DE19626291A1 - Befestigungshülse für Ultraschallwandler mit selbstsichernder Befestigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungshülse für Sensoren oder andere an der Oberfläche eines Fahrzeugs zu befestigen­ de Einrichtungen. Derartige Befestigungshülsen werden ins­ besondere für Sensoren beispielsweise Ultraschallwandler benötigt, die an Stoßfängern befestigt werden sollen. Dabei ragt das offene Ende des Ultraschallwandlers durch eine ent­ sprechende Öffnung in dem Stoßfänger durch diesen durch, so daß Ultraschallwellen oder geeignete andere Wellen in die Umgebung des Fahrzeugs abgestrahlt und von dort wieder emp­ fangen werden können. Um zu verhindern, daß der Stoßfänger aus der Öffnung herausfällt, wird dieser in an sich bekann­ ter Weise durch einen Befestigungsring gesichert, welcher auf das hinter dem Stoßfänger liegende Ende des Wandlers aufgerastet wird. Da gleichzeitig noch verhindert werden soll, daß der in die Stoßfängeröffnung eingesteckte Wandler sich innerhalb der Öffnung bewegt und möglicherweise Klap­ pergeräusche erzeugt, wird der Wandler durch eine Spiralfe­ der mit seinem an seinem Vorderende befindlichen Bund gegen die Außenfläche des Stoßfängers gezogen, wobei sich die Fe­ der mit ihrem anderen Ende an dem Befestigungsring abstützt.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in der DE-OS 38 12 182 beschrieben. Nachteilig hierbei ist, daß einerseits der Wandler selbst mit einem Bund versehen sein muß, dessen Kontur sich an die Formgestaltung des Stoßfängers anpaßt.

Des weiteren muß die Öffnung in dem Stoßfänger an den Durch­ messer des Wandlers angepaßt sein. Schließlich werden noch geeignete Spiralfedern benötigt, die in ihrem Durchmesser wieder an den Durchmesser des Wandlers angepaßt sein müssen.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 195 28 474 (P 7940) wurde bereits vorgeschlagen, die Lage von Befestigungsring und Wandler insoweit zu vertauschen, daß der Befestigungsring durch den Stoßdämpfer gesteckt und der Wandler mit dem Befestigungsring verrastet wird. Auch bei dieser Konstruktion ist wiederum eine Spiralfeder notwendig, welche den Befestigungsring mit Vorspannung gegen die Außen­ fläche des Stoßdämpfers zieht. Vorteilhaft bei dieser vor­ geschlagenen Version ist allerdings, daß nicht mehr der Wandler selbst an den Stoßdämpfer angepaßt werden muß, son­ dern nur noch der Befestigungsring, der somit gleichsam als Adapter zwischen Wandler und Stoßdämpfer wirken kann.

Die vorliegende Erfindung geht daher aus von einer Befesti­ gungshülse der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 er­ gebenden Gattung. Aufgabe der Erfindung ist es, die Befesti­ gungshülse insofern noch weiter zu verbessern, als die Wir­ kung der bekannten Spiralfeder noch in die Befestigungshülse selbst integriert wird, so daß sich die Befestigungshülse selbst in der Öffnung des Stoßfängers zu halten vermag.

Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, federnde Rastmittel an der Befestigungshülse vorzusehen, wobei die Federwirkung der Rastmittel gestattet, die Befestigungshülse durch die vorbereitete Öffnung in den Stoßfänger zu schieben, da die Rastmittel dem Rand der Öffnung ausweichen können. Nachdem die Befestigungshülse bis zu einem geeigneten Anschlag durch die Stoßfängeröffnung hindurchgeschoben ist, werden die fe­ dernden Rastmittel nicht mehr durch die Kontur der Öffnung radial nach innen gehalten, sondern können sich radial nach außen bewegen, so daß sie die Innenwand des Stoßfängers hin­ tergreifen, so daß die Befestigungshülse in axialer Richtung durch Anschlag und Rastmittel gehalten ist. Die Wirkung der an sich bekannten Spiralfeder wird somit durch federnde Rastnasen ersetzt.

Um mit einfachen Mitteln eine gute Federwirkung für die Rastnasen zu erreichen, wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung gemäß den Merkmalen nach Anspruch 2 jede der Rastnasen an das frei bewegliche Ende eines Federarms ge­ setzt, dessen anderes Ende einstückig mit der Befestigungs­ hülse beispielsweise durch ein einstückiges Gußteil verbun­ den ist. Hierdurch können die Rastnasen beim Durchschieben der Betätigungshülse durch die Stoßfängeröffnung derart weit in den Innenraum der Hülse verschwenkt werden, daß sie nicht mehr aus dem Kreisumfang der Befestigungshülse vorstehen und so leicht durch die Öffnung geschoben werden können.

Sowohl die Fertigung des Stoßdämpfers selbst als auch der Öffnung für die Befestigungshülse sowie auch die Fertigung der Befestigungshülse selbst ist Toleranzen unterworfen. Um nun zu erreichen, daß unter keinen Umständen die in der Öff­ nung befestigte Hülse Spiel besitzt und möglicherweise Klap­ pergeräusche von sich gibt, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 3. Das Prinzip dieser Verbesserung besteht darin, die radial nach außen gerichtete Schwenkbewegung der Rastmittel gleichzeitig dafür auszunutzen, daß die Befestigungshülse in ihrer Längs­ richtung mit ihrem Anschlag gegen den äußeren Rand der Öff­ nung gezogen wird. Dabei macht man von der Möglichkeit Ge­ brauch, daß beim Durchschieben der Befestigungshülse durch die Öffnung die Rastnasen an ihren Federarmen nach innen verschwenkt werden. Erst wenn die Befestigungshülse bis zum Anschlag in die Öffnung gesteckt ist, schwenken die Feder­ arme mit den Nasen wieder nach außen. Haben die Federarme oder die Rastnasen eine entsprechend ausgestaltete keilför­ mige Kontur ihrer radial verlaufenden, der Innenwand des Stoßfängers zugewandten Stirnfläche, so werden die durch die Federkraft radial nach außen verschwenkten Keile wirksam und ziehen, sich an der Innenwand des Stoßfängers abstützend, die Befestigungshülse in ihrer Längsrichtung nach innen ge­ gen den Anschlag. Dieser Anschlag kann beispielsweise die Form eines ringförmigen Bundes oder eines Bundes haben, der aus Ringabschnitten besteht. Ein wichtiges Prinzip der ge­ nannten Verbesserung besteht somit darin, daß der Teil der zweiten Haltemittel, welcher den geringsten Abstand zur In­ nenwand des Stoßfängers bzw. des Anschlages an der Befesti­ gungshülse selbst besitzt, während des Durchschiebens der Hülse durch die Öffnung in den Innenraum der Hülse ver­ schwenkt wird, so daß beim Herausschwenken der ersten Halte­ mittel diese infolge der Keilform den Bund der Hülse (An­ schlag) gegen die Außenwand des Stoßdämpfers ziehen und die­ sen somit elastisch sichern.

Um die Sicherungswirkung der erfindungsgemäßen Befestigungs­ hülse noch zu verbessern, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Hier­ durch ergibt sich das Prinzip, daß die Federarme nicht nur aufgrund ihrer immanenten Federwirkung nach dem Passieren der Öffnung versuchen nach außen zu schwenken, sondern daß diese zusätzlich aufgrund ihrer im spannungsfreien Zustand in den Innenraum der Hülse ragenden Vorsprünge beim Einfüh­ ren des Sensors in den Innenraum der Hülse nach außen ge­ preßt werden. Das Verkeilen findet somit nicht nur durch die Federwirkung der Federarme selbst, sondern auch durch die Spreizwirkung des in den Innenraum der Hülse geschobenen Sensorgehäuses statt. Als Folge davon wird auch der Sensor selbst durch die Reibungskraft der elastisch nach innen ra­ genden Vorsprünge der Federarme fest in der Hülse gehalten, so daß es nicht unbedingt zusätzlicher Haltemittel bedarf, die den Sensor in der Hülse halten. Es können aber auch zu­ sätzlich Anschläge vorgesehen sein, welche die Bewegung des Sensors in Längsrichtung in der Hülse in Richtung Stoßfänger begrenzen. Um den Stoßfänger zusätzlich noch in beiden Rich­ tungen zu sichern, kann an der Befestigungshülse ein Rastha­ ken vorgesehen sein, welcher einen entsprechenden Ansatz an dem Sensor ergreift.

Entsprechend der Merkmalskombination nach Anspruch 5 können die zweiten Haltemittel zum Verkeilen der Befestigungshülse aus besonderen Ansätzen gebildet sein, welche die beschrie­ benen Keile darstellen. Diese Keile können auf der Rastnase aufsitzen oder einen Teil von dieser bilden, wodurch sich eine einfache Ausgestaltung ergibt. Sie können aber auch von den Rastnasen getrennt an speziellen Orten der Befestigungs­ hülse vorgesehen sein, so daß die ein Verlieren der Hülse verhindernden ersten Haltemittel und die elastisch verkei­ lenden zweiten Haltemittel an verschiedenen Stellen des Hül­ senumfangs angeordnet sind.

Es kann die Gefahr bestehen, daß die zweiten Haltemittel nicht elastisch genug der Innenwand ausweichen können, wenn diese durch das Einschieben des Sensors radial kräftig nach außen gedrückt werden. Hierzu empfiehlt sich in Weiterbil­ dung der Erfindung die aus Anspruch 7 sich ergebende Merk­ malskombination. Es werden somit die zweiten Haltemittel selbst elastisch gegenüber den Rastnasen angeordnet, so daß die Keile einer in Längsrichtung der Hülse auf sie einwir­ kenden Kraft in bestimmtem Maße ausweichen können, so daß eine Zerstörung der Haltemittel verhindert wird. Den Befe­ stigungspunkt dieser elastischen zweiten Mittel wird man dabei möglichst weit radial nach innen setzen, so daß die elastischen Keilenden leicht unter die Innenfläche der Stoß­ fänger gleiten können und bei einem Auswärtsverschwenken der Keile die in axialer Richtung gegen die Innenwand ausgeübte Kraft wächst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 die Hülse in perspektivischer Darstellung von schräg hinten gesehen und

Fig. 2 die Hülse nach Fig. 1 in perspektivischer Darstel­ lung schräg von vorn gesehen.

Fig. 3, 4 das Prinzip einer Verbesserung der Erfindung.

Das Prinzip der Wirkungsweise einer derartigen Hülse wird im folgenden nur soweit erläutert, wie Abweichungen zu der in der deutschen Patentanmeldung 195 28 474 (P 7940) beschriebe­ nen Befestigungsanordnung bestehen. Der Inhalt dieser ge­ nannten Schrift ist somit auch Inhalt der vorliegenden An­ meldung. Entsprechendes gilt hinsichtlich der vorbekannten DE-OS 38 12 182.

Die Befestigungshülse 1 ist im wesentlichen ein Hohlzylinder mit einem umlaufenden, vom Durchmesser der Hülse abstehenden ringförmigen Bund 2. Dieser Bund gelangt beim Durchschieben der Hülse durch die Öffnung in dem Stoßfänger am äußeren Rand der Öffnung zur Anlage und bildet somit in dieser Bewe­ gungsrichtung der Hülse einen Anschlag. Die Befestigungs­ hülse 1 besitzt an ihrem entgegengesetzten Ende zwei Rastla­ schen 3, durch welche ein in die Hülse eingeschobener, in der Zeichnung nicht dargestellter Sensor mit entsprechenden Vorsprüngen eingerastet werden kann. Damit ist die Lage des Sensors gegenüber der Befestigungshülse 1 fixiert.

Zur Festlegung des Drehwinkels des Sensors gegenüber der Hülse 1 ist diese mit einer Zentriernut 4 versehen, in die ein entsprechender Vorsprung an dem Sensor eingeführt wird.

Für die Erfindung wichtig sind nun die Federarme 5 an dem dem Stoßfänger zugewandten Ende der Hülse 1. Diese einstüc­ kig an die Hülse 1 angegossenen Federarme 5 sind an ihren freien Enden mit Rastnasen 6 versehen, deren Stirnflächen 7 die Innenwand des Stoßfängers hintergreifen, so daß die Hül­ se 1 gegenüber dem Rand der zugehörigen Öffnung in dem Stoß­ fänger in beiden Längsrichtungen gesichert ist. Die Stirn­ fläche kann dabei gegenüber der Innenfläche des nicht dar­ gestellten Stoßfängers keilförmig geneigt sein, so daß sich die Stirnwand 7 beim Herausschwenken der Rastnase 6 verkeilt und somit die Befestigungshülse in axialer Richtung gegen­ über dem Stoßfänger elastisch sichert. Die Elastizität der an der Innenwand angreifenden Stirnfläche läßt sich durch ein an dem Federarm angesetztes zweites Haltemittel verbes­ sern, welches aus einem Federbügel 8 besteht. Der Federbügel hat im wesentlichen eine Winkelform, wobei der Bügelarm etwa in einer Ebene mit dem Federarm 5 liegt. Die Bügelstirnflä­ che 10 ist zu dem Bügelarm 9 nach außen schräg und keilför­ mig geneigt und gegenüber dem Federarm 5 elastisch ver­ schwenkbar. Außerdem ragt in Richtung Innenfläche des Stoß­ dämpfers das äußerste Ende der Bügelstirnfläche über das äußere Ende der Stirnfläche 7 der Rastnase 6. Gegenüber den Stirnflächen 7 kann also die Bügelstirnfläche 10 in Längs­ richtung der Hülse 1 um ein gewisses Maß ausweichen, welches die Bügelfeder vor Bruch schützt.

Für die erfindungsgemäße Befestigungshülse wichtig ist wei­ terhin, daß im entspannten Zustand der Hülse Vorsprünge 11, 12 in den Innenraum der Hülse ragen und somit die innere Mantelfläche der Hülse schneiden. Wird nun der nicht dar­ gestellte im wesentlichen zylinderförmige und mit den Innen­ abmessungen der Hülse korrespondierende Sensor in die Hülse geschoben, so werden diese Vorsprünge 10, 11 nach außen ge­ drückt und somit auch die Stirnflächen 7, 10 unter die Innen­ fläche des Stoßfängers gepreßt. Hierdurch wird die Befesti­ gungshülse elastisch gegenüber dem Stoßfänger gesichert. Gleichzeitig sorgt der auf die Außenfläche des Sensors durch die Federarme ausgeübte Widerstand für einen elastischen und sicheren Halt des Sensors innerhalb der Hülse.

Fig. 3 und 4 zeigen das Prinzip der Keilwirkung beim Heraus­ schwenken der Federarme 5. Fig. 3 zeigt ausschnittsweise den in einer vorzugsweise kreisrunden Öffnung 23 des Stoßdämp­ fers 21 eingefügte Befestigungshülse, die mit ihrem Bund 2 an der Außenfläche des Stoßdämpfers anliegt. Die in Fig. 3 bei noch nicht eingeschobenem Wandler 20 in ihrer Ruhestel­ lung befindlichen Federarme 5 weisen mit ihren Vorsprüngen in den zylinderförmigen Innenraum des Befestigungsrings 1. Wird nun der Wandler 20 gemäß Fig. 4 in die Hülse 1 einge­ schoben, so werden die Vorsprünge 22 nach außen gedrängt, so daß sie die Innenwand 24 des Stoßdämpfers 21 hintergreifen und somit die Befestigungshülse 1 in axialer Richtung si­ chern. Dabei kann, wie weiter oben schon erläutert, im ent­ spannten Zustand die Rastnase entsprechend Fig. 1 und 2 et­ was radial nach außen über den Kreisumfang der Befestigungs­ hülse 1 vorstehen. Die Erfindung läßt sich somit zusammen­ fassend wie folgt beschreiben.

Ein Ultraschallwandler soll im Fahrzeug (z. B. im Stoßfänger) befestigt werden. Die vorgeschlagene Lösung besteht aus ei­ ner einteiligen Halterung, die in eine zylindrische Bohrung eingesteckt wird. Sie überdeckt eventuelle Stanz- oder Schnittgrate der Bohrung, kompensiert Dickentoleranzen des Stoßfängers und zeichnet sich durch hohe Haltekräfte und einfache Montage aus.

Der Halter weist an der Vorderseite einen Bund auf, der sich an der Stoßfängeraußenkontur abstützt. Am Umfang befinden sich ein oder mehrere Rasthaken, die beim Einstecken des Halters leicht mit dem Stoßfänger verclipsen, beim anschlie­ ßenden Eindrücken des Wandlers aber von innen aufgespreizt werden. Sie gleichen so durch ihre Klemmwirkung Toleranzen aus und verhindern eine Demontage ohne vorherigen Ausbau des Wandlers.

Vorteile:
einfache Montage
selbtsichernde Befestigung ohne Schweißen, Kleben etc.
Toleranzausgleich
nur ein Bauteil
Abdeckung der Schnittkante.

Aufspreizende Rasthaken mit Klemmwirkung; es kann am Stoß­ fänger auch eine zylindrische Hülse angespritzt sein, die den Halter umschließt und die am Umfang Fenster aufweist, in die die Rasthaken des Halters eingreifen. Dann kann der Bund am Halter entfallen und eine bündige Oberfläche erzielt wer­ den.

Claims (8)

1. Befestigungshülse (1) zur Befestigung eines Gehäuses eines Sensors an der Oberfläche eines Fahrzeugs, vor­ zugsweise eines Ultraschallwandlers an der Außenfläche eines Stoßfängers, wobei die Befestigungshülse (1) von außen durch eine Öffnung in den Stoßfänger ragt und durch einen Anschlag (2) am Passieren der Stoßfängeröff­ nung gehindert ist, wobei erste federnde Haltemittel vorgesehen sind, die die Innenwand des Stoßfängers mit ihrem einen Endbereich hintergreifen und ein Herausglei­ ten der Befestigungshülse entgegen der Einbaurichtung verhindern und daß die ersten federnden Haltemittel sich in ihrem anderen Endbereich an der miteinander lösbar verbundenen Einheit aus Befestigungsring und Sensorge­ häuse abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten federnden Haltemittel (5, 6, 7) federnde Rastnasen sind.

2. Befestigungshülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rastnasen (6) an dem einen Ende von radial ausschwenkbaren Federarmen (5) sitzen, deren anderes Ende einstückig mit der Befestigungshülse (1) verbunden ist.

3. Federhülse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rastnasen (6) und/oder die Federarme (5) mit zweiten Haltemitteln (7) versehen sind, die bei ei­ ner radial nach außen gerichteten Verschwenkung den lichten Abstand zwischen der Innenfläche des Stoßfängers und der dieser Innenfläche im wesentlichen zugewandten Stirnfläche (7) von Rastnase (8) und/oder Federarme (5) verkleinern.

4. Befestigungshülse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rastnasen (8) und/oder die Federarme (5) derart mit Vorsprüngen (11, 12) in den In­ nenraum der Befestigungshülse ragen, daß sie beim Ein­ führen des Sensorgehäuses radial nach außen verschwenkt werden.

5. Befestigungshülse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweiten Haltemittel aus einem im wesentlichen zum Anschlag hin weisenden Ansatz (8, 9, 10) gebildet sind, welcher bei einer radial nach außen ge­ richteten Bewegung des zugehörigen Federarms (5, 9) auf die Innenfläche des Stoßfängers einwirkt.

6. Befestigungsgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stirnfläche des Ansatzes (6, 10) in radialer Richtung nach außen keilförmig gegenüber der Innenwand des Stoßfängers geneigt ist.

7. Befestigungshülse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweiten Haltemittel vor­ zugsweise von dem Endbereich des Federarms (5) und/oder der Rastnase (8) abgehende, radial nach außen ver­ schwenkbare federnde Bügel (9, 10) sind.

8. Befestigungshülse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Federbügel am Boden einer Nut der Rastnase (6) einstückig mit dieser verbunden ist.