Titel

Befestigungsanordnung und korrespondierende Sensoranordnung

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung und eine korrespondierende Sensoranordnung mit einer solchen Befestigungsanordnung.

Raddrehzahlfühler und eine Vielzahl anderer Fahrzeugkomponenten werden im Fahrzeug sehr oft angeschraubt. Üblicherweise wird bei Komponenten, die einen Kunststoffflansch haben, eine metallische Buchse eingespritzt oder einmontiert. Ziel ist es eine komplett metallisch vorgespannte Schraubverbindung darzustellen, die ein Lösen der Schraubverbindung bei Belastung im Fahrzeug verhindert.

Zudem sind aus dem Stand der Technik Sicherungsmuttern bekannt, welche einen Kunststoffring (meist Polyamid) mit einem kleineren Innendurchmesser als ein Außendurchmesser einer korrespondierenden Schraube Da aufweisen. Dieser Kunststoff ring wird beim Einschrauben der Schraube plastisch und elastisch deformiert. Dadurch entsteht ein Kraftschluss bzw. Reibschluss welcher die Schraubverbindung gegenüber Losdrehen sichert.

Aus der DE 26 38 937 C3 ist ein mit einem Gewinde ausgestattetes Verbindungselement, insbesondere Schrauben- oder Mutterverbindung, mit einem metallenen, im Wesentlichen sich radial erstreckende Rippen aufweisenden Sicherungsring und einem zwischen Sicherungsring und Verbindungselement vorgesehenen Federelement bekannt, dessen Volumen kleiner ist als das Volumen des zwischen dem Verbindungselement und der Innenwand des Sicherungsrings gebildeten Aufnahmeraumes und das frei vom Kraftfluss einer Axialkraft, insbesondere der Vorspannkraft, angeordnet ist. Hierbei weist auch das Verbindungselement, insbesondere die Schraube oder Mutter, ihrerseits entsprechende sich radial erstreckende außerhalb der Schlüsselfläche angeordnete Vorsprünge auf. Das Federelement besteht aus elastischem Kunststoff und füllt den zwischen den Rippen und den Vorsprüngen gebildeten Aufnahmeraum in radialer Richtung nur teilweise, jedoch derart aus, dass der Kunststoff sowohl in die Hohlräume zwischen den Rippen als auch in die Hohlräume zwischen den Vorsprüngen eindringen kann.

Aus der DE 86 09 005 Ul ist eine Anordnung zur Schraubensicherung bekannt. Die Anordnung umfasst ein Sicherungselement für unrunde, insbesondere sechskantige Schraubenköpfe, die in eine Vertiefung eingesenkt sind, deren Wandfläche in einem Abstand von dem Schraubenkopf verläuft. Das Sicherungselement besteht aus einem zähelastischen Kunststoff und ist als ringartiger Körper ausgebildet, der den Schraubenkopf umspannt und in dem Raum zwischen dem Schraubenkopf und der Wandfläche eingepresst ist.

Offenbarung der Erfindung

Die Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass die eingangsbeschriebene zusätzliche metallische Buchse eingespart werden kann, und sich eine Befestigungsschraube der Befestigungsanordnung unter den Einsatzbedingungen im Fahrzeug trotzdem nicht selbsttätig lösen kann und eine Restvorspannung der Schraubverbindung erhalten bleibt. Zudem sind für Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung keine speziellen Befestigungsschrauben erforderlich. Dadurch kann sich eine potenziell höhere Akzeptanz beim Kunden ergeben.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Befestigungsanordnung mit einem Kunststoffflansch, welcher mit einem zu befestigenden Bauteil verbunden ist und eine Durchgangsöffnung aufweist, und einer Befestigungsschraube zur Verfügung, deren Gewindeschaft die Durchgangsöffnung des Kunststoffflansches durchgreift und in eine Gewindebohrung am Einbauort eingeschraubt ist. Hierbei ist in der Durchgangsöffnung eine elastische Engstelle ausgebildet, deren Innenabstand kleiner als ein Außendurchmesser des Gewindeschafts der Befestigungsschraube ist. Der Gewindeschaft verformt während des Einschraubvorgangs das elastische Material der Engstelle plastisch und elastisch, so dass im eingeschraubten Zustand der Befestigungsschraube ein Kraftschluss bzw. Reibschluss zwischen Gewindegängen des Gewindeschafts und dem verbliebenen elastischen Material der Engstelle ausgebildet ist, welcher gegen ein Losdrehen der Befestigungsschraube wirkt.

Zudem wird eine Sensoranordnung mit einem Sensor vorgeschlagen, welcher über eine solche Befestigungsanordnung am Einbauort befestigt ist.

Unter dem zu befestigenden Bauteil kann beispielsweise eine Fahrzeugkomponente wie ein Sensor oder Ähnliches verstanden werden. Unter dem Einbauort kann beispielsweise eine Halterung, ein Karosseriebauteil oder Ähnliches verstanden werden.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Befestigungsanordnung und der im unabhängigen Patentanspruch 9 angegebenen Sensoranordnung möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass die elastische Engstelle in einem der Gewindebohrung zugewandten Endbereich der Durchgangsöffnung ausgebildet sein kann. Durch die bevorzugte Lage der Engstelle im unteren Bereich der Durchgangsöffnung kann die Befestigungsschraube bei der Montage schon vorteilhaft eine Vorzentrierung erfahren.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Befestigungsanordnung kann die Durchgangsöffnung als Langloch in den Kunststoffflansch eingebracht werden. Dadurch können beispielsweise bei der Montage eines Sensors, welche in eine Aufnahmeöffnung eingeführt und über die Befestigungsschraube in der Gewindebohrung verschraubt werden soll, Toleranzen im Abstand zwischen der Aufnahmeöffnung und der Gewindebohrung besser ausgeglichen werden. Zugleich kann der Sensor eine verbesserte Führung gegen ein Verdrehen in der Einbaubohrung aufweisen. Um ein Losdrehen der Befestigungsschraube zu verhindern, kann die Engstelle beispielsweise mindestens zwei Verengungsstege umfassen, welche an gegenüberliegenden Längsseiten des Langlochs ausgebildet sein können. Alternativ kann die Durchgangsöffnung als rotationssymmetrische Öffnung in den Kunststoffflansch eingebracht sein. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Befestigungsanordnung kann die Eng- steile mehrere Verengungssegmente umfassen, welche vorzugsweise gleichmäßig beabstandet zueinander verteilt am Innenumfang der Durchgangsöffnung ausgebildet sein können. Alternativ kann die Engstelle eine Verengungslippe umfassen, welche umlaufend am Innenumfang der Durchgangsöffnung ausgebildet sein kann. Selbstverständlich sind auch noch andere Ausführungsformen der Geometrie der Engstelle denkbar.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Befestigungsanordnung kann der Kunststoffflansch mit der Durchgangsöffnung und der Engstelle als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt sein. Dadurch kann die Geometrie der Engstelle ohne zusätzliche Bauteile direkt im Spritzgusswerkzeug bei der Herstellung des Befestigungsflansches oder des zu befestigenden Bauteils kostenneutral hergestellt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann der Sensor ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil umfassen, welches in eine Aufnahmeöffnung am Einbauort eingeführt sein kann. Hierbei kann der Kunststoffflansch zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil mit dem Gehäuse verbunden und über eine Befestigungsschraube mit der Gewindebohrung am Einbauort verschraubt sein. Vorzugsweise kann der Kunststoffflansch mit der Engstelle direkt im Spritzgusswerkzeug bei der Herstellung des Gehäuses des Sensors kostenneutral hergestellt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung. Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung eines Kunststoffflansches der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung aus Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel des Kunststoffflansches aus Fig. 3.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kunststoffflansches aus Fig. 3.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines dritten Ausführungsbeispiels des Kunststoffflansches aus Fig. 3.

Ausführungsformen der Erfindung

Wie aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung 10 einen Kunststoffflansch 12, welcher mit einem zu befestigenden Bauteil 3 verbunden ist und eine Durchgangsöffnung 14 aufweist, und eine Befestigungsschraube 19, deren Gewindeschaft 19.1 die Durchgangsöffnung 14 des Kunststoffflansches 12 durchgreift und in eine Gewindebohrung 7.1 am Einbauort 7 eingeschraubt ist. Hierbei ist in der Durchgangsöffnung 14 eine elastische Engstelle 16 ausgebildet, deren Innenabstand A kleiner als ein Außendurchmesser Da des Gewindeschafts 19.1 der Befestigungsschraube 19 ist. Der Gewindeschaft 19.1 verformt während des Einschraubvorgangs das elastische Material der Engstelle 16 plastisch und elastisch, so dass im eingeschraubten Zustand der Befestigungsschraube 19 ein Kraftschluss KS bzw. Reibschluss zwischen Gewindegängen des Gewindeschafts 19.1 und dem verbliebenen elastischen Material der Engstelle 16 ausgebildet ist, welcher gegen ein Losdrehen der Befestigungsschraube 19 wirkt.

Wie aus Fig. 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, ist das zu befestigende Bauteil 3 in den dargestellten Ausführungsbeispielen ein Sensor 3A, der hier als Drehzahlfühler ausgeführt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der korrespondierenden Sensoranordnung 1 ist der Sensor 3A über die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung 10 am Einbauort 7 befestigt. Wie aus Fig. 1 bis 6 weiter ersichtlich ist, umfasst der Sensor 3A ein Gehäuse 5 mit einem ersten Gehäuseteil 5.1, welches hier als Steckeraufnahme ausgeführt ist, und einem zweiten Gehäuseteil 5.2, welches in eine Aufnahmeöffnung 7.2 am Einbauort 7 eingeführt ist. Der Kunststoffflansch 12 ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen zwischen dem ersten Gehäuseteil 5.1 und dem zweiten Gehäuseteil 5.2 mit dem Gehäuse 5 verbunden und über eine Befestigungsschraube 19 mit der Gewindebohrung 7.1 am Einbauort 7 verschraubt. Hierbei sind das Gehäuse 5 des Sensors 3A und der Kunststoffflansch 12 mit der Durchgangsöffnung 14 und der Engstelle 16 in einem gemeinsamen Kunststoffspritzvorgang hergestellt. Der Einbauort 7 entspricht im dargestellten Ausführungsbeispiel einer Halterung 7A, in welche die Gewindebohrung 7.1 und die Aufnahmebohrung 7.2 mit einem vorgegebenen Abstand AB zueinander eingebracht sind.

Wie aus Fig. 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, ist die elastische Engstelle 16 in einem der Gewindebohrung 7.1 zugewandten Endbereich der Durchgangsöffnung 14 ausgebildet. Dadurch wird die Befestigungsschraube 19 beim Einführen in die Durchgangsöffnung 14 bis zum Erreichen der Verengung vorzentriert. Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist die Befestigungsschraube 19 zusätzlich zu dem Gewindeschaft 19.1 einen Schraubenkopf 19.2 mit einem Auflageteller 19.3 auf. Bei der Montage wird der Gewindeschaft durch die Engstelle 16 in die Gewindebohrung 7.1 geschraubt. Dadurch verformt der Gewindeschaft 19.1 das elastische Material der Engstelle 16 plastisch und elastisch, so dass im dargestellten eingeschraubten Zustand der Befestigungsschraube 19, bei welchem der Auflageteller 19.3 des Schraubenkopfes 19.2 auf dem Kunststoffflansch 12 aufliegt, Interferenzen 18 zwischen Gewindegängen des Gewindeschafts 19.1 und dem verbliebenen elastischen Material der Engstelle 16 entstehen. Der resultierende Kraftschluss KS bzw. Reibschluss sichert die Befestigungsschraube 19 gegen Losdrehen.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 6 verschiedenen Ausführungsformen des Kunststoffflansches 12, 12A, 12B, 12C beschrieben. Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, ist die Durchgangsöffnung 14 im dargestellten erstem Ausführungsbeispiel des Kunststoffflansches 12A als Langloch 14A in den Kunststoffflansch 12A eingebracht. Hierbei umfasst die Engstelle 16 zwei Verengungsstege 16A, welche an gegenüberliegenden Längsseiten des Langlochs 14A ausgebildet sind.

Wie aus Fig. 5 und 6 weiter ersichtlich ist, ist die Durchgangsöffnung 14 in den dargestellten Ausführungsbeispielen des Kunststoffflansches 12B, 12C als rotationssymmetrische Öffnung 14B in den Kunststoffflansch 12 B, 12C eingebracht.

Wie aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, umfasst die Engstelle 16B im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Kunststoffflansches 12 B mehrere Verengungssegmente 16B, welche beabstandet zueinander gleichmäßig verteilt am Innenumfang der als rotationssymmetrische Öffnung 14B ausgeführten Durchgangsöffnung 14 ausgebildet sind.

Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Kunststoffflansches 12 sind diese Verengungssegmente 16B beabstandet zueinander gleichmäßig verteilt am Innenumfang der als Langloch 14A ausgeführten Durchgangsöffnung 14 ausgebildet.

Wie aus Fig. 6 weiter ersichtlich ist, umfasst die Engstelle 16C im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel des Kunststoffflansches 12C eine Verengungslippe 16C, welche umlaufend am Innenumfang der als rotationssymmetrische Öffnung 14B ausgeführten Durchgangsöffnung 14 ausgebildet ist.

Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Kunststoffflansches 12 ist diese Verengungslippe 16C umlaufend am Innenumfang der als Langloch 14A ausgeführten Durchgangsöffnung 14 ausgebildet.