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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung an einer Windschutzscheibe
eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs
1.
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Aus
der
DE 103 25 350
A1 ist eine Spiegelanordnung an einer Windschutzscheibe
eines Kraftfahrzeugs bekannt, die eine an die Windschutzscheibe
angeklebte Trägerplatte
aufweist. An dieser Trägerplatte
ist eine Anpressfeder vorgesehen, mit deren Hilfe ein elektrisches
Bauteil, wie z.B. ein Sensorelement, gegen die Windschutzscheibe
angedrückt werden
kann. Desweiteren ist eine Abdeckung vorgesehen, die an der Trägerplatte
befestigbar ist und die im montierten Zustand die Trägerplatte,
eine scheibenfeste Spiegelhalterung zum Haltern eines Spiegelfußes, die
Anpressfeder und das besagte elektrische Bauteil abdeckt.
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Beim
Anbringen von Komponenten an einer Windschutzscheibe besteht stets
das Problem, dass einerseits aufgrund der im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden
Erschütterungen
eine feste Anbindung der Komponenten an der Windschutzscheibe erforderlich
ist. Andererseits ist die Windschutzscheibe hohen Temperaturschwankungen
ausgesetzt, so dass unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten
zwischen der Windschutzscheibe und den daran angebrachten Komponenten
eine sichere Anbindung an der Windschutzscheibe erschweren.
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Hier
setzt die vorliegende Erfindung an. Die Erfindung beschäftigt sich
mit dem Problem, für
eine Sensoranordnung der eingangs genannten Art eine verbesserte
Ausführungsform
anzugeben, die sich insbesondere durch eine sichere und temperaturbeständige Fixierung
der jeweiligen Komponenten an der Windschutzscheibe auszeichnet.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
den Gegenstand des unabhängigen
Anspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an der Windschutzscheibe
einen Halter aus Sintermetall zu befestigen und am Halter einen Träger aus
Kunststoff anzubringen, an dem dann die Abdeckung befestigt werden
kann. Die Verwendung von Sintermetall für den Halter hat den großen Vorteil,
dass Sintermetalle hinsichtlich ihrer Eigenschaften relativ exakt
moduliert werden können,
so dass es insbesondere möglich
ist, ein Sintermetall zu schaffen, das im wesentlichen denselben
Temperaturausdehnungskoeffizienten wie die Windschutzscheibe aufweist.
In der Folge kommt es auch bei großen Temperaturenschwankungen
zu keinen nennenswerten Relativbewegungen zwischen Windschutzscheibe
und daran befestigtem Halter. Die Fixierung des Halters an der Windschutzscheibe
kann dadurch besonders fest und temperaturbeständig ausgestaltet werden.
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Von
besonderem Vorteil ist bei der Erfindung außerdem das Merkmal, wonach
am Halter ein Träger
aus Kunststoff angebracht ist. Denn mit Hilfe des Trägers ist
es möglich,
die Abdeckung über
den Träger
indirekt am Halter zu befestigen. Dies hat vor allem den Vorteil,
dass neben dem Halter kein zusätzliches
Trägerelement
zum Befestigen der Abdeckung an der Windschutzscheibe fixiert werden
muss. Die Anbringung von solchen zusätzlichen Trägerelementen an der Windschutzscheibe
ist in der Praxis mit großen
Problemen verbunden, da die Anbindung üblicherweise mit einer Verklebung
erfolgt und da diese Verklebung im Rahmen des Windschutzscheibeneinbaus
bei der Montage des Fahrzeugs erfolgt. Das Ankleben dieser Trägerelement
lässt sich üblicherweise nur
mit einer vergleichsweise großen
Fehlerrate realisieren, da insbesondere häufig eine unerwünschte Blasenbildung
in der Verklebung zu beobachten ist. Durch die erfindungsgemäße Anbringung
des Trägers
am Halter entfällt
das Befestigen, insbesondere das Ankleben, eines solchen Trägerelements
an der Windschutzscheibe. Dementsprechend reduziert sich die Fehlerquote.
Darüber
hinaus kann der Träger
bereits zusammen mit dem Halter an der Windschutzscheibe montiert
werden, was üblicherweise im
Rahmen der Herstellung der Windschutzscheibe serienmäßig und
automatisiert mit hoher Präzision realisierbar
ist.
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Ein
weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Bauweise wird darin gesehen,
dass der Träger
ohne weiteres hinsichtlich einer Variantenbildung modifiziert werden
kann, beispielsweise um unterschiedliche Abdeckungen zu realisieren
oder beispielsweise um weitere Komponenten mit Hilfe des Trägers an
der Windschutzscheibe zu fixieren. Die Modifikationen des Trägers können dabei
so durchgeführt
werden, dass stets derselbe Halter verwendet werden kann. Auf diese
Weise können
Kosten eingespart werden, da Kunststoffträger wesentlich preiswerter
in verschiedenen Varianten herstellbar sind als Sintermetallhalter.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche
oder ähnliche
Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
stark vereinfachte geschnittene Ansicht einer Sensoranordnung nach
der Erfindung,
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2 eine
Ansicht wir in 1, jedoch bei einer anderen
Ausführungsform,
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3 eine
teilweise transparente Draufsicht auf eine Sensoranordnung nach
der Erfindung bei einer weiteren Ausführungsform.
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Entsprechend
den 1 bis 3 umfasst eine Sensoranordnung 1 nach
der Erfindung einen Halter 2, der an einer Windschutzscheibe 3 eines Kraftfahrzeugs
befestigt ist, sowie zumindest ein Sensorelement 4, das
ebenfalls an der Windschutzscheibe 3 befestigt ist. Desweiteren
ist eine Abdeckung 5 vorgesehen, welche im montierten Zustand den
Halter 2 und das Sensorelement 9 abdeckt, also zur
Windschutzscheibe 3 hin umschließt.
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Erfindungsgemäß besteht
der Halter 2 aus einem Sintermetall, das so moduliert ist,
dass es etwa denselben Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweist
wie die Windschutzscheibe 3. An diesem Halter 2 ist
ein Träger 6 aus
einem Kunststoff angebracht. Erfindungsgemäß ist nun die Abdeckung 5 an diesem
Träger 6 befestigt,
d.h., die Abdeckung 5 ist über den Träger 6 indirekt am
Halter 2 und somit an der Windschutzscheibe 3 befestigt.
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Der
Halter 2 ist vorzugsweise ringförmig ausgestaltet und kann
grundsätzlich
ein beliebiges Profil aufweisen. Bevorzugt wird eine Art L-Profil,
durch das der Halter 2 eine besonders große, der
Windschutzscheibe 3 zugewandte Fläche aufweist. Über diese
Fläche
ist der Halter 2 an die Windschutzscheibe 3 angeklebt.
Die Verklebung erfolgt vorzugsweise mit einem PU-Kleber 7, wobei „PU" für Polyurethan steht.
Die Verklebung des Halters 2 bzw. der PU-Kleber ist in
den 1 und 2 mit 7 bezeichnet.
Mit Hilfe des PU-Klebers kann eine besonders feste Verbindung zwischen
dem Sintermetall des Halters 2 und dem Glas der Windschutzscheibe 3 hergestellt werden.
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Der
Träger 6 kann
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
an den Halter 2 angespritzt sein. Durch das Anspritzen
des Trägers 6 an
den Halter 2 kann eine besonders intensive Anbindung, z.B.
durch die Adhäsionswirkung
des angespritzten Kunststoffs, erzielt werden. Desweiteren ist es
grundsätzlich möglich, die
Formgebung des Halters 2 so zu wählen, dass sich für den angespritzten
Träger 6 ein Formschluss
ergibt, der ein Entfernen des Trägers 6 vom
Halter 2 ohne Zerstörung
des Trägers 6 verhindert.
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Alternativ
ist es zumindest bei dem ringförmigen
Halter 2 möglich,
den Träger 6 als
separates Bauteil herzustellen, dass ebenfalls ringförmig ausgestaltet
ist und hinsichtlich seiner Dimensionierung so auf den Halter 2 abgestimmt
ist, dass es mittels einer Presspassung am Halter 2 festlegbar
ist. Beispielsweise kann der ringförmige Träger 6 wie in 1 radial
außen
auf den Halter 2 mit einer Presspassung aufgepresst werden.
Ebenso ist es gemäß 2 (links)
und gemäß 3 möglich, den
ringförmigen
Träger 6 radial
innen in den Halter 2 einzupressen. Desweiteren ist es
grundsätzlich
möglich, den
Träger 6 mit
einem U-Profil zu versehen, in welches der Halter 2, wie
in 2 rechts gezeigt, eingepresst werden kann, wobei
sich dann bei entsprechender Presspassung eine Verspannung radial nach
innen und radial nach außen
ausbildet.
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Das
Sensorelement 4 ist zweckmäßig ebenfalls mit der Windschutzscheibe 3 verklebt.
Bevorzugt wird hierzu eine Elastomerfolie 8 verwendet,
die transparent ist, beidseitig klebt und außerdem gasdurchlässig ist.
Mit Hilfe einer derartigen Elastomerfolie 8 kann eine blasenfreie
Anbindung des Sensorelements 4 an die Windschutzscheibe 3 erzielt
werden. Dies ermöglicht
insbesondere eine Ausgestaltung des Sensorelements 4 als
optischer Sensor, der durch die Windschutzscheibe 3 hindurch
optische Signale empfängt.
Beispielsweise kann es sich beim Sensorelement 4 um einen
Licht- und/oder Regensensor handeln.
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Im
Unterschied zum PU-Kleber 7 erzeugt die Elastomerfolie 8 keine
steife Fixierung, so dass insbesondere temperaturbedingte Relativbewegungen zwischen
Windschutzscheibe 3 und Sensorelement 4 möglich sind.
Zur Positionierung und Fixierung des Sensorelements 4 an
der Windschutzscheibe 3 sind bei der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1 zusätzliche
Maßnahmen
realisiert.
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Bei
den hier gezeigten Ausführungsformen ist
eine Anpressfeder 9 vorgesehen, die das Sensorelement 4 gegen
die Windschutzscheibe 3 anpresst. Dabei stützt sich
die Anpressfeder 9 am Träger 6 ab. Bei der
Ausführungsform
gemäß 1 übergreift
die Anpressfeder 9 mit einem Arm 10 den Halter 2 und den
Träger 6 und
greift mit einem am Arm 10 ausgebildeten Greifabschnitt 11 in
eine radial außen
in den Träger 6 eingearbeitete
Aussparung 12 ein. Diese Aussparung 12 bildet
somit einen Abstützbereich
des Trägers 6 für die Anpressfeder 9.
Dieser Abstützbereich
wird im folgenden ebenfalls mit 12 bezeichnet. Zweckmäßig stützt sich
die Anpressfeder 9 über
drei solche Abstützbereiche 12 am
Träger 6 ab,
wobei die einzelnen Abstützbereiche 12 jeweils
um 120° zueinander
versetzt angeordnet sind. Dementsprechend weist die Anpressfeder 9 bei
der hier gezeigten Ausführungsform
drei Arme 10 und drei Greifabschnitte 11 auf.
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Die
Varianten der 2 und 3 unterscheiden
sich von derjenigen gemäß 1 dadurch, dass
die Anpressfeder 9 hier weder den Halter 2 noch
den Träger 6 umgreift,
sondern radial innen in die Aussparungen 12 eingreift,
die zu diesem Zweck radial innen am Träger 6 ausgespart sind.
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Bei
den hier gezeigten Ausführungsformen sind
außerdem
drei Zentrierfedern 13 vorgesehen, mit deren Hilfe das
Sensorelement 9 relativ zum ringförmigen Halter 2 zentriert
ist. Hierzu sind die Zentrierfedern 13 zweckmäßig jeweils
um 120° zueinander
versetzt angeordnet. Die Zentrierfedern 13 stützen sich
dabei zweckmäßig einerseits
am Sensorelement 4 und andererseits wie hier am Halter 2 oder
alternativ am Träger 6 ab.
Die Zentrierfedern 13 wirken dabei senkrecht zur Wirkrichtung
der Anpressfeder 9. Während
die Anpressfeder 9 normal zur Windschutzscheibe 3,
also quasi axial wirkt, wirken die Zent rierfedern 13 parallel
zur Ebene der Windschutzscheibe 3, also radial.
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Bei
den Ausführungsformen
der 1 und 3 sind die Zentrierfedern 13 jeweils
als einfache Wellfedern ausgestaltet, die außen am Sensorelement 4 auf
geeignete Weise fixiert sind und sich direkt am Halter 2 abstützen. Im
Unterschied dazu sind bei der Ausführungsform gemäß 2 die
Zentrierfedern 13 in das Sensorelement 4 integriert
und spannen jeweils einen Anlagekörper 14 radial gegen den
Halter 2 vor.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform kann
am Träger 6 gemäß 2 außerdem ein
Halteabschnitt 15 angeformt sein, mit dessen Hilfe ein
weiteres elektrisches Bauteil, vorzugsweise eine GPS-Antenne 16 an
der Windschutzscheibe 3 positioniert werden kann. Dabei
haltert der Halteabschnitt 15 die GPS-Antenne 16 am Träger 6 so,
dass die GPS-Antenne 16 bei montierter Abdeckung 5 ebenfalls
von der Abdeckung 5 umschlossen ist.
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Zum
Fixieren der Abdeckung 5 am Träger 6 weist der Träger 6 zumindest
ein Halteelement 17 auf. Bei den hier gezeigten Ausführungsformen
ist der Träger 6 jeweils
mit drei Halteelementen 17 ausgestattet, die um 90° bzw. um
180° zueinander
versetzt angeordnet sind. D.h., die beiden äußeren Halteelemente 17 sind
um 180° zueinander
versetzt angeordnet, während
das mittlere Halteelement 17 jeweils um 90° zu seinen
benachbarten Halteelementen 17 versetzt angeordnet ist.
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Die
Abdeckung 5 ist für
jedes Halteelement 17 mit einem dazu komplementären Greifelement 18 ausgestattet.
Im montierten Zustand umgreift dann das jeweilige Greifelement 18 das
zugehörige
Halteelement 17 nach Art einer Clips-Verbindung oder Rast-Verbindung.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 1 sind die
Halteelemente 17 in Form von zylindrischen Bolzen ausgestaltet,
die radial nach außen
vom Träger 6 abstehen.
Im Unterschied dazu sind bei den Ausführungsformen der 2 und 3 die
Halteelemente 17 als zylindrische Körper ausgestaltet, die axial
vom Träger 6 an
der von der Windschutzscheibe 3 abgewandten Seite abstehen.