten Haltevorrichtung für eine Kraftfahrzeugsensorik,
9 eine erste perspektivische Ansicht der zweiten Haltevorrichtung,
10 eine zweite perspektivische Ansicht der zweiten Haltevorrichtung,
11 eine dritte perspektivische Ansicht der zweiten Haltevorrichtung,
12 eine vierte perspektivische Ansicht der zweiten Haltevorrichtung,
13 eine fünfte perspektivische Ansicht der zweiten Haltevorrichtung,
14 eine sechste perspektivische Ansicht der zweiten Haltevorrichtung,

Ausführliche Beschreibung der Figuren
In den 1 bis 7 ist eine erste Haltevorrichtung 100 für eine Kraftfahrzeugsensorik im Einklang mit der Erfindung gezeigt. In 1 ist die Haltevorrichtung 100 in einer Explosionszeichnung dargestellt. In den 2 bis 4 ist die Haltevorrichtung 100 aus unterschiedlichen Perspektiven ohne äußere Krafteinwirkung dargestellt. 5 bis 7 zeigen die Haltevorrichtung 100 bei einer beispielsweise von einem Auffahrunfall mit geringer Geschwindigkeit hervorgerufenen Krafteinwirkung.
Die Haltevorrichtung 100 umfasst einen Rahmen 10, welcher gemäß den 2 bis 7 an Strukturelementen 11 eines nur ausschnittsweise dargestellten Kraftfahrzeuges 200 befestigt werden kann ist. Bei den Strukturelementen 11 handelt es sich um einen Querträger 12 und eine untere Lastebene 13.
Der Rahmen 10 ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Die Haltevorrichtung 100 umfasst einen Sensorhalter 14, an welchem nicht dargestellte Sensoren einer Kraftfahrzeugsensorik angeordnet oder gehaltert werden können. An einer ersten Seite 15 des Rahmens 10 ist ein erster Schwenkbügel 16 schwenkbar gelagert. An einer zweiten Seite 17 des Rahmens 10 ist ein zweiter Schwenkbügel 18 schwenkbar gelagert. Ferner ist ein Vorspannmechanismus 19 vorgesehen, welcher insgesamt vier als Schenkelfedern 20 ausgebildete Federelemente 21 aufweist. Über Widerlager 22 am Rahmen 10 und an den Schwenkbügeln 16, 18 üben die Federelemente 21 auf den ersten Schwenkbügel 16 und den zweiten Schwenkbügel 18 eine Vorspannung aus, um diese in einer Gebrauchsposition vorzuspannen. Jeder der Schwenkbügel 16, 18 weist ein als Hohlrohr 23 ausgebildetes Lagerelement 24 auf, welches drehbar jeweils eine Stange 25 des Rahmens 10 umschließt. Endseitig an dem Hohlrohr 23 sind jeweils Ausleger 26 vorgesehen. Zwischen den dem Lagerelement 24 abgewandten Enden der Ausleger 26 ist jeweils ein als Führungsstange 27 ausgebildetes Führungselement 28 vorgesehen. Die Führungsstangen 27 sind wiederum in Führungsaufnahmen 29 des Sensorhalters 14 gleitend angeordnet. Ferner ist ein schwenkbar mit dem Rahmen 10 verbundener Führungsbügel 30 vorgesehen, welcher eine drehbar an dem Rahmen 10 angeordnete erste Stange 31, Führungsscheiben 32 und eine parallel zu der erste Stange 31 angeordnete zweite Stange 33 aufweist. Die zweite Stange 33 ist über entsprechende Halterungen 34 am Sensorhalter 14 gelagert. Die zweite Stange 33 ist zudem in Langlöchern 35 in den Führungsscheiben 32 gleitend angeordnet (1).
Wirkt bei einem Aufprall auf einen Gegenstand 36 (4 und 7), beispielsweise auf ein anderes Kraftfahrzeug, eine Kraft auf den Sensorhalter 14, welche eine vorbestimmte Kraft überschreitet, so wird der Sensorhalter 14 aus der in den 2 bis 4 gezeigten Gebrauchsstellung unter Überwindung der von der Vorspannvorrichtung 19 auf die Schwenkhebel 16, 18 aufgebrachten Vorspannung in einer in den 4 und 7 gekennzeichneten Bewegungsrichtung 37 in Richtung des Rahmens 10 verschoben, so dass der Sensorhalter 14 wie in den 5 bis 7 gezeigt in Richtung des Rahmens 10 eintaucht. Dabei verschwenken, wie insbesondere im Vergleich der 3 und 4 zu erkennen ist, die Schwenkbügel 16, 18 in Richtung der Rahmenebene des Rahmens 10 ein. Daher bewegen sich die Führungsstangen 27 der Schwenkbügel 16, 18 aufeinander zu. Um eine Blockade zu vermeiden, sind die Führungsstangen 27 daher in den Führungsaufnahmen 29 des Sensorhalter 14 gleitend angeordnet. Um gleichzeitig ein seitliches Ausweichen des Sensorhalters 14 quer zur Bewegungsrichtung 37 zu unterbinden, wird dieser mittels des Führungsbügels 30 in der Richtung quer zur Bewegungsrichtung 37 festgelegt. Dabei wird durch die gleitende Anordnung der zweiten Stange 33 des Führungsbügels 30 in den Langlöchern 35 der Führungsscheiben 32 eine vom Führungsbügel 30 bewirkte Blockade vermieden. Nach Wegfallen der Kraft wird der Sensorhalter 14 durch die Federelemente 21 des Vorspannmechanismus 19 in die in den 2 bis 4 gezeigte Gebrauchsposition zurückgedrückt.
In den 8 bis 14 ist eine zweite Haltevorrichtung 100 für eine Kraftfahrzeugsensorik im Einklang mit der Erfindung gezeigt. In 8 ist die Haltevorrichtung 100 in einer Explosionszeichnung dargestellt. In den 9 und 10 ist die Haltevorrichtung 100 ohne äußere Krafteinwirkung dargestellt. 11 bis 14 zeigen die Haltevorrichtung 100 bei einer beispielsweise von einem Auffahrunfall mit geringer Geschwindigkeit hervorgerufenen Krafteinwirkung.
Gleiche oder einander entsprechende Bauteile der Haltevorrichtung 100 nach den 8 bis 14 sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 1 bis 7 gekennzeichnet.
Gegenüber der Haltevorrichtung 100 nach den 1 bis 7 weist der Rahmen 10 der Haltevorrichtung 100 nach den 8 bis 14 keinen Führungsbügel 30 auf. Stattdessen sind am Rahmen 10 erste, als Nuten 38 ausgebildete Rastmittelaufnahmen 39 vorgesehen. In den Nuten 38 sind Rastmittel 42 angeordnet, welche in Form von Federblechen 43 ausgebildet sind. An den Seiten weist der Sensorhalter 14 Rastmittelwiderlager 40 auf, welche aus Materialerhebungen 41 ausgebildet sind. Die Federbleche 43 liegen an den Materialerhebungen 41 an, bzw. verrasten gegen diese. Die Federbleche 43 bewirken daher eine zusätzliche Vorspannung, welche durch eine einwirkende Kraft überwunden werden muss, bevor die als Schenkelfedern 20 ausgebildeten Federelemente 21 des Vorspannmechanismus 19 belastet werden. Darüber hinaus sorgen die Federbleche 43 für eine Querführung des Sensorhalters 14.
10 und 12 zeigen eine Detailansicht der Rastmittelaufnahen 39 mit dem als Federblech 43 ausgebildeten Rastmittel 42 und des Rastmittelwiderlagers 40. Das Federblech 43 verhindert ein Eintauchen des als Materialerhebung 41 ausgebildeten Rastmittelwiderlagers 40 des Sensorhalters 14 in die Nut 38. Wird eine ausreichend große Kraft auf den Sensorhalter 14 ausgeübt, so drückt die Materialerhebung 41, wie in 12 gezeigt, das Federblech 43 nach außen und die Materialerhebung 41 kann in die Nut 38 eindringen, und der Schwenkbügel 18 kann aus der Gebrauchsposition in die Ebene des Rahmens 10 hineingeschwenkt werden. Um eine Blockade zwischen der Materialerhebung 41 und dem als Federblech 43 ausgebildeten Rastmittel 42 zu vermeiden, weist das Federblech 43 eine schiefe Ebene 44 in Form eines abgeknickten Endbereichs 45 auf.
In den 13 und 14 ist die Wirkung der Rastmittel 42 und der Rastmittelwiderlager 40 dargestellt. Bei einer außermittigen Krafteinwirkung kann der Sensorhalter 14 einseitig in der Bewegungsrichtung 37 in den Rahmen 10 eintauchen, wobei der Sensorhalter 14 gleichzeitig um eine vertikale Achse, welche im Wesentlichen parallel zu den Schwenkachsen der Schwenkbügel 16, 18 verläuft, verkippt oder verschwenkt wird. Bei einer zentralen Krafteinwirkung kann der Sensorhalter 14 auch, wie in 11 gezeigt, ohne Verkippen in der Bewegungsrichtung 37 in Richtung des Rahmens 10 eintauchen. Nach Wegfall der Kraft kehrt der Sensorhalter 14 in seine ursprüngliche Gebrauchsposition zurück und verrastet wieder an den Rastmitteln 42.
Bezugszeichenliste

100: Haltevorrichtung
200: Kraftfahrzeug
10: Rahmen
11: Strukturelement
12: Querträger
13: Untere Lastebene
14: Sensorhalter
15: Erste Seite
16: Erster Schwenkbügel
17: Zweite Seite
18: Zweiter Schwenkbügel
19: Vorspannmechanismus
20: Schenkelfeder
21: Federelement
22: Widerlager
23: Hohlrohr
24: Lagerelement
25: Stange
26: Ausleger
27: Führungsstange
28: Führungselement
29: Führungsaufnahme
30: Führungsbügel
31: Erste Stange
32: Führungsscheibe
33: Zweite Stange
34: Halterung
35: Langloch
36: Gegenstand
37: Bewegungsrichtung
38: Nut
39: Rastmittelaufnahme
40: Rastmittelwiderlager
41: Materialerhebung
42: Rastmittel
43: Federblech
44: Schiefe Ebene
45: Endbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9956993 B1 [0005]
DE 102019125674 A1 [0006]
US 2019/0308565 A1 [0007]
US 2020/0331496 A1 [0008]
US 9834164 B1 [0009]

Claims

Haltevorrichtung (100) für eine Kraftfahrzeugsensorik umfassend einen an einem Strukturelement (10) eines Kraftfahrzeugs (200) befestigbaren Rahmen (10) und einen Sensorhalter (14) ausgebildet zur Halterung von Sensoren, dadurch gekennzeichnet, dass an einer ersten Seite (15) des Rahmens (10) ein erster Schwenkbügel (16) schwenkbar gelagert ist, und dass an einer der ersten Seite (15) gegenüberliegenden zweiten Seite (17) des Rahmens (10) ein zweiter Schwenkbügel (18) schwenkbar gelagert ist, wobei der Sensorhalter (14) an dem ersten Schwenkbügel (16) und an dem zweiten Schwenkbügel (18) gelagert ist, und dass ein Vorspannmechanismus (19) vorgesehen ist, wobei der Vorspannmechanismus (19) ausgebildet ist, den ersten Schwenkbügel (16) und den zweiten Schwenkbügel (18) in eine Gebrauchsposition vorzuspannen, wobei durch Aufbringen einer vorbestimmten Kraft auf den Sensorhalter (14) die Vorspannung überwunden werden kann, sodass der Sensorhalter (14) entlang einer Bewegungsrichtung (37) in Richtung des Rahmens (10) eintauchen kann.
Haltevorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannmechanismus (19) mindestens ein, bevorzugt zwei, dem ersten Schwenkbügel (16) zugeordnete Federelemente (21) und mindestens ein, bevorzugt zwei, dem zweiten Schwenkbügel (18) zugeordnete Federelemente (21) umfasst, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das mindestens eine dem ersten Schwenkbügel (16) zugeordnete Federelement (21) und das mindestens eine dem zweiten Schwenkbügel (18) zugeordnete Federelement (21) Schenkelfedern (20) sind.
Haltevorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwenkbügel (16) und/oder der zweite Schwenkbügel (18) ein Lagerelement (24) zur schwenkbaren Lagerung an dem Rahmen (10), und mindestens einen von dem Lagerelement (24), weiter bevorzugt im Wesentlichen in einem rechten Winkel, abstehenden Ausleger (26), und mindestens ein an einem dem Lagerelement (24) abgewandten Ende des Auslegers (26) befestigtes Führungselement (27) aufweist, wobei bevorzugt das Lagerelement (24) ein Hohlrohr (23) ist, welches eine an der ersten Seite (15) und/oder an der zweiten Seite (17) des Rahmens (10) vorgesehene Stange (25) drehbar umschließt, und/oder dass das Führungselement (27) eine Führungsstange (27) ist, wobei die Führungsstange (27) parallel zu dem Lagerelement (24) verlaufend angeordnet ist, und/oder dass mindestens zwei Ausleger (26) vorgesehen sind, wobei die beiden Ausleger (26) endseitig an dem Lagerelement (24) angeordnet sind.
Haltevorrichtung (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorhalter (14) mindestens eine Führungsaufnahme (29), insbesondere ein Langloch, zur Aufnahme des Führungselements (27) aufweist, wobei das Führungselement (27) bei einem Eintauchen des Sensorhalters (14) in Richtung des Rahmens (10) in der Führungsaufnahme (29) gleiten kann.
Haltevorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein schwenkbar an dem Rahmen (10) gelagerter Führungsbügel (30) vorgesehen ist, wobei eine Schwenkachse des Führungsbügels (30) senkrecht zu Schwenkachsen der Schwenkbügel (16, 18) ausgerichtet ist, wobei der Sensorhalter (14) derart an dem Führungsbügel (30) gelagert ist, dass eine Bewegung des Sensorhalters (14) senkrecht zu der Bewegungsrichtung (37) verhindert wird.
Haltevorrichtung (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbügel (30) eine drehbar an dem Rahmen (10) angeordnete erste Stange (31), endseitig an der ersten Stange (31) angeordnete Führungsscheiben (32), und eine parallel zu der ersten Stange (31) angeordnete, an dem Sensorhalter (14) gelagerte zweite Stange (33) aufweist, wobei die zweite Stange (33) in Nuten oder Langlöchern (35) in den Führungsscheiben (32) gleitend angeordnet ist.
Haltevorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) an der ersten Seite (15) und an der zweiten Seite (17) federnde Rastmittel (42) aufweist, wobei die Rastmittel (42) bevorzugt Federbleche (43) sind, wobei weiter bevorzugt die Rastmittel (42), insbesondere bevorzugt endseitig, eine schiefe Ebene (44) oder Fase aufweisen.
Haltevorrichtung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorhalter (14) Rastmittelwiderlager (40), insbesondere Materialerhebungen (41), aufweist, wobei die Rastmittelwiderlager (40) Widerlager für die Rastmittel (42) bilden, und/oder dass der Rahmen (10) an der ersten Seite (15) und an der zweiten Seite (17) eine Rastmittelaufnahme (39), insbesondere eine Nut (38), aufweist, wobei die federnden Rastmittel (42) in den Rastmittelaufnahmen (39) angeordnet sind.
Kraftfahrzeug (200) mit einer Haltevorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche.
Kraftfahrzeug (200) nach Anspruch 9, wobei die Haltevorrichtung (100) an einem Querträger (12) und/oder an einer unteren Lastebene (13) des Kraftfahrzeugs befestigt ist.