DE19639075B4 - Befestigungseinrichtung für einen Sensor - Google Patents

Befestigungseinrichtung für einen Sensor Download PDF

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Abstract

Anordnung zur Befestigung und Justierung eines als Sensor ausgebildeten ersten Bauteils (4) an einem zweiten Bauteil (9), insbesondere an der Radaufhängung eines Fahrzeuges, mit folgenden Merkmalen:
a) es ist eine Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) vorhanden, die einen ersten Bereich (1) aufweist, der mit dem ersten Bauteil (4) verbindbar ist,
b) die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) weist einen zweiten Bereich (2) auf, der geeignet ist, wenigstens zum Teil auf der dem zweiten Bauteil (9) abgewandten Oberfläche der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) mit der Befestigungsfläche (5) eines Befestigungsmittels (6), das zum Verbinden der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) mit dem zweiten Bauteil (9) dient, zur Anlage zu kommen,
c) wenigstens ein Teil der dem zweiten Bauteil (9) zugewandten Oberfläche der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) ist geeignet, an einer Anlagefläche (10) des zweiten Bauteils (9), die zur Justierung des ersten Bauteils (4) dient, mittels des Befestigungsmittels (6) zur Anlage gebracht zu...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung und Justierung eines ersten Bauteils, insbesondere eines Sensors, an einem zweiten Bauteil, insbesondere an der Radaufhängung eines Fahrzeuges.
  • Eine derartige Anordnung ist aus der EP 0 521 693 B1 bekannt.
  • Bei der bekannten Anordnung ist ein Sensor, der als induktiver Impulsdrehzahlgeber für ein Antiblockiersystem ausgebildet ist und mit einem Polrad zur Erzeugung von Impulsen in Wirkverbindung steht, mittels eines Flansches an einem Teil der Radaufhängung eines Fahrzeuges befestigt. Die Befestigung des Flansches an dem Teil der Fahrzeugaufhängung erfolgt durch Verschraubung. Der Flansch und der Sensor sind fest miteinander verbunden, indem sie entweder einstückig ausgeführt sind oder z.B. durch Verlöten miteinander verbunden worden sind.
  • Bei einer derartigen Anordnung eines Sensors ist es erwünscht, den Sensor ohne aufwendige Justierarbeiten in einer genau bestimmten Position, bei der ein bestimmter Abstand zum Polrad eingehalten wird, zu befestigen. Die Genauigkeit der Positionierung bei der Montage des Sensors hängt jedoch sehr stark von in der Praxis unvermeidbaren Toleranzen des Flansches ab. Je nach Herstellungsart des Flansches, z.B. Tiefziehen, kann dieser einen Verzug und hierdurch eine sehr große Herstelltoleranz aufweisen. Die Einhaltung sehr kleiner Toleranzen bei der Fertigung des Flansches führt jedoch zu hohen Herstellkosten.
    •
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Befestigung und Justierung eines ersten Bauteils an einem zweiten Bauteil sowie eine hierzu gehörige Befestigungseinrichtung anzugeben, die eine einfache Montage sowie eine weitgehend toleranzunabhängige Justierung des ersten Bauteils an dem zweiten Bauteil ermöglicht und die sehr einfach und kostengünstig herzustellen ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Anordnung zur Befestigung eines Sensors, der in einer bestimmten und möglichst genau einzuhaltenden Lage zu einem zu sensierenden Teil, z.B. einem Polrad, zu befestigen ist.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Befestigungseinrichtung sehr einfach, z.B. durch Tiefziehen oder durch Stanzen und Biegen, herstellbar ist, und eine Streuung der Fertigungstoleranzen innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereiches vernachlässigt werden kann. Durch Vorgabe einer besonderen Oberflächenkontur der Befestigungseinrichtung und eines zulässigen Toleranzbereiches für die Herstellung der Befestigungseinrichtung ist es möglich, daß die Befestigungseinrichtung durch das Anbringen des Befestigungsmittels unter elastischer und/oder plastischer Verformung mit dem Bauteil, an dem die Befestigungseinrichtung angebracht wird, zur Anlage kommt und hierbei die Herstellungstoleranzen kompensiert. Falls das zweite Bauteil, an dem die Befestigungseinrichtung mittels eines Befestigungselementes befestigt wird, eine ebene Oberfläche aufweist, wird die dem zweiten Bauteil zugewandte Oberfläche der Befestigungseinrichtung konkav ausgebildet. Falls die Befestigungseinrichtung z.B. aus Kunststoff hergestellt wird, kann diese Ausbildung der Oberfläche der Befestigungseinrichtung durch entsprechende Formgebung einer Spritzgußform vorgesehen werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Befestigungseinrichtung auf ihrer dem zweiten Bauteil abgewandten Oberfläche in dem von dem Befestigungsmittel beaufschlagbaren Teilbereich des zweiten Bereiches eine Unebenheit auf. Dies hat den Vorteil, daß beim Anbringen des Befestigungsmittels die von der Befestigungsfläche auf die Oberfläche der Befestigungseinrichtung bzw. die Unebenheit ausgeübte Anpreßkraft in besonders günstiger Weise gleichmäßig auf den Zwischenbereich der Befestigungseinrichtung übertragen wird.
  • In einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung der Befestigungseinrichtung ist die Unebenheit durch das Befestigungsmittel verformbar. Hierdurch kann sich beim Anbringen des Befestigungsmittels die Unebenheit an die Kontur des Befestigungsmittels anpassen. Dies hat den Vorteil, daß handelsübliche Befestigungsmittel wie z.B. Schrauben verwendet werden können. Außerdem ergibt sich durch die Anpassung der Unebenheit an das Befestigungsmittel eine gleichmäßig verteilte Kraftübertragung von der Befestigungsfläche des Befestigungsmittels auf die Unebenheit. Hierdurch kann sich das Befestigungsmittel weniger leicht selbsttätig lösen.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme von Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anordnung vor dem Anbringen des Befestigungsmittels nach Art einer Schnittdarstellung und
  • 2 eine der 1 entsprechende Ansicht nach dem Anbringen des Befestigungsmittels und
  • 3 eine Draufsicht der Befestigungseinrichtung mit einem Schnitt in Längsrichtung (Schnitt A-A) und
  • 4 eine Seitenansicht der Befestigungseinrichtung nach Art einer Schnittdarstellung.
    •
  • In den 1, 2, 3 und 4 werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Teile verwendet.
  • Die in der 1 dargestellte Anordnung weist ein als Sensor ausgebildetes erstes Bauteil (4), eine Befestigungseinrichtung (1, 2, 3), ein zweites Bauteil (9) und ein Befestigungsmittel (6) auf, durch das die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) mit dem zweiten Bauteil (9) verbunden werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zweite Bauteil (9) als Teil der Radaufhängung eines Fahrzeuges ausgebildet. Als Befestigungsmittel (6) wird eine Schraube verwendet, die in ein in das zweite Bauteil (9) geschnittenes Gewinde eingeschraubt werden kann. Als Befestigungsmittel (6) kann z.B. auch eine Mutter, die auf einen mit dem zweiten Bauteil (9) verbundenen Gewindezapfen aufgeschraubt wird, oder eine die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) und das zweite Bauteil (9) übergreifende Klammer verwendet werden.
  • Die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) weist einen ersten Bereich (1) auf, in dem der Sensor (4) angeordnet ist, und einen zweiten Bereich (2), in dem ein Teil der Oberfläche der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) mit der Befestigungsfläche (5) der Schraube (6) beaufschlagt wird. Zwischen den Bereichen (1) und (2) weist die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) noch einen Zwischenbereich (3) auf.
  • Der Sensor (4) ist mit der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) in deren ersten Bereich (1) verlötet. Die Verbin dung zwischen dem Sensor (4) und der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) kann jedoch auch durch andere Verbindungsarten wie Schrauben, Kleben oder Schweißen hergestellt werden. Es ist ebenfalls möglich, den Sensor (4) einstückig mit der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) auszubilden.
  • Der Sensor (4) weist ein elektrisches Anschlußkabel (20) zum Anschluß an eine nicht dargestellte Auswerteschaltung auf. Außerdem steht der Sensor (4) mit einem Polrad (19) in Wirkverbindung.
  • Ebenfalls im ersten Bereich ist eine Positioniereinrichtung (16) für eine Dichtung (17), die an einem dem Polrad (19) zugewandten Teil des Sensors (4) anliegt, angeordnet. Die Positioniereinrichtung (16) ist einstückig mit der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) als Durchzug ausgebildet. Bei der Montage der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) an dem zweiten Bauteil (9) bewirkt die Positioniereinrichtung (16) eine Positionierung der Dichtung (17) in einem bestimmten Abstand von der Oberfläche (10) des zweiten Bauteils (9).
  • Durch die Ausbildung der Positioniereinrichtung (16) als Durchzug wird außerdem eine Zentrierung des Sensors (4) bezüglich einer im zweiten Bauteil (9) angebrachten Durchgangsöffnung erreicht. Zusätzlich bewirkt der Durchzug eine Versteifung des ersten Bereiches (1) der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3).
  • Im zweiten Bereich (2) der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) ist zudem einer Unebenheit (11) angeordnet, die von der Befestigungsfläche (5) der Schraube (6) zum Teil überdeckt wird. Die Unebenheit (11) verläuft schräg zu der dem zweiten Bauteil (9) abgewandten Oberfläche der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) und steigt ausgehend vom zweiten Bereich (2) in Richtung auf den Zwischenbereich (3) zu zur Befestigungsfläche (5) des Befestigungsmittels (6) hin an. Beim Anziehen der Schraube (6) kommt daher zunächst der dem Zwischenbereich zugewandte Teil der Befestigungsfläche (5) mit der Unebenheit (11) zur Anlage. Die Unebenheit (11) wird vorzugsweise durch Prägen hergestellt.
  • Bei der in der 1 dargestellten Anordnung, bei der die Schraube (6) nicht angezogen ist und daher auch mit ihrer Befestigungsfläche (5) noch nicht an der Unebenheit (11) anliegt, kommt die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) mit einem Teil (7) des zweiten Bereiches (2) und mit einem Teil (8) des ersten Bereiches (1) mit der Oberfläche (10) des zweiten Bauteils (9) zur Anlage. Der Zwischenbereich (3) kommt mit der Oberfläche (10) nicht zur Anlage. Durch Anziehen der Schraube (6) wird die Befestigungsfläche (5) zunächst mit der Unebenheit (11) zur Anlage gebracht. Durch weiteres Anziehen der Schraube wird die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) solange verformt, bis auch die dem zweiten Bauteil (9) zugewandte Oberfläche der Befestigungseinrichtung im Zwischenbereich (3) mit der Oberfläche (10) zur Anlage kommt. Hierbei wird außerdem die Unebenheit (11) durch die Beaufschlagung mit der Befestigungsfläche (5) plastisch verformt und dadurch an die Kontur der Befestigungsfläche (5) angepaßt. In der 2 ist die beschriebene Anordnung im endgültigen Montagezustand nach dem Anziehen der Schraube (6) dargestellt.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche (10) des zweiten Bauteils (9) eben ausgebildet. Die dem zweiten Bauteil (9) zugewandte Oberfläche der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) ist daher konkav ausgebildet. Bei konkaver Oberfläche (10) könnte die dem zweiten Bauteil (9) zugewandte Oberfläche der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) hingegen eben ausgeführt werden. Allgemein gilt für die Ausbildung der einander zugewandten Oberflächen, dass die konkav ausgebildete Oberfläche stärker gekrümmt ist als die eben oder konvex ausgebildete Oberfläche. Im Falle zweier konkav ausgebildeter Oberflächen hängt deren Krümmung nur von der durch Verformung der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) auszugleichenden Toleranz ab.
  • In den 3 und 4 ist die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung in zwei Ansichten dargestellt. Neben den schon beschriebenen Merkmalen weist die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) noch Versteifungsmittel (13, 14), eine Aufnahmeöffnung (18) für den Sensor (4), eine Aufnahmeöffnung (12) für die Schraube (6) sowie die Aufnahmeöffnung (12) wenigstens zum Teil umgebende Versteifungsrippen (15) auf, die radial in Richtung auf den ersten Bereich (1) zu verlaufen.
  • Die Versteifungsmittel (13, 14) dienen zur Versteifung der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) in Längsrichtung. Durch diese Versteifungen können axiale Bewegungen des Sensors, die durch Vibrationen des zweiten Bauteils (9) hervorgerufen werden, verringert werden.
  • Durch die Versteifungsrippen (15) wird insbesondere bei Herstellung der Befestigungseinrichtung aus dünnem Material eine verbesserte Kraftübertragung von der Schraube (6) über die Unebenheit (11) zu dem Zwischenbereich (3) der Befestigungseinrichtung erreicht. Die Befestigungseinrichtung wird vorzugsweise aus dünnem Metallblech, z.B. Stahlblech, tiefgezogen.
  • Bei Herstellung der Befestigungseinrichtung aus Kunststoff ist als Anlagefläche für die Befestigungsfläche (5) der Schraube (6) eine aus Metall hergestellte Einlage in den zweiten Bereich (2) der Befestigungseinrichtung eingesetzt. Die Einlage kann in einer derartigen Ausführungsform die Unebenheit (11) ersetzen. Beim Anziehen der Schraube (6) wird dann statt der Unebenheit (11) der unter der Einlage befindliche Kunststoff verformt. Statt der Einlage im Kunststoff kann auch eine besondere Ausführungsform der Schraube (6) verwendet werden, die einen Anschlag, z.B. eine Abstufung, aufweist, der mit dem zweiten Bauteil (9) zur Anlage gebracht werden kann.
  • Es ist ebenfalls möglich, die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) und das erste Bauteil (4) einstückig mittels eines Kunststoffpreßverfahrens oder eines Tiefziehverfahrens herzustellen.

Claims (16)

  1. Anordnung zur Befestigung und Justierung eines als Sensor ausgebildeten ersten Bauteils (4) an einem zweiten Bauteil (9), insbesondere an der Radaufhängung eines Fahrzeuges, mit folgenden Merkmalen: a) es ist eine Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) vorhanden, die einen ersten Bereich (1) aufweist, der mit dem ersten Bauteil (4) verbindbar ist, b) die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) weist einen zweiten Bereich (2) auf, der geeignet ist, wenigstens zum Teil auf der dem zweiten Bauteil (9) abgewandten Oberfläche der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) mit der Befestigungsfläche (5) eines Befestigungsmittels (6), das zum Verbinden der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) mit dem zweiten Bauteil (9) dient, zur Anlage zu kommen, c) wenigstens ein Teil der dem zweiten Bauteil (9) zugewandten Oberfläche der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) ist geeignet, an einer Anlagefläche (10) des zweiten Bauteils (9), die zur Justierung des ersten Bauteils (4) dient, mittels des Befestigungsmittels (6) zur Anlage gebracht zu werden, d) die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) weist einen Zwischenbereich (3) auf, der zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich (1 bzw. 2) angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: e) die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) ist so ausgebildet, daß sie vor dem Anbringen des Befestigungsmittels (6) mit wenigstens einem Teil (8) des ersten Bereiches (1) sowie einem Teil (7) des zweiten Bereiches (2) mit dem zweiten Bauteil (9) zur Anlage gebracht werden kann, wobei die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) im Zwischenbereich (3) nicht mit dem zweiten Bauteil (9) zur Anlage kommt, f) die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) ist ferner so ausgebildet, daß durch das Anbringen des Befestigungsmittels (6) auch der Zwischenbereich (3) der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) unter elastischer und/oder plastischer Verformung mit dem zweiten Bauteil (9) zur Anlage gebracht werden kann.
  2. Befestigungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem zweiten Bauteil (9) abgewandte Oberfläche der Befestigungsgeinrichtung (1, 2, 3) in dem von dem Befestigungsmittel (6) beaufschlagbaren Teilbereich des zweiten Bereiches (2) eine Unebenheit (11) aufweist.
  3. Befestigungseinrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unebenheit (11) schräg zu der dem zweiten Bauteil (9) abgewandten Oberfläche der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) verläuft und ausgehend vom zweiten Bereich (2) in Richtung auf den Zwischenbereich (3) zu zur Befestigungsfläche (5) des Befestigungsmittels (6) hin ansteigt.
  4. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der Patentansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unebenheit (11) durch das Befestigungsmittel (6) verformbar ist.
  5. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unebenheit (11) von der Befestigungsfläche (5) des Befestigungsmittels (6) wenigstens zum Teil überdeckbar ist.
  6. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich (2) eine Aufnahmeöffnung (12) zur Aufnahme des Befestigungsmittels (6) aufweist.
  7. Befestigungseinrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unebenheit (11) die Aufnahmeöffnung (12) wenigstens zum Teil umgibt.
  8. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der Patentansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Unebenheit (11) durch Prägen hergestellt ist.
  9. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Versteifungsmittel (13, 14) zur Versteifung in Richtung der größten Längenausdehnung der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) vorhanden ist.
  10. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der Patentansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (12) wenigstens zum Teil von radial in Richtung auf den ersten Bereich (1) zu verlaufenden Versteifungsrippen (15) umgeben ist.
  11. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positioniereinrichtung (16) für eine Dichtung (17) im ersten Bereich (1) vorgesehen ist, die einstückig mit der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) ausgebildet ist.
  12. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) aus dünnem Tiefziehmaterial gefertigt ist.
  13. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) aus Metall oder Kunststoff hergestellt ist.
  14. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der Patentansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) aus Kunststoff hergestellt ist und die Unebenheit (11) als metallische Einlage, die schräg in den Kunststoff eingesetzt ist, ausgebildet ist.
  15. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (1) eine weitere Aufnahmeöffnung (18) zur Aufnahme des ersten Bauteils (4) aufweist.
  16. Befestigungseinrichtung nach wenigstens einem der Patentansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (4) einstückig mit der Befestigungseinrichtung (1, 2, 3) ausgeführt
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