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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Bereitstellung einer Sensoranordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14.
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Die in Rede stehende, kapazitive Sensoranordnung lässt sich für unterschiedliche Anwendungsbereiche am Kraftfahrzeug 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 Bewegung eines Körperteils, insbesondere eines Fußes, einer Person oder dergleichen handeln. Die sensorgestützte Erfassung solcher Bedienereignisse löst entsprechende steuerungstechnische Reaktionen aus, beispielsweise das motorische Öffnen der Heckklappe des Kraftfahrzeugs.
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Aus dem Stand der Technik (
DE 10 2016 123 646 A1 ) sind solche Sensoranordnungen bekannt, wobei eine Sensorelektrode durch Öffnungen in einem Grundkörper eingefädelt ist. Damit wird die Sensorelektrode mit hoher Zuverlässigkeit auch bei hohen Beschleunigungen, wie diese im Betrieb des Kraftfahrzeugs auftreten können, am Grundkörper gehalten. Das Einfädeln erlaubt hierbei ein weitgehend kraftloses Einbringen der Sensorelektrode und eine Vielfalt an Varianten für den Grundkörper. Eine Herausforderung hierbei ist jedoch der vergleichsweise komplexe Bewegungsablauf beim Einbringen der Sensorelektrode.
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Weiter ist es bekannt (
DE 10 2014 015 899 A1 ), Sensorelektroden für die in Rede stehenden Sensoranordnungen über elastisch verformbare Befestigungselemente wie Klammerverbindungen oder dergleichen an einem Grundkörper zu befestigen. Es ist dabei eine Herausforderung, dass die elastischen Eigenschaften der Befestigungselemente in vielen Fällen als Kompromiss gewählt sind. Einerseits ist eine leichte Verformbarkeit der Befestigungselemente für den Zusammenbau erwünscht, womit das Einbringen der Sensorelektrode unter geringen Gegenkräften vorgenommen werden kann. Andererseits werden hohe Rückstellkräfte der Befestigungselemente benötigt, um auch unter hohen Beschleunigungen ein verliersicheres Halten der Sensorelektrode zu garantieren.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannten Sensoranordnungen derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Sensorelektrode mit hoher Zuverlässigkeit und mit einer einfach aufgebauten Befestigungseinrichtung an dem Grundkörper gehalten wird, während gleichzeitig der Zusammenbau der Sensoranordnung erleichtert wird.
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Das obige Problem wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich ist die Erkenntnis, dass die bekannten Befestigungselemente in der Regel bei einem Herausbewegen der Sensorelektrode aus der Haltestellung eine ähnliche elastische Verformung eingehen wie beim Einbringen der Sensorelektrode. Beispielsweise werden Klammerverbindungen tendenziell bei einem Herausbewegen wieder aufgebogen, sodass die Befestigungselemente vergleichsweise starr ausgebildet sein müssen, um eine ausreichende Haltewirkung bereitzustellen. Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass die Befestigungselemente bei einem Herausbewegen der Sensorelektrode aus der Haltestellung vielmehr eine Belastung erfahren können, die dem Herausbewegen aktiv entgegenwirkt.
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Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die Befestigungselemente dafür eingerichtet sind, dass der jeweilige Kopfabschnitt mit einem Herausbewegen der Sensorelektrode aus der Haltestellung entgegen der Einbring-Auslenkrichtung belastet wird.
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Der Kopfabschnitt bewegt sich entsprechend dem Herausbewegen der Sensorelektrode zunehmend entgegen und verstärkt die Haltewirkung des Befestigungselements, wenn beispielsweise Beschleunigungen der Sensorelektrode auftreten. Die Befestigungselemente greifen somit unter Last gewissermaßen „fester zu“, anstatt in Einbring-Auslenkrichtung aufgebogen zu werden.
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In der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 sind die genannten Eigenschaften der Befestigungselemente durch die spezifische Anordnung der Verbindungsstelle zum Grundkörper umgesetzt. Mit der elastischen Verformung ergibt sich näherungsweise ein Schwenkpunkt für den Kopfbereich um die Verbindungsstelle, wobei der Kopfbereich den haltenden Eingriff zur Sensorelektrode mit hoher Zuverlässigkeit bereitstellt.
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Der Kopfbereich ist in der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 mit einer gebogenen, insbesondere kreisabschnittsförmigen Innenkontur versehen, wodurch ein Form- und Kraftschluss zur Sensorelektrode bewirkt werden kann. Der Form- und Kraftschluss kann mit der Belastung beim Herausbewegen der Sensorelektrode weiter verstärkt werden.
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Gemäß der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 sind Ausnehmungen der Befestigungseinrichtung vorgesehen, welche eine besonders einfache und genaue Definition der Verbindungsstelle und dem Verhalten unter einer elastischen Verformung erlauben. Die Ausnehmungen können sich zudem seitlich zumindest bis zu einem Ende des Befestigungselements erstrecken, wodurch insbesondere eine Formgebung der Befestigungselemente, etwa im Spritzgussverfahren, erleichtert wird.
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Ein besonders einfaches Einbringen und zuverlässiges Halten der Sensorelektrode ergibt sich durch versetzt zueinander angeordnete Befestigungselemente sowie eine Anordnung der Befestigungselemente in Gruppen, was Gegenstand der Ansprüche 5 und 6 ist.
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Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 betrifft die Anordnung von Rückhalteelementen wie Widerhaken am Kopfbereich, womit die Sensorelektrode zusätzlich gegen ein Verrutschen am Kopfbereich gesichert wird. Die Haltewirkung der Befestigungselemente wird hierdurch zusätzlich verstärkt.
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Zum Ausgleich von Längenabweichungen der Sensorelektrode, welche beispielsweise fertigungsbedingt oder bei Temperaturschwankungen auftreten, ist in der Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 eine Verschiebbarkeit der Sensorelektrode in Erstreckungsrichtung an mindestens einem Befestigungselement vorgesehen.
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Für die Befestigungselemente sind nicht zwingend zusätzliche, am Grundkörper anzubringende Bauteile zum Halten der Sensorelektrode notwendig, die beispielsweise zur Sicherung der Sensorelektrode aufgesteckt werden müssen. Entsprechend kann gemäß Anspruch 10 auf eine einstückige oder stoffschlüssig verbundene Ausführung von Befestigungselementen und Grundkörper zurückgegriffen werden, wodurch der Fertigungsaufwand reduziert wird.
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Besonders vorteilhaft für eine genaue Ausrichtung der Sensorelektrode in der Haltestellung sind zudem die Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 11 und 12, wobei im Wesentlichen starre Gegenhalteelemente zu den Befestigungselementen vorgesehen sind.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zur Bereitstellung einer Sensoranordnung für ein Kraftfahrzeug beansprucht.
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Dabei ist wesentlich, dass der jeweilige Kopfabschnitt der Befestigungselemente mit einem Herausbewegen der Sensorelektrode aus der Haltestellung entgegen der Einbring-Auslenkrichtung belastet wird. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Sensoranordnung darf verwiesen werden.
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Eine versetzte Anordnung von Befestigungselementen erlaubt zudem eine zusätzliche Erleichterung des Einbringens der Sensorelektrode in der Ausgestaltung gemäß Anspruch 15, da die Sensorelektrode durch ein vorhergehendes Umbiegen zwischen versetzt angeordneten Befestigungselementen eingefädelt werden kann.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Heckbereichs eines Kraftfahrzeugs mit einer vorschlagsgemäßen Sensoranordnung,
- 2 eine perspektivische Ansicht der Sensoranordnung aus 1,
- 3 die Sensoranordnung im Querschnitt zur Erstreckungsrichtung der Sensorelektrode a) bis c) während des Einbringens der Sensorelektrode und d) unter Belastung und
- 4 a) und b) Begrenzungselemente am Grundkörper und c) bis e) Varianten von Befestigungselementen im Querschnitt zur Erstreckungsrichtung.
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Die vorschlagsgemäße Sensoranordnung 1 dient dem Ermitteln von Abstandswerten zu einem Objekt mittels einer kapazitiven Sensorelektrode 2 und stellt insofern einen kapazitiven Näherungssensor für ein Kraftfahrzeug 3 bereit. Die Sensoranordnung 1 kann für vielfältige Anwendungsbereiche in einem Kraftfahrzeug 3 Anwendung finden. Je nach Auslegung ermöglicht sie die sensorische Erfassung der Anwesenheit und/oder der Bewegung eines Gegenstands oder eines Bedieners 4. Die sensorische Erfassung geht auf eine Kapazitätsänderung einer als Messelektrode ausgestalteten Sensorelektrode 2 gegenüber Masse oder gegenüber einer weiteren Sensorelektrode 2 zurück, die sich leicht elektronisch erfassen lässt. Ebenfalls kann als Sensorelektrode 2 eine Schirmelektrode, eine Diagnoseelektrode oder dergleichen vorgesehen sein, welche im Zusammenhang mit der kapazitiven Abstandsmessung verwendet wird.
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Wie in 1 dargestellt, dient hier und vorzugsweise die Sensoranordnung 1 der Erfassung eines Bedienereignisses, insbesondere einer vorbestimmten Fußbewegung eines Bedieners 4. Zur Erfassung des Bedienereignisses anhand der kapazitiven Sensorwerte ist hier und vorzugsweise eine Steueranordnung 5 der Sensoranordnung 1 vorgesehen. Die sensorische Erfassung des Bedienereignisses löst ein motorisches Öffnen oder Schließen der Heckklappe 6 des Kraftfahrzeugs 3 aus, welcher beispielsweise durch ein zur Sensoranordnung 1 externes Türsteuergerät 7 veranlasst wird. Das Türsteuergerät 7 kann beispielsweise ein Signal betreffend die positive Erfassung des Bedienereignisses von der Steueranordnung 5 erhalten und abhängig von weiteren Bedingungen, etwa einem Schließzustand des Kraftfahrzeugs 3 oder der Erkennung eines elektronischen Schlüssels, eine Ansteuerung zum motorischen Verstellen vornehmen. Ein anderer beispielhafter Anwendungsbereich ist die Kollisionserkennung bei Kraftfahrzeugklappen.
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Die Sensoranordnung 1, welche vorzugsweise zur Befestigung an einem Stoßfänger 8 des Kraftfahrzeugs 3 vorgesehen ist, ist wie in 2 näher dargestellt mit einem Grundkörper 9 ausgestattet. Bei dem Grundkörper 9 handelt es sich insbesondere um einen Aggregateträger, welcher der mechanischen Zusammenführung der Komponenten der Sensoranordnung 1 dient. Vorzugsweise wird die vormontierte Sensoranordnung 1 mittels des Aggregateträgers und an hierfür vorgesehenen Montageelementen 10 am Kraftfahrzeug 3 befestigt, ohne dass zusätzliche Komponenten der Sensoranordnung 1 am Kraftfahrzeug 3 verbaut werden müssen. Am Grundkörper 9 sind hier und vorzugsweise auch die angesprochene Steueranordnung 5 sowie Zuleitungen 11 zwischen der Sensorelektrode 2 und der Steueranordnung 5 angebracht. Der Grundkörper 9 ist vorzugsweise als Kunststoffbauteil ausgeführt.
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Zur Befestigung der Sensorelektrode 2 an dem Grundkörper 9 ist eine Befestigungseinrichtung 12 vorgesehen, die nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Sensorelektrode 2 weist eine Erstreckungsrichtung 13 auf, welche einer geometrischen Vorzugsrichtung der Form der Sensorelektrode 2 entspricht. Hier handelt es sich bei der Sensorelektrode 2 um eine kabelförmige Sensorelektrode 2, deren Längsrichtung der Erstreckungsrichtung 13 entspricht. Hier und vorzugsweise weist die Sensorelektrode 2 einen entlang der Erstreckungsrichtung 13 gleichförmigen, insbesondere kreisförmigen Querschnitt zur Erstreckungsrichtung 13 auf. Andere Geometrien der Sensorelektrode 2 sind jedoch denkbar.
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Die Befestigungseinrichtung 12 weist Befestigungselemente 14 auf, welche mit dem Grundkörper 9 an einer Verbindungsstelle 15 verbunden sind und an ihrem von der Verbindungsstelle 15 abgewandten Ende einen Kopfabschnitt 16 aufweisen.
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3 zeigt den Grundkörper 9 und Befestigungselemente 14 im Querschnitt zur Erstreckungsrichtung 13 der Sensorelektrode 2. Wie in 3a) und b) dargestellt, sind die Befestigungselemente 14 dafür eingerichtet, mit einem Einbringen der Sensorelektrode 2 in eine Haltestellung unter Auslenken des Kopfabschnitts 16 in eine Einbring-Auslenkrichtung um die Verbindungsstelle 15 elastisch verformt zu werden. Unter der Haltestellung ist hierbei die endgültige Einbaulage der Sensorelektrode 2 in Bezug auf den Grundkörper 9 zu verstehen.
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Zum Zusammenbau der Sensoranordnung 1 werden zunächst der Grundkörper 9 und die Sensorelektrode 2 separat voneinander bereitgestellt (3a)). Die Sensorelektrode 2 wird in einer Montagebewegung, etwa mit dem dargestellten Eindrücken oder einem untenstehend noch erläuterten Einfädeln der Sensorelektrode 2, in die Befestigungseinrichtung 12 eingebracht. Damit geht eine elastische Verformung der Befestigungselemente 14 einher, welche hier näherungsweise einer Schwenkbewegung des Kopfabschnitts 16 um die Verbindungsstelle 15 entspricht. In 3b) ist zum Vergleich mit einer gestrichelten Linie die entspannte Stellung der Befestigungselemente 14 angedeutet. Die Einbring-Auslenkrichtung des Kopfabschnitts 16 entspricht der Richtung, in welcher mit dem Einbringen eine anfängliche Bewegung des Kopfabschnitts 16 erfolgt. Für das in 3b) im Vordergrund und im Wesentlichen links von der Sensorelektrode 2 dargestellte Befestigungselement 14 entspricht die Einbring-Auslenkrichtung beispielsweise näherungsweise einer Schwenkrichtung um die Verbindungsstelle 15 entgegen dem Uhrzeigersinn.
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Mit dem Erreichen der Haltestellung durch die Sensorelektrode 2 erfolgt eine zumindest teilweise, hier und vorzugsweise vollständige Rückstellung der elastischen Verformung der Befestigungselemente 14 (3c). Die Befestigungselemente 14 umgreifen die Sensorelektrode 2 in der Haltestellung in einem Querschnitt zur Erstreckungsrichtung 13 zumindest teilweise. Als Kopfabschnitt 16 wird entsprechend der Abschnitt der Befestigungselemente 14 verstanden, welcher zum Umgreifen der Sensorelektrode 2 vorgesehen ist und welcher vorzugsweise im mechanischen Kontakt zur Sensorelektrode 2 in der Haltestellung steht.
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Wesentlich ist nun, dass die Befestigungselemente 14 dafür eingerichtet sind, dass der jeweilige Kopfabschnitt 16 mit einem Herausbewegen der Sensorelektrode 2 aus der Haltestellung entgegen der Einbring-Auslenkrichtung belastet wird.
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In 3d) ist beispielhaft dargestellt, dass die Sensorelektrode 2 aus der Haltestellung entgegen der Richtung der Montagebewegung herausbewegt wird. Die Befestigungselemente 14 sind hier derart geformt, dass anstelle eines Aufbiegens mit einem Auslenken des Kopfabschnitts 16 in Einbring-Auslenkrichtung analog zu 3b) ein gegenteiliger Effekt erzielt und der Kopfabschnitt 16 entgegen der Einbring-Auslenkrichtung belastet wird.
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Soweit die Sensorelektrode 2 hinreichend elastisch verformbar ist, können die Befestigungselemente 14 dafür eingerichtet sein, mit einem Herausbewegen der Sensorelektrode 2 aus der Haltestellung unter Auslenken des Kopfabschnitts 16 entgegen der Einbring-Auslenkrichtung um die Verbindungsstelle 15 elastisch verformt zu werden. In 3d) ist dies beispielhaft an einem Annähern der Kopfabschnitte 16 der dargestellten, in Bezug auf die Sensorelektrode 2 gegenüberliegenden Befestigungselemente 14 zu erkennen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Kopfabschnitt 16 und die Verbindungsstelle 15 der Befestigungselemente 14 jeweils auf verschiedenen Seiten einer senkrecht auf einer Grundkörperebene 17 und im Wesentlichen entlang der Erstreckungsrichtung 13 der Sensorelektrode 2 verlaufenden Teilungsebene 18 der Sensorelektrode 2 angeordnet sind.
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Unter der Grundkörperebene 17 ist die Ebene zu verstehen, welche näherungsweise durch die der Sensorelektrode 2 zugewandten Oberfläche des Grundkörpers 9 an dem Befestigungselement 14 gegeben ist. Der Verlauf der Grundkörperebene 17 und der Teilungsebene 18 ist hier in 3c) gezeigt. Durch die Anordnung von Kopfabschnitt 16 und Verbindungsstelle 15 auf verschiedenen Seiten der Teilungsebene 18 kann auf einfache Weise erreicht werden, dass beim Herausbewegen der Sensorelektrode 2 aus der Haltestellung eine Belastung entgegen der Einbring-Auslenkrichtung erfolgt.
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Wie sich auch aus 3d) ergibt, erfolgt beispielsweise mit der Belastung des Kopfabschnitts 16 aufgrund der Anordnung näherungsweise eine Schwenkbewegung um die Verbindungsstelle 15 entgegen der Einbring-Auslenkrichtung, sodass der Kopfabschnitt 16 ähnlich zu einem Schwenkarm tendenziell mit einem Herausbewegen der Sensorelektrode 2 weiter „schließt“.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass eine Innenkontur 19 des Kopfabschnitts 16 im Querschnitt zur Erstreckungsrichtung 13 gebogen, insbesondere als Kreisabschnitt, ausgestaltet ist, wodurch ein besonders effektives Umgreifen der Sensorelektrode 2 im Querschnitt erfolgen kann. Insbesondere ist die Innenkontur 19 derart gebogen, dass eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Innenkontur 19 und einer Außenkontur 20 der Sensorelektrode 2 bewirkt wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Außenkontur 20 der Sensorelektrode 2 und die Innenkontur 19 des Kopfabschnitts 16 zumindest teilweise als korrespondierende Konturen für eine flächige Anlage zwischen Sensorelektrode 2 und Kopfabschnitt 16 ausgestaltet sind. Unter „korrespondierende Konturen“ sind entsprechend Konturen zu verstehen, welche zumindest teilweise zueinander angepasst bzw. gleichförmig ausgestaltet sind, um eine vergrößerte Kontaktfläche zu erreichen.
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Hier und vorzugsweise ist insbesondere für die Ausgestaltung der Sensorelektrode 2 mit einem kreisförmigen Querschnitt vorgesehen, dass die Außenkontur 20 der Sensorelektrode 2 im Querschnitt zur Erstreckungsrichtung 13 im Wesentlichen den gleichen Radius aufweist wie die Innenkontur 19 des Kopfabschnitts 16. Mit einem „im Wesentlichen gleichen Radius“ ist eine Angleichung der Radien im Rahmen der vorliegenden Toleranzen gemeint. Ebenfalls kann der Radius der Innenkontur 19 um ein vorgegebenes Untermaß kleiner gewählt sein als der Radius der Außenkontur 20, um eine elastische Verformung des Befestigungselements 14 in der Haltestellung nach Art einer Presspassung zu erreichen.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Befestigungseinrichtung 12 quer zur Erstreckungsrichtung 13 und von der jeweiligen Verbindungsstelle 15 verlaufende, seitlich den Befestigungselementen 14 zugeordnete Ausnehmungen 21 aufweist.
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Eine beispielhafte Gestalt der Ausnehmungen 21 ist hierbei der 2 und der 3 zu entnehmen. Durch die Ausnehmungen 21 können die Kopfabschnitte 16 beispielsweise als federnde Klammern wirken, die durch die Ausnehmungen 21 im Grundkörper 9 gebildet werden. Die Länge der Ausnehmungen 21 kann die Lage der Verbindungsstelle 15 definieren, insbesondere um die Verbindungsstelle 15 und den Kopfabschnitt 16 auf verschiedenen Seiten der Teilungsebene 18 der Sensorelektrode 2 zu positionieren.
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Weiter bevorzugt ist hierbei, dass sich die Ausnehmungen 21 von der jeweiligen Verbindungsstelle 15 mindestens bis zu einem Ende der Projektion 22 des Befestigungselements 14 auf die Grundkörperebene 17 hinaus erstrecken, was in 3c) weiter gezeigt ist. Bei der Formgebung der Befestigungselemente 14 können hiermit Hinterschnitte vermieden werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Befestigungselemente 14 entlang der Erstreckungsrichtung 13 versetzt zueinander angeordnet sind (2). Vorzugsweise ist es hierbei so, dass die Befestigungseinrichtung 12 Gruppen von mindestens zwei, insbesondere drei, Befestigungselementen 14 aufweist und dass die Befestigungselemente 14 einer Gruppe jeweils entlang der Erstreckungsrichtung 13 versetzt zueinander angeordnet sind.
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Entsprechende Gruppen von Befestigungselementen 14 können über die Länge der Sensorelektrode 2 in Erstreckungsrichtung 13 verteilt angeordnet sein. Die Sensorelektrode 2 wird entsprechend abschnittsweise am Grundkörper 9 mittels der Befestigungseinrichtung 12 gehalten. Etwaige Längenabweichungen der Sensorelektrode 2 können folglich durch die Abschnitte zwischen den Gruppen von Befestigungselementen 14 ausgeglichen werden.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbindungsstellen 15 von mindestens zwei verschiedenen Befestigungselementen 14 auf zwei unterschiedlichen Seiten der Teilungsebene 18 angeordnet sind.
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Die Befestigungselemente 14 liegen sich entsprechend in Bezug auf die Teilungsebene 18 und im Querschnitt zur Erstreckungsrichtung 13 gegenüber, wie dies auch in 3 dargestellt ist. Die jeweiligen Kopfabschnitte 16 können folglich nach Art einer Zange die Sensorelektrode 2 beidseitig zumindest teilweise umgreifen.
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In 2 ist zudem dargestellt, dass die Befestigungseinrichtung 12 gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung Gruppen von mindestens drei Befestigungselementen 14 aufweist und dass die Verbindungsstelle 15 eines mittleren Befestigungselements 14 der jeweiligen Gruppe auf einer anderen Seite der Teilungsebene 18 angeordnet ist als die Verbindungsstellen 15 der äußeren Befestigungselemente 14 der jeweiligen Gruppe. Die Ausrichtung von benachbarten Gruppen kann auch abweichend von der Darstellung in 2 alternierend vorgesehen sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Befestigungselemente 14 im Bereich des Kopfabschnitts 16 ein Rückhalteelement 23 aufweisen. Als Rückhalteelement 23 dient hierbei eine Struktur am Kopfabschnitt 16, insbesondere eine Erhebung, eine aufgeraute Oberfläche oder dergleichen, welche geeignet ist, die Reibung zwischen Innenkontur 19 des Befestigungselements 14 und Außenkontur 20 zu erhöhen. Erfolgt ein Herausbewegen der Sensorelektrode 2 aus der Haltestellung, kann das Rückhalteelement 23 die durch die Interaktion von Kopfabschnitt 16 und Sensorelektrode 2 bewirkte Belastung entgegen der Einbring-Auslenkrichtung verstärken.
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Hier und vorzugsweise ist das Rückhalteelement 23 als Widerhaken ausgebildet, welcher durch eine auf die Sensorelektrode 2 gerichtete, insbesondere spitz zulaufende Erhebung an der Innenkontur 19 gebildet ist (4c)). Der Widerhaken kann sich hierbei in die Außenkontur 20 einformen, weiter vorzugsweise in die Außenkontur 20 der Sensorelektrode 2 einschneiden.
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In der in 4a) und b) näher dargestellten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Grundkörper 9 mindestens ein Begrenzungselement 24 aufweist, welches an einem Ende der Sensorelektrode 2 in Erstreckungsrichtung 13 angeordnet ist.
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Hier sind für beide Enden der Sensorelektrode 2 in Erstreckungsrichtung 13 jeweilige Begrenzungselemente 24 vorgesehen. Die Begrenzungselemente 24 können insbesondere das Einbringen der Sensorelektrode 2 erleichtern und auch die Sensorelektrode 2 zusätzlich sichern. Das in 4a) dargestellte Begrenzungselement 24 weist einen Durchbruch 25 auf, durch welchen in der Haltestellung die Zuleitung 11 verläuft.
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Insbesondere über die bereits angesprochenen korrespondierenden Konturen und/oder Rückhalteelemente 23 kann eine Verschiebung der Sensorelektrode 2 in Erstreckungsrichtung 13 unterbunden werden, was in 4c) anhand eines Querschnitts eines Befestigungselements 14 gezeigt ist. Die Ausgestaltung kann allerdings auch zwischen einzelnen Befestigungselementen 14 variieren. Es kann vorgesehen sein, dass mindestens eines der Befestigungselemente 14 eine Innenkontur 19 aufweist, welche zur Verschiebbarkeit der Sensorelektrode 2 in Erstreckungsrichtung 13 ein Spiel zu der Außenkontur 20 der Sensorelektrode 2 in der Haltestellung aufweist.
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Ein entsprechendes Befestigungselement 14 ist in 4d) im Querschnitt dargestellt. In einer einfachen Ausgestaltung weist der Radius der Innenkontur 19 ein vorgegebenes Übermaß gegenüber der Außenkontur 20 der Sensorelektrode 2 auf.
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Besonders bevorzugt ist es, dass mindestens ein Befestigungselement 14 einer Gruppe eine Verschiebbarkeit der Sensorelektrode 2 in Erstreckungsrichtung 13 unterbindet und mindestens ein weiteres Befestigungselement 14 der Gruppe eine Verschiebbarkeit der Sensorelektrode 2 in Erstreckungsrichtung 13 erlaubt. Beispielsweise unterbindet das mittlere Befestigungselement 14 einer Gruppe in 2 die Verschiebbarkeit und die äußeren Befestigungselemente 14 einer Gruppe erlauben eine Verschiebbarkeit. Die Sensorelektrode 2 wird somit in Bezug auf die Verschiebbarkeit an definierten Stellen entlang der Erstreckungsrichtung 13 fixiert, wobei zwischen den definierten Stellen ein Längenausgleich der Sensorelektrode 2 ermöglicht wird.
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Die Befestigungselemente 14 können einstückig mit dem Grundkörper 9 ausgebildet sein. Damit ist gemeint, dass die Befestigungselemente 14 und der Grundkörper 9 einteilig in einem gemeinsamen Herstellungsschritt gefertigt sind, beispielsweise als gemeinsames Spritzgussbauteil. Ebenfalls können die Befestigungselemente 14 mit dem Grundkörper 9 stoffschlüssig verbunden sein, beispielsweise durch Verkleben, Aufspritzen, Verschweißen oder dergleichen.
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In einer weiteren, in 4e) gezeigten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Befestigungseinrichtung 12 mindestens ein Gegenhalteelement 26 zum Halten der Sensorelektrode 2 aufweist, und dass das Gegenhalteelement 26 dazu ausgebildet ist, bei einem Einbringen der Sensorelektrode 2 in die Haltestellung im Wesentlichen starr zu verbleiben.
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Durch das Gegenhalteelement 26 wird folglich eine einseitige elastische Aufnahme der Sensorelektrode 2 durch die Befestigungselemente 14 umgesetzt, wobei das Gegenhalteelement 26 als Gegenlager dient. Unter dem „im Wesentlichen starren“ Verhalten des Gegenhalteelements 26 ist hierbei zu verstehen, dass die elastischen Eigenschaften des Gegenhalteelements 26 bei den mit dem Einbringen der Sensorelektrode 2 auftretenden Kräften vernachlässigbar sind.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass das Gegenhalteelement 26 und das Befestigungselement 14 derart zueinander angeordnet sind, dass in der Haltestellung eine Druckkraft vom Befestigungselement 14 über die Sensorelektrode 2 auf das Gegenhalteelement 26 ausgeübt wird. Folglich wird die Sensorelektrode 2 durch das Befestigungselement 14 zwischen Befestigungselement 14 und Gegenhalteelement 26 eingeklemmt.
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Vorzugsweise sind das Gegenhalteelement 26 und das Befestigungselement 14 derart zueinander angeordnet, dass mit einem Herausbewegen der Sensorelektrode 2 aus der Haltestellung die auf das Gegenhalteelement 26 ausgeübte Druckkraft erhöht wird. 4e) zeigt analog zur 3d) ein Herausbewegen der Sensorelektrode 2 aus der Haltestellung, wobei durch die Eigenschaften des Befestigungselements 14 die Sensorelektrode 2 zunehmend gegen das Gegenhalteelement 26 gedrückt wird.
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Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, sind vorzugsweise mehrere Sensorelektroden 2 vorgesehen, welche mittels der Befestigungseinrichtung 12 an dem Grundkörper 9 befestigt sind. Die Sensorelektroden 2 können zumindest abschnittsweise parallel zueinander verlaufen, wodurch beispielsweise die Erfassung einer vor der Sensoranordnung 1 ausgeführten Bedienerbewegung verbessert wird.
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Vorgeschlagen wird gemäß einer weiteren Lehre ein Verfahren zur Bereitstellung einer Sensoranordnung 1 für ein Kraftfahrzeug 3, wobei die Sensoranordnung 1 zum Ermitteln von Abstandswerten zu einem Objekt mittels einer kapazitiven Sensorelektrode 2 eingerichtet ist, wobei ein Grundkörper 9 und eine Befestigungseinrichtung 12 zur Befestigung der eine Erstreckungsrichtung 13 aufweisenden Sensorelektrode 2 an dem Grundkörper 9 bereitgestellt wird, die Befestigungseinrichtung 12 aufweisend Befestigungselemente 14, welche mit dem Grundkörper 9 an einer Verbindungsstelle 15 verbunden sind und an ihrem von der Verbindungsstelle 15 abgewandten Ende einen Kopfabschnitt 16 aufweisen, wobei die Sensorelektrode 2 mit einem elastischen Verformen der Befestigungselemente 14 unter Auslenken des Kopfabschnitts 16 in eine Einbring-Auslenkrichtung um die Verbindungsstelle 15 in eine Haltestellung eingebracht wird, wobei die Sensorelektrode 2 in der Haltestellung mittels der Befestigungselemente 14 in einem Querschnitt zur Erstreckungsrichtung 13 zumindest teilweise umgriffen wird.
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Wesentlich ist hierbei, dass der jeweilige Kopfabschnitt 16 der Befestigungselemente 14 mit einem Herausbewegen der Sensorelektrode 2 aus der Haltestellung entgegen der Einbring-Auslenkrichtung belastet wird.
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Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Sensoranordnung 1 und insbesondere auf die Erläuterungen zu 3 darf verwiesen werden.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Sensorelektrode 2 beim Einbringen zwischen benachbarten, versetzt zueinander angeordneten Befestigungselementen 14 gebogen und in der Haltestellung gestreckt wird, vorzugsweise, dass die Sensorelektrode 2 beim Einbringen zwischen Befestigungselementen 14 einer Gruppe eingefädelt wird.
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Hiermit werden die beim Einbringen aufzubringenden Kräfte weiter reduziert, da die Sensorelektrode 2 in Abweichung zu 3b) im Wesentlichen entlang der Grundkörperebene 17 in das Befestigungselement 14 eingeschoben wird. Besonders von Vorteil ist hierbei die in 2 dargestellte Zuordnung von jeweils drei Befestigungselementen 14 zu Gruppen, sodass die Sensorelektrode 2 als Schlaufe zwischen das mittlere Befestigungselement 14 und die äußeren Befestigungselemente 14 einer Gruppe gelegt und eingefädelt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016123646 A1 [0003]
- DE 102014015899 A1 [0004]
