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Title:
HOUSING COMPRISING A LOCKING DEVICE FOR FIXING THE SAME TO A CARRIER PLATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/100271
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fixing device (23,60,30,70) for fixing a housing (20) to a carrier plate (10), said fixing device consisting of a fixing means (23,30) and a means (60,70) for widening the fixing means. According to the invention, the housing, the carrier plate and the fixing means respectively comprise an opening (21,13,27,34). The widening means is introduced into the opening of the fixing means and remains therein, and the fixing means grips the carrier plate from the rear in the opening thereof. The fixing means and the widening means are introduced into the opening of the carrier plate from the same side of the carrier plate, and the rotation of the widening means causes the housing to be fixed to the carrier plate in the radial and axial direction.

Inventors:
ASMUTH MARCUS (DE)
BAERENWEILER JOSEF (DE)
FENDT GUENTER (DE)
WOERLE ENGELBERT (DE)
Application Number:
PCT/DE2003/001660
Publication Date:
December 04, 2003
Filing Date:
May 23, 2003
Export Citation:
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Assignee:
CONTI TEMIC MICROELECTRONIC (DE)
ASMUTH MARCUS (DE)
BAERENWEILER JOSEF (DE)
FENDT GUENTER (DE)
WOERLE ENGELBERT (DE)
International Classes:
B60R11/00; B60R11/02; F16B21/02; (IPC1-7): F16B21/02; B60R11/00; H02B1/04
Domestic Patent References:
WO1989007719A11989-08-24
Foreign References:
DE3438738A11986-04-30
DE9207609U11992-08-27
GB1270540A1972-04-12
DE2153426A11972-05-10
Attorney, Agent or Firm:
CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH Patente & Lizenzen (Nürnberg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30,70) für ein Ge häuse (20) zur Befestigung des Gehäuses (20) auf einer Trägerplatte (10), wobei a) die Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30,70) aus ei nem Befestigungsmittel (23 ; 30) und einem Mittel zum Aufspreizen (60,70) des Befestigungsmittels (23 ; 30) besteht, b) das Gehäuse (20), die Trägerplatte (10) und das Be festigungsmittel (23 ; 30) jeweils eine Öffnung (21, 13,27 ; 34) aufweisen, c) das Mittel zum Aufspreizen (60,70) in die Öffnung (27 ; 34) des Befestigungsmittels (23 ; 30) eingeführt ist und dort verbleibt und d) das Befestigungsmittel (23 ; 30) die Trägerplatte (10) in deren Öffnung (13) hintergreift, dadurch gekennzeichnet, dass e) das Einführen des Befestigungsmittel (23 ; 30) und des Mittels zum Aufspreizen (60 ; 70) in die Öffnung (13) der Trägerplatte (10) von der selben Seite der Trä gerplatte (10) her erfolgt und f) das Drehen des Mittels zum Aufspreizen (60 ; 70) das Fixieren des Gehäuses (20) in radialer und axialer Richtung auf der Trägerplatte (10) bewirkt.
2. Befestigungsvorrichtung (23, 60 ; 30,70) nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Befestigungsmittel (23 ; 30) um ein separates Teil han delt.
3. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30,70) nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Befestigungsmittel (23 ; 30) um einen Teil des Gehäuses (20) handelt.
4. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30,70) nach An spruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Be festigungsmittel (23 ; 30) aus einem vom Gehäuse (20) abweichenden Material hergestellt ist.
5. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30,70) nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20) ein Kunststoffgehäuse und das Befestigungsmittel (23 ; 30) ein metallisches Einlegeteil ist.
6. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30, 70) nach An spruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Be festigungsmittel (23 ; 30) aus dem gleichen Material wie das Gehäuse (20) hergestellt ist.
7. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30,70) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Aufspreizen (60 ; 70) gewindelos ausgeführt ist.
8. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30,70) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Aufspreizen (60 ; 70) einen nicht rotationssymmetrischen Dorn (60) aufweist.
9. Befestigungsvorrichtung (23, 60 ; 30, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Aufspreizen (60 ; 70) eine Hub Spreizvorrichtung (70) aufweist.
10. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30, 70) nach An spruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub Spreizvorrichtung (70) einen zylindrischen Schaft (71), einen oder zwei radial in der Nähe des einen Endes des Schaftes (71) angeformte Zapfen (72) und einen axial am anderen Ende des Schaftes (71) angebrachten Spreizkör per (73) aufweist und eine die Gehäuseöffnung (21) be grenzende Gehäusewand (24) pro Zapfen (72) einen gewin demäßig ansteigenden Abschnitt (25) und eine sich an den Abschnitt (25) anschließende Raststelle (26) auf weist.
11. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30,70) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (23 ; 30) Dübelsegmente (23) aufweist.
12. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30,70) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (23 ; 30) Rastmittel (30) auf weist.
13. Befestigungsvorrichtung (23,60 ; 30,70) nach An spruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastmittel (30) wenigstens zwei, in etwa Uförmig gebogene und in einem Winkel zur Mittelachse der Gehäuseöffnung (21) verlaufende Streifen (32) aufweist, wobei sich an jeden Streifen (32) ein abgewinkeltes Abstützungsteil (33) anschließt.
Description:
Gehäuse mit Rastvorrichtung zur Befestigung an einer Trägerplatte Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für ein Gehäuse zur Befestigung des Gehäuses auf einer Trä- gerplatte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere die Kraftfahrzeugindustrie legt immer mehr Wert auf eine einfache, kostengünstige und sichere Be- festigung von Gehäusen für Sensoren und Steuergeräte.

Bekannte Schraubverbindungen benötigen aber ein mit ho- hem Aufwand herzustellendes Gewinde in der Karosserie oder sind gar nicht in der Lage, die für einen sicheren Halt notwendigen großen Befestigungskräfte in das dünne Blech der Karosserie einzuleiten.

Aus der Druckschrift DE 197 07 421 C2 ist bekannt, ein thermoplastisches Gehäuse auf einer Befestigungsplatte zu fixieren, wozu das Gehäuse Einrastmittel aufweist, die einstückig Teil des Kunststoffgehäuses sind, und die Befestigungsplatte Öffnungen zur Aufnahme der Ein- rastmittel. Derartige Einrastmittel aus einem thermo- plastischen Kunststoff können jedoch eine mechanische Schwachstelle darstellen, weshalb sie beispielsweise zur Befestigung von Lage-oder Bewegungssensoren in Fahrzeugen nicht geeignet sind.

Aus der Druckschrift DE 197 02 695 Cl sind Einrastele- mente zum starren Verbinden zweier Körper bekannt, wo- bei die Einrastelemente eine vorgefertigte Öffnung zur Aufnahme eines Dorns aufweisen. Nachteilig ist, dass bei dieser Verbindung keine Verspannung in axialer Richtung aufgebaut wird und die Verbindung somit nicht spielfrei ist. Zusätzlich kommt als Nachteil hinzu, dass diese Verbindung nur schwer und nur mit Hilfe spe-

zieller Werkzeuge gelöst werden kann, was beispielswei- se beim Austausch von Sensoren oder Steuergeräten in einem Fahrzeug zusätzlichen Zeit-und Materialaufwand und somit Mehrkosten bedingt. Dies um so mehr, da diese Verbindung von zwei Seiten montiert werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befesti- gungsvorrichtung für ein Gehäuse zur Befestigung des Gehäuses auf einer Trägerplatte so zu gestalten, dass eine sichere, spielfreie, wieder lösbare und wieder herstellbare Verbindung zwischen Gehäuse und Träger- platte zustande kommt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist die Vorteile auf, dass einerseits eine sichere Befestigung und anderer- seits eine Demontage des Gehäuses schnell vorgenommen werden kann und keine weiteren Teile oder zusätzliches Werkzeug notwendig sind. Zudem kann die Montage dieser Befestigung von einer Seite der Trägerplatte aus vorge- nommen werden.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Befesti- gung von Gehäusen für Bewegungs-oder Lagesensoren und Steuergeräten in einem Fahrzeug.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstands sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nun anhand zweier Ausführungsbei- spiele unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert.

Es zeigen Fig. la : eine schnittbildliche Darstellung eines Ge- häuses mit einer ersten erfindungsgemäß integ- rierten Rastvorrichtung und einem spreizenden, exzentrischen Dorn mit loser Verbindung, Fig. 1b : das Gehäuse nach Fig. la mit fester Verbin- dung, Fig. 2a : eine perspektivische Ansicht einer zweiten Rastvorrichtung mit einer Hub-Spreizvorrichtung mit loser Verbindung und Fig. 2b : die Hub-Spreizvorrichtung nach Fig. 2a mit fester Verbindung.

Die Fig. la, b, 2a, b zeigen eine im Schnitt darge- stellte Trägerplatte 10 mit einer Oberseite 11 und ei- ner Unterseite 12, auf der ein nur teilweise sichtbares und im Schnitt dargestelltes Gehäuse 20 befestigt ist.

Bei der Trägerplatte 10, die eine vorzugsweise runde oder rechteckige Öffnung 13 mit einer Mittelachse auf- weist, handelt es sich beispielsweise um einen aus Blech oder Kunststoff bestehenden Teil der Karosserie eines Fahrzeugs. Das Gehäuse 20 weist eine Öffnung 21 mit einer Mittelachse auf und besteht beispielsweise aus einem geeigneten thermo-oder duroplastischen Kunststoff und dient zur Aufnahme eines Steuergeräts, eines Lage-oder Bewegungssensors. Im fertig montierten Zustand fluchten die Öffnungen 13 und 21.

In den Fig. la, b weist das Gehäuse 20 als Befesti- gungsmittel zwei integrierte und vorzugsweise beim Her-

stellvorgang des Gehäuses 20 gleichzeitig mit ange- spritze Dübelsegmente 23 auf, die durch die Öffnung 13 der Trägerplatte 10 hindurch ragen. Die Dübelelemente 23 werden später bei der Montage aufgespreizt (Fig. lb), wodurch eine Keilwirkung hervor gerufen und somit verhindert wird, dass sich das Gehäuse 20 von der Trä- gerplatte 10 löst.

Als Mittel zum Aufspreizen der Dübelelemente 23 wird erfindungsgemäß ein nicht rotationssymmetrischer Dorn 60 mit einer Längs-oder Symmetrieachse 66 eingesetzt.

Dieser Dorn 60 weist einen Kopf 61 und einen Schaft 62 auf. Damit die Dübelsegmente 23 in radialer Richtung aufgespreizt werden, muss der Schaft 62 einen nicht- rotationssymmetrischen runden Querschnitt über seine gesamte Länge aufweisen. Besonders aus den Ansichten von unten der Fig. la, b wird deutlich, dass der Schaft 62 in einem Abschnitt 67 in axialer Richtung längs der Symmetrieachse 66 aus einer ersten Hälfte 64 und einer zweiten Hälfte 65 besteht, wobei die beiden Hälften 64 und 65 aus der Längs-oder Symmetrieachse 66 des Schaf- tes 62 in radialer Richtung verschoben und damit ex- zentrisch angeordnet sind.

Zur Montage, die vorteilhaft nur von einer Seite, also beispielsweise nur von der Oberseite 11 her erfolgen kann, des Gehäuses 20 auf der Trägerplatte 10 werden zuerst die Dübelsegmente 23 durch die Öffnung 13 hin- durch geführt, anschließend der Dorn 60 in der in Fig. la dargestellten Stellung in die Öffnung 21 eingeführt und dann der Dorn 60, im vorliegenden Fall im Uhrzei- gersinn, in die in Fig. 1b gezeigte Stellung gedreht, in der die Dübelsegmente 23 aufgespreizt und durch die dadurch hervorgerufene Keilwirkung das Gehäuse 20 si- cher und spielfrei auf der Trägerplatte 10 befestigt ist.

Da die radiale Verschiebung der beiden Hälften 64 und 65 in Richtung zur Spitze des Schaftes 62 stetig und gleichmäßig zunimmt, beispielsweise linear, verstärkt sich auch im Bereich 67 die Exzentrizität zur Spitze des Schaftes 62 hin dementsprechend. Somit werden beim Drehen des Dorns 60 im Uhrzeigersinn, wie dies insbe- sondere aus den beiden Ansichten der Fig. 1b hervor geht, die beiden Dübelsegmente 23 gleichmäßig aufge- spreizt und verhindern durch Keilwirkung gegenüber der Öffnung 13 das Lösen des Gehäuses 20 von der Träger- platte 10. Durch Zurückdrehen des Dorns 60 gegen den Uhrzeigersinn kann auch diese Verbindung etwa zu Prüf- oder Reparaturzwecken, jederzeit problemlos gelöst und darauf wieder hergestellt werden.

Die Fig. 2a, b zeigen eine perspektivische Ansicht ei- ner zweiten Rastvorrichtung-mit einer Hub- Spreizvorrichtung 70 als Mittel zum Aufspreizen, die einen zylindrischen Schaft 71, einen oder zwei radial in der Nähe des einen Endes des Schaftes 71 angeformte Zapfen 72 und einen axial am anderen Ende des Schaftes 71 angebrachten Spreizkörper 73 aufweist. Sind zwei Zapfen 72 an den Schaft 71 angeformt, stehen diese sich vorzugsweise gegenüber. Geführt wird der Schaft 71 in der Öffnung 21 des Gehäuses 20, wobei eine die Öffnung 21 begrenzende Gehäusewand 24 pro Zapfen 72 einen ge- windemäßig ansteigenden Abschnitt 25 und eine sich an den Abschnitt 25 anschließende Raststelle 26 für die Zapfen 72 aufweist.

Der Spreizkörper 73 besteht aus einem geeigneten Me- tall, einem Kunststoff oder aus einem sonstigen geeig- neten Material und weist einen größeren Durchmesser auf als der Schaft 71, eine beispielsweise konisch zulau- fende Spitze 74 zum leichteren Einführen der Hub- Spreizvorrichtung 70 in die Öffnung 21 und ein in Rich- tung der Zapfen 72 konisch zulaufendes Teilstück 75,

das die Aufspreizung der U-förmigen Streifen 32 be- wirkt.

Anstatt der Dübelsegmente 23 der Fig. la, b wird in diesem Ausführungsbeispiel das Gehäuse 20 mit Hilfe ei- nes Rastmittels 30 in Verbindung mit der Hub- Spreizvorrichtung 70 spielfrei auf der Trägerplatte 10 befestigt. Das Rastmittel 30 mit einer mittig angeord- neten Öffnung 34 besteht aus einem geeigneten thermo- oder duroplastischen Kunststoff oder einer geeigneten Metalllegierung, so dass es gut federnde, form-und langzeitstabile Eigenschaften aufweist ; es wird vor- zugsweise vorgefertigt und beim Herstellen des Gehäuses 20 mit einem oder mehreren Verankerungsteilen 31 in die Gieß-oder Spritzgussform für das Gehäuses 20 eingelegt und somit ins Gehäuse 20 integriert.

An die Verankerungsteile 31 schließen sich wenigstens zwei, vorzugsweise drei, vier oder mehr in etwa U- förmig gebogene und in einem Winkel zur Mittelachse der Öffnung 13 bzw. der Mittelachse der Öffnung 21 verlau- fende Streifen 32 an. An jeden Streifen 32 wiederum schließt sich ein abgewinkeltes Abstützungsteil 33 als weiteres Teilstück des Rastmittels 30 an, das im mon- tierten Zustand ungefähr in Form eines Kragens gegen die Unterseite 12 der Trägerplatte 10 drückt.

Es ist aber auch möglich, dass das Rastmittel 30 keine Verankerungsteile 31 aufweist und somit nicht in das Gehäuse 20 integriert ist. Auch in diesem Fall kann die Befestigung des Gehäuses 20 auf der Trägerplatte 10 einseitig, im allgemeinen von der Oberseite 11 aus er- folgen, da das Gehäuse 20, die Hub-Spreizvorrichtung 70 und das Rastmittel 30 dann einen losen Verbund bilden.

Zur Vorbereitung der Befestigung des Gehäuses 20 auf der Trägerplatte 10 wird, falls das Rastmittel 30 Ver-

ankerungsteile 31 aufweist und somit ins Gehäuse 20 in- tegriert ist, das mit dem Gehäuse 20 verbundene Rast- mittel 30 in die Öffnung 13 der Trägerplatte 10 einge- drückt, wodurch Teile des Rastmittels 30 die Träger- platte 10 hintergreifen und die abgewinkelten Abstüt- zungsteile 33 gegen die Unterseite 12 der Trägerplatte 10 drücken. Für den Fall, dass das Rastmittel 30 keine Verankerungsteile 31 aufweist, werden zuerst das Gehäu- se 20, die Hub-Spreizvorrichtung 70 und das Rastmittel 30 zu einem losen Verbund zusammen gesteckt.

Für beide Fälle gilt, dass durch eine anschließend durchgeführte Drehung der Hub-Spreizvorrichtung 70 ge- gen den Uhrzeigersinn die Zapfen 72 an dem ansteigenden Abschnitt 25 der Gehäusewand 24 entlang gleiten, und dadurch das konische Teilstück 75 des Spreizkörpers 73 gegen die U-förmigen Streifen 32 gepresst wird, wodurch sich diese aufspreizen.

Das Aufspreizen der-U-förmigen Streifen 32 bewirkt, dass die Abstützungsteile 33 gegen die Unterseite 12 der Trägerplatte 10 gedrückt werden und somit das Ge- häuse 20 auf der Trägerplatte 10 sicher befestigt ist.

Eine Sicherung der Befestigung kommt dadurch zustande, dass die Zapfen 72 in den Raststellen 26 einrasten und somit dort fixiert sind.

Die Befestigung des Gehäuses 20 auf der Trägerplatte 10 kann gelöst werden, indem zuerst die Hub- Spreizvorrichtung 70 in axialer Richtung (in der Zeich- nung nach oben) etwas angehoben und im Uhrzeigersinn gedreht wird. Nachdem die Verbindung durch Drehen der Hub-Spreizvorrichtung 70 gelockert wurde, kann das Ge- häuse 20 mit dem Rastmittel 30 von der Trägerplatte 10 abgenommen werden.

Statt des in den Fig. 2a, b gezeigten Rastmittels 30 kann die Befestigung des Gehäuses 20 auf der Träger- platte 10 auch in einer ersten Variante durch die in den Fig. la, b gezeigten Dübelsegmente 23 in Kombinati- on mit der Hub-Spreizvorrichtung 70 der Fig. 2a, b vor- genommen werden. Durch eine Drehung der Hub- Spreizvorrichtung 70 gegen den Uhrzeigersinn werden die Dübelsegmente 23 aufgespreizt und durch die dadurch hervorgerufene Keilwirkung das Gehäuse 20 sicher und spielfrei auf der Trägerplatte 10 befestigt.

Ebenso kann in einer weiteren Variante statt der beiden angeformten Dübelsegmente 23 der Fig. la, b auch ein in das Gehäuse 20 integriertes Rastmittel 30, wie es in den Fig. 2a, b dargestellt ist, in Verbindung mit dem Dorn 60 für einen sicheren Halt des Gehäuses 20 auf der Trägerplatte 10 sorgen. Durch das Drehen des Dorns 60 im Uhrzeigersinn werden die U-förmigen Streifen 32 in radialer Richtung nach außen und die Abstützungsteile 33 gegen die Unterseite 12 gedrückt, wodurch zwischen der Trägerplatte 10 und dem Gehäuse 20 wieder eine si- chere, jederzeit lösbare und wieder herstellbare mecha- nische Verbindung entsteht. Die Montage kann vorteil- haft bei beiden Varianten von einer Seite der Träger- platte-10 aus erfolgen.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des Ausführungs- beispiels nach den Fig. 2a, b besteht darin, an das dem Spreizkörper 73 gegenüber liegende Ende des Schaftes 71 der Hub-Spreizvorrichtung 70 eine aus der deutschen Pa- tentschrift DE 199 01 357 Cl bekannte Vorrichtung anzu- bringen, mit der das Lösen der in den Fig. 2a, b ge- zeigten Befestigung des Gehäuses 20 auf der Trägerplat- te 10 verhindert wird, solange noch ein Stecker, bei- spielsweise zur elektrischen Versorgung, in einen (nicht dargestellten) Steckerschacht des Gehäuses 10 eingesteckt ist.