DE10129038A1

DE10129038A1 - Regensensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie Verfahren zur Montage eines Regensensors

Info

Publication number: DE10129038A1
Application number: DE10129038A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schneider
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2002-12-19
Also published as: US6900733B2; EP1406795A1; JP4443217B2; JP2004521353A; KR100841910B1; KR20030031151A; US20040020285A1; WO2002102632A1

Abstract

Es wird ein Regensensor (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und ein Verfahren zur Montage eines Regensensors (10) vorgeschlagen. Der Regensensor (10) weist ein Gehäuse (16), in dem mindestens eine Leiterplatte (18) angeordnet und einen Lichtleitkörper (14) auf, der das Gehäuse (16) zumindest teilweise deckelartig verschließt. Zwischen Lichtleitkörper (14) und Leiterplatte (18) ist eine Platte (22) angeordnet. Bei der Montage wird die Platte (22) teilweise durchstanzt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Regensensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Montage eines Regensensors nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.

Es sind schon zahlreiche Regensensoren für Kraftfahrzeuge, beispielsweise aus der DE 198 46 968 bekannt. Diese bestehen im wesentlichen aus einem Gehäuse, in dem eine Leiterplatte mit einem Sender und einem Empfänger als optische Bauteile angeordnet ist und das mit einem Lichtleitkörper verschlossen ist, welcher auf der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs befestigt wird. Im Betrieb gibt der Sender Infrarot-Strahlung ab, die mittels des auf die Windschutzscheibe der Kraftfahrzeuges aufgeklebten Lichtleitkörpers, in die Windschutzscheibe eingekoppelt wird. Befindet sich Feuchtigkeit auf der Außenseite der Windschutzscheibe, wird die Strahlung des Senders an dieser Grenzfläche nach außen weg gestreut. Befindet sich keine Feuchtigkeit auf dieser Grenzfläche, so wird die Strahlung des Senders an dieser Glas-Luft Grenzfläche totalreflektiert. Diese totalreflektierte Strahlung wird vom Lichtleitkörper gebündelt und auf den Empfänger fokussiert, der darauf hin ein Signal abgibt, das als Grad für die auf der Scheibe vorhandene Feuchtigkeit angesehen werden kann.

Bei der Produktion von Fahrzeugen wird jedoch häufig der Lichtleitkörper bereits bei der Scheibenherstellung auf die Windschutzscheibe aufgebracht. In der Endfertigung wird dann das Gehäuse mit der Leiterplatte am Lichtleitkörper, beispielsweise durch eine Clipsverbindung befestigt, so dass der Lichtleitkörper das Gehäuse wie ein Deckel verschließt.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Regensensor mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass durch die Anbringung einer Platte zwischen dem Lichtleitkörper und der Leiterplatte, Schäden in der Elektronik auf der Leiterplatte, die aus elektrostatischer Entladung (ESD) entstehen, vermieden werden können. Dies hat vorteilhafterweise zur Folge, dass keine ESD-geschützten Arbeitsplätze in der Fertigung oder im Ersatzteilbedarf benötigt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Vorteilhaft ist es, wenn die Platte derart ausgebildet ist, dass sie im Bereich, in dem ein Sender oder ein Empfänger als optisches Bauteil in Wechselwirkung mit dem Lichtleitkörper tritt, ausgespart ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Platte die Wechselwirkung des optischen Bauteils mit dem Lichtleitkörper nicht dämpft oder gar behindert.

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Platte sehr dünn, und damit als Folie ausgebildet ist und im Kopplungsbereich zumindest teilweise mittels einer Perforation versehen ist. Da die Perforation erst beim direkten Aufbringen des Gehäuses auf den Lichtleitkörper von demselben durchstanzt werden muß, wird kein weiteres Werkzeug bei der Montage benötigt.

Dabei ist es als vorteilhaft anzusehen, wenn der Lichtleitkörper Trennhilfen zur Durchstanzung der Platte aufweist, um in der Serienfertigung eine sichere Durchstanzung der Platte im Kopplungsbereich zu gewährleisten.

Vorteilhafterweise ist zwischen der Leiterplatte und dem Lichtleitkörper ein Zwischenträger angeordnet, der in den Kopplungsbereichen, also in den Bereichen der optischen Bauteile, ausgespart ist. Dadurch kann die Platte als dünne Folie ausgebildet werden ohne die Stabilität des Systems zu verringern.

Ist die Platte als Papierfolie, als metallbeschichtete Papierfolie oder als Kunststofffolie ausgebildet, so kann die Elektronik des Regensensors auf einfache und kostengünstige Weise vor ESD-Schäden geschützt werden.

Ferner ist es als vorteilhaft anzusehen, wenn die Platte folienartig, optisch transparent und dehnfähig ist und sich an den Lichtleitkörper in den Kopplungsbereichen anschmiegt, da dadurch keine Durchstanzungen der Folie notwendig sind.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn sich aus dem Gehäuse durch die Platte hindurch Kontakteinrichtungen erstrecken. Diese können beispielsweise zur Kontaktierung einer Heizeinrichtung dienen.

Ist die Platte als Folie ausgebildet und vom Gehäuse oder vom Zwischenträger abziehbar, so ist insbesondere im Ersatzteilhandel eine einfache Möglichkeit des ESD-Schutzes realisiert. Vorteilhafterweise ist der Zwischenträger nur in den Bereichen der optischen Bauelemente ausgespart, so daß auch nach Abziehen der Folie ein ausreichender Schutz gewährleistet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 hat den Vorteil, dass die Platte, die die Leiterplatte vor ESD-Schäden schützt, erst bei der Montage des Gehäuses auf den Lichtleitkörper durchstoßen wird wodurch ESD-Schäden bei der Montage des Gehäuses auf den Lichtleitkörper vermieden werden und ESD geschützte Arbeitsplätze eingespart werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 11 hat den Vorteil, daß eine elektrische Komponente die mit einer mechanischen oder optischen Komponente wirkverbunden ist, durch eine einfache Platte vor Schäden aus Elektrostatischer Entladung (ESD) geschützt werden kann.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Regensensor in einer schematischen Schnittdarstellung vor der Montage,

Fig. 2 einen Regensensor nach Fig. 1 nach der Montage,

Fig. 3 eine Folie eines erfindungsgemäßen Regensensors in einer Draufsicht und

Fig. 4 eine Variation der Folie aus Fig. 3.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Regensensor 10 vor der endgültigen Montage gezeigt. Auf einer Scheibe 12 ist ein Lichtleitkörper 14 aufgeklebt, auf den ein Gehäuse 16 mit einer Leiterplatte 18 aufgeschoben werden kann. Häufig ist zwischen Scheibe 12 und Lichtleitkörper 14 noch ein Koppelmedium angeordnet, das hier jedoch aus Einfachheitsgründen nicht gezeichnet ist. In das Gehäuse 16 ist die Leiterplatte 18 eingeclipst, auf der elektronische und optische Bauteile in SMD-Technik befestigt sind. Die optischen Bauteile sind Sender 20 und Empfänger 21 des Regensensors 10 und dienen dem Senden und Empfangen von IR- Strahlung. Sender 20 und Empfänger 21 sind dabei als Halbleiterbauelemente ausgebildet. Zwischen der Leiterplatte 18 und dem Lichtleitkörper 14 ist eine folienartige Platte 22 angeordnet, die durch einen Zwischenträger 24 gestützt wird. Der Zwischenträger 24 besteht aus eine Kunststoffplatte, die in den Bereichen der optischen Bauteile 20, 21 Aussparungen aufweist. Vor der Montage ist das Gehäuse 16 damit durch die Platte 22 verschlossen.

Der Lichtleitkörper 14 weist linsenartige Erhebungen 26 auf, die zum Bündeln der Strahlung der Sender 20 beziehungsweise zum fokussieren der Strahlung auf die Empfänger 21 vorgesehen sind.

Beim Aufschieben des Gehäuses 16 auf den Lichtleitkörper 14 wird die folienartige Platte 22 durch Trennhilfen 28 durchstoßen. Diese Trennhilfen 28 sind beispielsweise ringförmige Aufsätze, die sich um die Erhebungen 26 erstrecken und diese überragen. Beim Aufschieben des Gehäuses 16 zerschneiden die Trennhilfen 28 die Platte 22 dadurch im Bereich der Erhebungen 26 und damit im Kopplungsbereich 30 (Fig. 2) zwischen den optischen Bauelementen 20, 21 und den Erhebungen 26. Dies kann durch eine Perforation in der folienartigen Platte 22 unterstützt werden.

In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßer Regensensor 10 in montierter Position auf der Scheibe 12 dargestellt. Die Trennhilfen 28 haben die Folie 22 in den Kopplungsbereichen 30 durchschnitten, so dass die Folie 22 zwischen den Erhebungen 26 und den zugehörigen optischen Bauelementen 20, 21 ausgespart ist.

In Fig. 3 ist eine Platte 22 in einer Draufsicht gezeigt. Die Platte 22 besitzt dieselbe Aussenkontur wie das Gehäuse 16 und verschließt das Gehäuse gegenüber elektrostatischer Entladung. Die Platte 22 besteht beispielsweise aus einer metallbeschichteten Papierfolie. Sinnvollerweise ist die Metallbeschichtung auf der Außenseite des Gehäuses 16, also auf der der Leiterplatte 18 abgewandten Seite angeordnet, um versehentliche Kurzschlüsse bei einer Berührung der Platte 22 mit der Leiterplatte zu verhindern.

In den Kopplungsbereichen 30, in denen die optischen Bauteile 20, 21 angeordnet werden, weist die Platte 22 eine kreisförmige Perforation 32 auf, die das durchstanzen der Platte 22 durch die Trennhilfen 28 beim Aufschieben auf den Lichtleitkörper 14 (Fig. 1) erleichtert.

In Fig. 4 ist eine Variation der Folie aus Fig. 3 dargestellt. Hierbei ist die Perforation nicht vollständig kreisförmig ausgeführt, sondern im etwa U-förmig. Beim Aufschieben des Gehäuses 16 auf den Lichtleitkörper 14 werden die Plattenabschnitte auf diese Weise nicht losgelöst, sondern lediglich so verschoben, dass eine Kopplung zwischen optischen Bauteilen 20, 21 und den Erhebungen 26 im Kopplungsbereich 30 ermöglicht ist. Dadurch wird verhindert, dass Stücke der Platte 22 nach der Montage im Innern des Gehäuses undefiniert verbleiben und eventuell Störungen verursachen. Dazu kann der Lichtleiter 14 auch über weitere Ausformungen verfügen, die die ausgestanzten Stücke in einer definierten Position belassen.

In einer Variation der Erfindung ist es beispielsweise möglich, die Trennhilfen 28 am Zwischenträger 24 oder auf der Leiterplatte 18 vorzusehen.

In einer sehr einfachen Ausführung der Erfindung ist die Platte 22 als abziehbare Folie ausgebildet. Der Zwischenträger 24 bedeckt die Leiterplatte 18 in Richtung des Lichtleitkörpers 14 und lässt nur die Kopplungsbereiche 30 bei den optischen Bauelementen 20, 21 ausgespart. Die folienartige Platte 22 ist auf den Zwischenträger 24 oder auf den Rand des Gehäuses 12 geklebt und wird unmittelbar vor dem Zusammensetzen von Gehäuse 12 und Lichtleitkörper 14 abgezogen.

In einer weiteren Vereinfachung kann der Zwischenträger 24 entfallen und nur eine Platte 22 mit Aussparungen in den Kopplungsbereichen 30 vorgesehen sein. Hierbei können die optischen Bauelemente 20, 21 auch über eine einfache Schutzkappe die vor der Montage abgenommen wird geschützt werden.

Prinzipiell ist das Verfahren auch für andere Steuergeräte, wie beispielsweise Steuergeräte von Wischermotoren oder ABS, bei denen optische oder mechanische von elektrischen Komponenten trennbar sind, durchführbar. Im Fall eines Wischermotors können beispielsweise an der Aussenseite des Gehäuses des Wischermotors Erhebungen 26 oder Stifte als Kontaktstellen ausgebildet sein und die Steuerelektronik in einem separaten Gehäuse untergebracht sein. Dieses separate Gehäuse ist dann durch eine Platte 22 verschlossen. Beim Aufschieben des separaten Gehäuses mit der Steuerelektronik auf das Gehäuse des Wischermotors wird die Platte 22 durch die Erhebungen 26 durchstanzt und damit der Wischermotor mit der Steuerelektronik kontaktiert. Die in den Unteransprüchen ausgeführten Maßnahmen können natürlich analog dazu vorgesehen werden.

Claims

1. Regensensor (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (16) in dem mindestens eine Leiterplatte (18) angeordnet ist und wenigstens einem Lichtleitkörper (14) der das Gehäuse (16) zumindest teilweise deckelartig verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen wenigstens einem Lichtleitkörper (14) und mindestens einer Leiterplatte (18) eine Platte (24) zum Schutz der Leiterplatte (18) angeordnet ist.

2. Regensensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf zumindest einer Leiterplatte (18) mindestens ein optisches Bauteil (20, 21) zur Wechselwirkung mit wenigstens einem Lichtleitkörper (14) in einem Kopplungsbereich (30) vorgesehen ist und die Platte (22) im Kopplungsbereich (30) ausgespart ist.

3. Regensensor (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (22) als dünne Folie ausgebildet ist und im Kopplungsbereich (30) zumindest teilweise mittels einer Perforation (32) durchstanzt ist.

4. Regensensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Lichtleitkörper (14) Trennhilfen (28) zur Durchstanzung der Platte (22) aufweist.

5. Regensensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens einer Leiterplatte (18) und wenigstens einem Lichtleitkörper (14) ein Zwischenträger (24) angeordnet ist, der im Bereich der optischen Bauteile (20, 21) ausgespart ist.

6. Regensensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (22) folienartig ausgebildet ist und aus Papier, einem metallbeschichteten Papier oder aus einem Kunststoff besteht.

7. Regensensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte(22) folienartig, optisch transparent und dehnfähig ist und sich zumindest teilweise an der Lichtleitkörper (14) schmiegt.

8. Regensensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich aus dem Gehäuse (16) durch die Platte (22) hindurch Kontakteinrichtungen erstrecken.

9. Regensensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (22) als Folie ausgebildet ist und vom Gehäuse (16) oder vom Zwischenträger (24) abziehbar ist.

10. Verfahren zur Montage eines Regensensors (10), insbesondere eines Regensensors (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens folgende Schritte:

- Anbringen eines Lichtleitkörpers (14) auf eine Scheibe (12),
- Aufschieben eines Gehäuses (16), welches mindestens eine Leiterplatte (18) mit mindestens einem optischen Bauelement teilweise verschlossen ist und wobei die Platte (22) im Bereich des mindestens einen optischen Bauelements (20, 21) vom Lichtleitkörper (14) durchstoßen wird.

11. Vorrichtung, bestehend aus mindestens einer mechanischen oder optischen ersten Komponente (14) und mindestens einer elektrischen zweiten Komponente (18), die über Kopplungsbereiche (30) mittels vorzugsweise als Erhebungen (26) ausgebildeten Kopplungselementen miteinander wirkverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Komponente (18) durch eine, insbesondere folienartige Platte (22) von der ersten Komponente (14) getrennt ist und die Platte (22) bei der Verbindung der ersten mit der zweiten Komponente (14, 18) in den Kopplungsbereichen (30), insbesondere durch die Kopplungselemente selbst, durchbrochen ist.