DE10129038A1 - Regensensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie Verfahren zur Montage eines Regensensors - Google Patents
Regensensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie Verfahren zur Montage eines RegensensorsInfo
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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
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.
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.
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.
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 (11)
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.
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