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Die Erfindung betrifft eine Sensoranbindung zum Befestigen eines Sensorelement an einem Fahrzeugbauteil, wobei das Fahrzeugbauteil eine Aufnahme für das Sensorelement aufweist und das Sensorelement mindestens teilweise in der Aufnahme angeordnet ist, und das Sensorelement mittels eines Sicherungselementes in der Aufnahme gehalten ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Sensoranbindung.
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Eine derartige Sensoranbindung ist aus der
DE 10 2019 204 658 A1 bekannt. Hierbei wird eine elektronische Komponente bzw. ein Sensorelement in einer Aufnahme angeordnet, wobei ein als Halteelement bezeichnetes Sicherungselement über eine Außenseite des Sensorelementes und der Aufnahme gestülpt sowie mit einer Außenseite der Aufnahme verrastet und/oder verschnappt ist.
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Ein derartiges Sicherungselement ist voluminös, da es sowohl das Sensorelement als auch die Aufnahme umgreift. Hierdurch erhöht sich der benötigte Bauraum. Oftmals ist jedoch der Bauraum begrenzt. Es ist daher ein Bestreben den benötigten Bauraum, insbesondere in einem Fahrzeug und/oder in einem Fahrwerk eines Fahrzeugs, zu minimieren.
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Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine Sensoranbindung und/oder ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der benötigte Bauraum minimiert ist. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einer Sensoranbindung nach Anspruch 1 und mittels eines Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
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Die erfindungsgemäße Sensoranbindung ist zum Befestigen eines Sensorelement an einem Fahrzeugbauteil ausgebildet. Insbesondere weist die Sensoranbindung das Sensorelement und das Fahrzeugbauteil auf. Das Fahrzeugbauteil kann als ein Fahrwerkbauteil ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Fahrzeugbauteil als ein Verschlussdeckel für ein Gelenk oder als ein Gelenkgehäuse eines Gelenks ausgebildet. Das Gelenk kann als ein Kugelgelenk, insbesondere ein Kugelzapfengelenk oder Kugelhülsengelenk, ausgebildet sein. Alternativ kann das Fahrzeugbauteil als ein Fahrwerklenker ausgebildet sein.
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Die Sensoranbindung kann als ein Bestandteil einer Vorrichtung zum Bestimmen einer relativen Lage von zwei beweglich miteinander oder zueinander verbundenen Gelenkteilen eines Gelenks ausgebildet sein. Vorzugsweise weist ein erstes Gelenkteil einen Magnet und ein zweites Gelenkteil einen magnetfeldempfindlichen Sensor auf. Insbesondere weist das Sensorelement einen magnetfeldempfindlichen Sensor auf. Somit kann das zweite Gelenkteil als das Sensorelement ausgebildet sein oder das zweite Gelenkteil kann das Sensorelement aufweisen. Insbesondere realisiert das zweite Gelenkteil das Fahrzeugbauteil. Der Magnet kann ein Bestandteil des, insbesondere gelenkbeweglich gelagerten, ersten Gelenkteils sein. Beispielsweise ist der Magnet in einer Gelenkkugel des ersten Gelenkteils aufgenommen. Das erste Gelenkteil kann als ein Kugelzapfen oder als eine Kugelhülse ausgebildet sein.
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Das Fahrzeugbauteil weist eine Aufnahme für das Sensorelement auf. Hierbei ist das Sensorelement mindestens teilweise in der Aufnahme angeordnet und/oder aufgenommen. Insbesondere sind das Sensorelement und die Aufnahme mindestens teilweise formkorrespondierend zueinander ausgebildet. Vorzugsweise ist die Aufnahme als ein Sackloch oder sacklochartig ausgebildet. Das Sensorelement ist mittels eines Sicherungselementes in der Aufnahme gehalten, insbesondere befestigt und/oder gesichert. Hierdurch kann ein unbeabsichtigtes Lösen des Sensorelementes von der Aufnahme verhindert sein oder werden. Erfindungsgemäß ist das Sicherungselement zwischen einem Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes und einem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme angeordnet ist.
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Hierbei ist von Vorteil, dass aufgrund der Anordnung des Sicherungselementes zwischen dem Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes einerseits und dem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme andererseits das Sicherungselement wenig Bauraum einnimmt. Hierdurch kann eine insgesamt kompakte Bauweise realisiert werden. Zugleich gewährleistet das Sicherungselement einen hinreichend festen und sicheren Halt des Sensorelementes in der Aufnahme.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Sicherungselement zwischen dem Au-ßenumfangsabschnitt des Sensorelementes und dem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme verspannt. Insbesondere drückt sich das Sicherungselement einerseits von dem Außenumfangsabschnitt und andererseits von dem Innenumfangsabschnitt ab. Eine Verspannkraft des Sicherungselementes kann in eine Richtung quer oder rechtwinklig zu einer Einpressrichtung zum Anordnen des Außenumfangsabschnittes des Sensorelementes in dem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme ausgerichtet sein.
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Gemäß einer Weiterbildung ist das Sicherungselement ringförmig ausgebildet. Hierbei kann das Sicherungselement alternativ als ein offener Ring oder als ein geschlossener Ring ausgebildet sein. Insbesondere ist das Sicherungselement aus einem Metall gebildet. Beispielsweise kann das Sicherungselement aus einem Blechmaterial hergestellt sein. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass das Sicherungselement aus einem anderen Material gebildet ist. Beispielsweise kann das Sicherungselement aus einem Kunststoffmaterial oder einem verstärkten Kunststoffmaterial gebildet sein. Insbesondere sind der Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes und der Innenumfangsabschnitt der Aufnahme jeweils ringförmig oder zylinderförmig ausgebildet. Vorzugsweise weist der Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als ein Innendurchmesser des Innenumfangsabschnittes der Aufnahme. Zwischen dem Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes und dem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme kann ein Freiraum ausgebildet sein, in dem das Sicherungselement angeordnet ist. Insbesondere ist der Freiraum ringförmig ausgebildet. Der Freiraum kann einen Spalt zwischen dem Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes und dem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme bilden. Der Freiraum oder der Spalt kann mindestens teilweise mittels des Sicherungselementes ausgefüllt sein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Sicherungselement mehrere Krallnasen auf. Die Krallnasen verkrallen sich zum Halten des Sensorelementes in der Aufnahme in den Innenumfangsabschnitt der Aufnahme. Insbesondere wirken die Krallnasen einem Ablösen und/oder Herausnehmen des Außenumfangsabschnittes des Sensorelementes aus der Aufnahme entgegen. Vorzugsweise dringen die Krallnasen mindestens teilweise in das Material des Innenumfangsabschnittes der Aufnahme und/oder des Außenumfangsabschnittes des Sensorelementes ein.
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Vorzugsweise weist das Sicherungselement mehrere erste Krallnasen und mehrere zweite Krallnasen auf. Hierbei verkrallen sich die ersten Krallnasen in den Innenumfangsabschnitt der Aufnahme und die zweiten Krallnasen in den Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes.
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Die Krallnasen können an einer Außenseite und/oder an einer Innenseite des Sicherungselementes verteilt angeordnet sein. Insbesondere sind die Krallnasen gleichmäßig in Umfangsrichtung des Sicherungselementes verteilt angeordnet. Die ersten Krallnasen und die zweiten Krallnasen können sich in zwei voneinander abgewandte Richtungen erstrecken. Die Krallnasen können als ungeformte Materialzungen des Sicherungselementes realisiert bzw. ausgebildet sein.
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Gemäß einer Weiterbildung weist das Sicherungselement in einem Bereich zwischen dem Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes und dem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme einen L-förmigen oder L-Form-artigen Querschnitt auf. Insbesondere liegt ein erster Schenkel des Sicherungselementes an dem Außenumfangsabschnitt an. Ein zweiter Schenkel des Sicherungselementes kann sich quer oder rechtwinklig von dem ersten Schenkel weg und in Richtung des Innenumfangsabschnittes der Aufnahme erstrecken. Der erste Schenkel kann an einer dem Außenumfangsabschnitt zugewandten Seite mehrere Krallnasen zum Zusammenwirken mit dem Außenumfangsabschnitt aufweisen. Insbesondere weist der zweite Schenkel an einem von dem ersten Schenkel abgewandten Rand mehrere Krallnasen zum Zusammenwirken mit dem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme auf.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Sensorelement ein Sensorgehäuse auf, wobei das Sensorgehäuse den Außenumfangsabschnitt hat und/oder bildet. Hierbei kann das Sicherungselement zum Halten an dem Außenumfangsabschnitt mindestens teilweise von Material des Sensorgehäuses umspritzt und/oder durchspritzt sein. Vorzugsweise ist das Sensorgehäuse aus einem Kunststoff oder verstärkten Kunststoff gebildet. Insbesondere weist das Sicherungselement mehrere Durchbrüche auf, die mit dem Material des Sensorgehäuses ausgefüllt sind. Hierdurch ist das Sicherungselement zuverlässig an dem Sensorgehäuse gehalten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der erste Schenkel des Sicherungselementes die mehreren Durchbrüche auf. Hierbei erstreckt sich das Material des Sensorgehäuses in Richtung des Innenumfangsabschnittes der Aufnahme durch die Durchbrüche.
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Von besonderem Vorteil ist ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Sensoranbindung, wobei der Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes in die Aufnahme gedrückt wird, und sich das Sicherungselement aufgrund des Eindrückens des Außenumfangsabschnittes des Sicherungselementes in die Aufnahme zwischen dem Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes und dem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme verkrallt.
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Gemäß einer Weiterbildung wird vor dem Eindrücken des Außenumfangsabschnittes des Sensorelementes in die Aufnahme ein Sensorgehäuse des Sensorelementes mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Hierbei wird beim Spritzgießen des Sensorgehäuses zugleich das Sicherungselement teilweise umspritzt und/oder durchspritzt, wodurch das Sicherungselement an dem Außenumfangsabschnitt befestigt wird. Hiernach kann der Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes zusammen mit dem Sicherungselement in den Innenumfangsabschnitt der Aufnahme eingedrückt werden, wodurch sich das Sicherungselement mit dem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme verkrallt.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird vor dem Eindrücken des Außenumfangsabschnittes des Sensorelementes in die Aufnahme das Sicherungselement als ein separates Bauteil auf den Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes oder in den Innenumfangsabschnitt der Aufnahme gedrückt. Hierbei verkrallt sich das Sicherungselement mit dem Außenumfangsabschnitt oder dem Innenumfangsabschnitt. Anschließend wird der Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes in den Innenumfangsabschnitt der Aufnahme gedrückt. Hierbei verkrallt sich das Sicherungselement mit dem Innenumfangsabschnitt der Aufnahme und/oder mit dem Außenumfangsabschnitt des Sensorelementes.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:
- 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranbindung,
- 2 eine perspektivische Seitenansicht eines Sensorelementes mit einem Sicherungselement zum Ausbilden der erfindungsgemäßen Sensoranbindung gemäß 1, und
- 3 eine perspektivische Seitenansicht eines weiteren Sicherungselementes zum Ausbilden einer erfindungsgemäßen weiteren Sensoranbindung.
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1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sensoranbindung 1. Die Sensoranbindung 1 ist zum Befestigen eines Sensorelementes 2 an einem Fahrzeugbauteil 3 ausgebildet. Das Fahrzeugbauteil 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Verschlussdeckel für ein hier nicht näher dargestelltes Kugelgelenk ausgebildet. Das Fahrzeugbauteil 3 weist eine Aufnahme 4 auf. Die Aufnahme 4 ist hier beispielhaft sacklochartig ausgebildet. Des Weiteren ist die Aufnahme 4 bei diesem Ausführungsbeispiel mittels eines ringförmigen Kragens 5 gebildet.
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Das Sensorelement 2 weist einen Sensor 6 auf, der innerhalb eines Sensorgehäuses 7 des Sensorelementes 2 angeordnet ist. Der Sensor 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein magnetfeldempfindlicher Sensor ausgebildet, der mit einem hier nicht näher dargestellten Magnet zusammenwirkt. Ein entsprechender Magnet kann beispielsweise in einer Kugel eines Kugelzapfens oder einer Kugelhülse angeordnet sein.
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Das Sensorelement 2 ist zumindest teilweise in der Aufnahme 4 angeordnet. Um ein unbeabsichtigtes Lösen des Sensorelementes 2 aus der Aufnahme 4 zu verhindern, ist das Sensorelement 2 mittels eines Sicherungselementes 8 in der Aufnahme 4 gehalten bzw. gesichert. Das Sicherungselement 8 ist zwischen einem Außenumfangsabschnitt 9 des Sensorelementes 2 und einem Innenumfangsabschnitt 10 der Aufnahme 4 angeordnet. Der Außenumfangsabschnitt 9 des Sensorelementes 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mittels eines Gehäusevorsprungs 11 des Sensorgehäuses 7 gebildet. Zwischen dem Außenumfangsabschnitt 9 des Sensorelementes 2 und dem Innenumfangsabschnitt 10 der Aufnahme 4 ist ein Freiraum 12 gebildet, in dem das Sicherungselement 8 angeordnet ist. Der Freiraum 12 bildet somit eine Art Spalt zwischen dem Außenumfangsabschnitt 9 und dem Innenumfangsabschnitt 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Freiraum 12 ringförmig ausgebildet.
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Das Sicherungselement 8 ist zwischen dem Außenumfangsabschnitt 9 und dem Innenumfangsabschnitt 10 verspannt. Hierbei drückt sich das Sicherungselement 8 einerseits von dem Außenumfangsabschnitt 9 und andererseits von dem Innenumfangsabschnitt 10 ab. Des Weiteren ist das Sicherungselement 8 im Wesentlichen bzw. hinsichtlich seiner Grundform ringförmig ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Sicherungselement 8 aus einem Metall bzw. einem Metallblech gebildet. Auch der Außenumfangsabschnitt 9 und der Innenumfangsabschnitt 10 sind bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils ringförmig. Der Außenumfangsabschnitt 9, das Sicherungselement 8 und der Innenumfangsabschnitt 9 sind konzentrisch zueinander angeordnet.
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In dem Bereich zwischen dem Außenumfangsabschnitt 9 und dem Innenumfangsabschnitt 10 hat das Sicherungselement 8 bei diesem Ausführungsbeispiel einen L-förmigen oder zumindest L-Form-artigen Querschnitt.
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Das Sicherungselement 8 weist mehrere Krallnasen 13 auf, wobei sich die Krallnasen 13 zum Halten des Sensorelementes 2 in der Aufnahme 4 in den Innenumfangsabschnitt 10 der Aufnahme 4 verkrallen. Die Krallnasen 13 wirken einem Ablösen oder Herausziehen des Sensorelementes 2 von bzw. aus der Aufnahme 4 entgegen.
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2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des Sensorelementes 2 mit dem Sicherungselement 8 zum Ausbilden der erfindungsgemäßen Sensoranbindung 1 gemäß 1. Gleiche Merkmale tragen die gleichen Bezugszeichen wie zuvor. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
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Ein erster Schenkel 14 des Sicherungselementes 8 liegt an dem Außenumfangsabschnitt 9 des Sensorelementes 2 an. Ein zweiter Schenkel 15 des Sicherungselementes 8 erstreckt sich quer bzw. rechtwinklig von dem ersten Schenkel 14 weg und in dem montierten Zustand gemäß 1 in Richtung des Innenumfangsabschnittes 10. Ein von dem ersten Schenkel 14 abgewandter Rand des zweiten Schenkels 15 weist die mehreren Krallnasen 13 auf. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Krallnasen 13 mit einem Bezugszeichen versehen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Sicherungselement 8 zum Halten an dem Außenumfangsabschnitt 9 teilweise von Material des Sensorgehäuses 7 bzw. des Gehäusevorsprunges 11 durchspritzt. Hierzu weist das Sicherungselement 8 bei diesem Ausführungsbeispiel mehrere Durchbrüche 16 auf, die mit dem Material des Sensorgehäuses 7 bzw. des Gehäusevorsprunges 11 ausgefüllt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Durchbrüche 16 als runde Durchgangslöcher realisiert. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Durchbrüche 16 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Durchbrüche 16 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt am Sicherungselement 8 bzw. im ersten Schenkel 14 ausgebildet.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird bei der Herstellung des Sensorgehäuses 7 mittels eines Spritzgussverfahrens zugleich das Sicherungselement 8 teilweise umspritzt und die Durchbrüche 16 durchspritzt. Hierdurch ist das Sicherungselement 8 zuverlässig an dem Außenumfangsabschnitt 9 des Sensorelementes 2 befestigt.
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Beim Eindrücken des Außenumfangsabschnittes 9 des Sensorelementes 2 in die Aufnahme 4 gemäß 1 verkrallt sich das Sicherungselement 8 bzw. verkrallen sich die Krallnasen 13 am Innenumfangsabschnitt 10 der Aufnahme 4.
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3 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines weiteren Sicherungselementes 17 zum Ausbilden einer erfindungsgemäßen weiteren Sensoranbindung. Das Sicherungselement 17 ist hinsichtlich seiner Grundform ringförmig und bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Metallblech gebildet. Des Weiteren weist das Sicherungselement 17 einen L-förmigen oder zumindest L-Form-artigen Querschnitt mit einem ersten Schenkel 14 und einem zweiten Schenkel 15 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Schenkel 14 mittels mehrerer in Umfangsrichtung des Sicherungselementes 17 voneinander separierter Segmente 18 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Sicherungselement 17 insgesamt vier Segmente 18 auf.
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Des Weiteren hat das Sicherungselement 17 mehrere erste Krallnasen 19 und mehrere zweite Krallnasen 20. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Krallnasen 19, 20 mit einem Bezugszeichen versehen. Die ersten Krallnasen 19 dienen zum Verkrallen mit dem Innenumfangsabschnitt 10 der Aufnahme 4 gemäß 1. Die zweiten Krallnasen 20 dienen zum Verkrallen mit dem Außenumfangsabschnitt 9 des hier nicht näher dargestellten Sensorelementes 2. Die ersten Krallnasen 19 sind somit an einem von dem ersten Schenkel 14 abgewandten Rand des zweiten Schenkels 15 ausgebildet. Die zweiten Krallnasen 20 sind an einer Innenseite des ersten Schenkels 14 bzw. jeweils an einer Innenseite eines Segments 18 ausgebildet. Hierbei sind die ersten Krallnasen 19 schräg nach außen und die zweiten Krallnasen 20 schräg nach innen gerichtet. Des Weiteren sind die ersten Krallnasen 19 und die zweiten Krallnasen 20 bei diesem Ausführungsbeispiel in einander entgegen gesetzte Richtungen gerichtet.
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Das Sicherungselement 17 wird als ein separates Bauteil vor dem Eindrücken des Außenumfangsabschnittes 9 des Sensorelementes 2 in die Aufnahme 4 wahlweise auf den Außenumfangsabschnitt 9 des Sensorelementes 2 oder in den Innenumfangsabschnitt 10 der Aufnahme 4 gedrückt. Hierbei verkrallt sich das Sicherungselement 8 mit dem Außenumfangsabschnitt 9 oder dem Innenumfangsabschnitt 10. Anschließend wird der Außenumfangsabschnitt 9 in den Innenumfangsabschnitt 10 gedrückt, wobei sich das Sicherungselement 8 mit dem Innenumfangsabschnitt 10 bzw. mit dem Außenumfangsabschnitt 9 verkrallt. In dem hier nicht näher dargestellten montierten Zustand verkrallt sich das Sicherungselement 8 somit einerseits mit dem Außenumfangsabschnitt 9 und andererseits mit dem Innenumfangsabschnitt 10. Das Sensorelement 2 ist hierdurch zuverlässig an dem Fahrzeugbauteil 3 gehalten.
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Bezugszeichen
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- 1
- Sensoranbindung
- 2
- Sensorelement
- 3
- Fahrzeugbauteil
- 4
- Aufnahme
- 5
- Kragen
- 6
- Sensor
- 7
- Sensorgehäuse
- 8
- Sicherungselement
- 9
- Außenumfangsabschnitt
- 10
- Innenumfangsabschnitt
- 11
- Gehäusevorsprung
- 12
- Freiraum
- 13
- Krallnase
- 14
- erster Schenkel
- 15
- zweiter Schenkel
- 16
- Durchbruch
- 17
- Sicherungselement
- 18
- Segment
- 19
- erste Krallnase
- 20
- zweite Krallnase
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019204658 A1 [0002]
