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Die Erfindung betrifft gemäß dem unabhängigen Anspruch eine Vorrichtung zur Befestigung eines optischen Sensors an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe.
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Moderne Fahrzeuge werden zunehmend mit Fahrerassistenzsystemen ausgestattet, die optische Sensoren einsetzen, beispielsweise Systeme zur intelligenten Scheinwerfersteuerung, Fahrspurerkennung, Verkehrszeichenerkennung oder Hindernisdetektion. Optische Sensoren, wie (Automotive-)Kameras und (Infrarot)-Sensoren zur Erfassung des Fahrzeugumfelds vor und hinter einem Fahrzeug, werden in der Regel an der Windschutz- oder Frontscheibe bzw. an der Heckscheibe von innen befestigt. Zunehmend werden optische Sensoren auch an anderen Schreiben des Fahrzeugs verbaut, um eine möglichst vollständige Erfassung des Fahrzeugumfelds zu erreichen.
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Üblicherweise werden optische Sensoren an einer Fahrzeugscheibe mit Hilfe von Halterungen, sogenannten Brackets (Halteplatten), befestigt. Diese Halterungen werden meist aus Kunststoffen im Spritzgussverfahren hergestellt. Tatsächlich handelt es sich in den meisten Fällen um glasgefüllte, technische Kunststoffe, die in erster Linie wegen ihrer mechanisch-thermischen Beständigkeit und erreichbarer Fertigungstoleranzen ausgewählt werden.
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Die Befestigung der Halterungen an der Scheibe kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen, meist jedoch durch Verwendung von pastösen Klebstoffen oder zweiseitig adhäsiven Bändern. Die gesamte Installation befindet sich nahezu immer hinter einem sogenannten Schwarz- oder Keramikdruck, der sich entweder in der Scheibe (zwischen den beiden Glasteilen der Verbundscheibe) oder auf der Innenseite der Verbundscheibe befindet. Der Keramikdruck ist schwarz und dient dem Verbergen der Installation, insbesondere der Klebestellen der Halterung.
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Viele der optischen Sensoren haben eine relativ hohe Verlustleistung und entwickeln daher im Betrieb eine beträchtliche Abwärme, die für einen zuverlässigen Betrieb abgeführt werden muss. Mangels erzwungener Belüftung wird durch diese Abwärme der gesamte Bauraum zwischen der Halterung und einer evtl. vorhandenen Abdeckung, insbesondere einer Designabdeckung (beauty cover) eines Sensors aufgeheizt. Zusätzlich zu dieser Eigenerwärmung spielt aber auch die Sonneneinstrahlung auf die Fahrzeugscheiben eine entscheidende Rolle beim Wärmekonzept. Vor allem in den Bereichen des Schwarzdrucks und der Halterung wirkt die Sonneneinstrahlung besonders stark. Die Wärmeerzeugung steigt dabei natürlich mit der Sonnenleistung und ist abhängig vom Einstrahlwinkel.
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Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, die Befestigung eines optischen Sensors an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe insbesondere hinsichtlich der durch die Sonneneinstrahlung erhöhten Wärmeproblematik zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein der Erfindung zugrunde liegender Gedanke besteht darin, eine aus Kunststoff hergestellte Halterung für einen optischen Sensor, die an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe beispielsweise klebend befestigt wird und vor allem Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, mit einer Beschichtung mit einem geringen Emissionsgrad (einer geringen Emissivität ε) für Sonnenstrahlung zu versehen. Unter einem geringen Emissionsgrad ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Emissionsgrad zu verstehen, der geringer ist als der Emissionsgrad des Kunststoffs, aus dem die Halterung gefertigt ist. Hierdurch wird die Energieaufnahme aus auftreffender Strahlung, insbesondere Sonnenstrahlung reduziert, so dass die Halterung auch weniger Strahlung in den Bauraum mit dem optischen Sensor abgeben kann. Im Gegensatz zu Konzepten, bei denen die Fahrzeugscheibe mit einer speziellen Infrarotfilterbeschichtung oder einer Beschichtung mit einer stark reflektierende Schicht (oder geringen Emissivität ε) entweder partiell im Befestigungsbereich der Halterung an der Scheibe oder der gesamten Scheibe setzt die vorliegende Erfindung kein kompliziertes und teures Produktionsverfahren der Fahrzeugscheiben voraus.
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Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung zur Befestigung eines optischen Sensors an der Innenseite einer Fahrzeugscheibe umfassend mindestens eine zur Befestigung an der Innenseite der Fahrzeugscheibe vorgesehene Halterung, die aus Kunststoff hergestellt ist und zumindest teilweise mit einer Beschichtung mit einem geringen Emissionsgrad für Sonnenstrahlung versehen ist.
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Insbesondere kann eine Fläche der Halterung mit der Beschichtung versehen sein, die im montierten Zustand der Halterung der Innenseite der Fahrzeugscheibe zugewandt ist. Hierdurch weist die Fläche einen geringen Emissionsgrad auf, die durch die Scheibe einfallender Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Alternativ oder auch zusätzlich kann eine Fläche mit der Beschichtung versehen ist, die im montierten Zustand der Halterung von der Innenseite der Fahrzeugscheibe abgewandt ist. Dadurch wird weniger Wärmestrahlung in den Bauraum des optischen Sensors abgegeben.
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Insbesondere ist die Beschichtung eine Metallbeschichtung, da Metalle im Allgemeinen sehr kleine Emissionsgrade bzw. Emissivitätswerte besitzen, was einerseits zu einer geringen Radiation, aber andererseits auch zu einer geringeren Energieaufnahme von Wärme- und sonstiger Strahlung führt.
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Die Beschichtung kann auch aus einem im Infrarotbereich reflektiven Werkstoff bestehen, so dass in der Sonnenstrahlung enthaltene Infrarotstrahlung reflektiert wird und nicht die Halterung aufheizen kann.
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Die Beschichtung kann durch ein Bedampfungsverfahren, beispielsweise CVD (Chemical Vapor Deposition) oder PVD (Physical Vapor Deposition), durch Besprühen, durch ein Tauchverfahren oder durch Bedrucken aufgebracht sein.
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Weiterhin kann ein zusätzliches Bauelement mit einem geringen Emissionsgrad für Sonnenstrahlung in die Halterung eingelegt sein. Beispielsweise kann ein Element aus einem Material mit einem geringen Emissionsgrad für Sonnenstrahlung wie ein Metallkern in eine Aussparung der Halterung eingelegt werden, um so den Emissionsgrad der Halterung zu reduzieren.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem/den in der/den Zeichnung(en) dargestellten Ausführungsbeispiel(en).
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in der/den Zeichnung(en) werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
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Die Zeichnung(en) zeigt/zeigen in
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1 eine Seitenansicht eines Schnitts durch eine Fahrzeug-Windschutzscheibe und ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Befestigung eines optischen Sensors an der Innenseite der Scheibe gemäß der Erfindung;
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2 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Halterung der Vorrichtung zur Befestigung eines optischen Sensors an der Innenseite der Scheibe gemäß der Erfindung.
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In der folgenden Beschreibung können gleiche, funktional gleiche und funktional zusammenhängende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Absolute Werte sind im Folgenden nur beispielhaft angegeben und sind nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen.
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In 1 ist ein Schnitt durch eine Fahrzeugscheibe 18 aus einem Verbundglas und einem optischen Sensor 10 dargestellt, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung an der Innenseite 16 der Fahrzeugscheibe 18 montiert ist. Im Bereich des Montageorts des Sensors 10 an der Scheibe 18 ist ein Bereich mit einem Schwarzdruck 26 vorgesehen, der in der Zwischenschicht 24 der beidem miteinander zur Verbundglas-Scheibe 18 verklebten Einzelscheiben angeordnet ist und vor allem dazu dient, die Montage des Sensors 10 an der Innenseite 16 von außerhalb der Scheibe 18 zu verbergen. Der Schwarzdruck 26 ist für das vom Sensor zu erfassende elektromagnetische Frequenzspektrum transparent oder im Sichtbereich ausgespart.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Fixierung des Sensors 10 weist ein Bracket mit zwei Halteelementen 12 und 14 als Halterung für den Sensor 10 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Bracket einstückig ausgebildet. Selbstverständlich kann es aber auch mehrstückig ausgebildet sein, beispielsweise können zwei oder sogar mehr Brackets jeweils mit einem Halteelement als Halterung für den Sensor 10 vorgesehen sein. Der Sensor 10 wird durch das Bracket an der Innenseite 16 der Scheibe 18 fixiert und vom Bracket an zwei Punkten gehalten. Das Bracket mit den Halteelementen 12 und 14 ist mit einer Schicht aus einem speziellen Klebstoff 28 an der Innenseite 16 der Scheibe 18 fixiert, wie in dem vergrößert dargestellten Ausschnitt x zu erkennen ist. Zusätzlich kann eine Abdeckung 34 als sogenanntes beauty cover vorgesehen sein, die den optischen Sensor 10 und die Vorrichtung zu seiner Befestigung an der Scheibe 18 mit den beiden Halteelementen 12 und 14 des Brackets optisch gegenüber dem Fahrzeuginnenraum abschirmt. Durch eine solche Abdeckung 34 wird ein Raum 36 umschlossen, der in ein Temperaturkonzept des Sensors 10 einbezogen werden sollte, da er beispielsweise eine mögliche Konvektion behindern und dadurch zu einer Erhöhung der Betriebstemperatur des Sensors 10 beitragen kann.
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Auf die Scheibe 18 von außen einfallende Sonneneinstrahlung 22 durchdringt die Scheibe 18 und zumindest teilweise auch den Schwarzdruck 26, und wird vom Bracket zumindest teilweise absorbiert. Hierdurch wird das Bracket zusätzlich zu der vom Sensor 10 im Betrieb erzeugten Abwärme aufgeheizt. Die vom Bracket absorbierte Strahlungsenergie wird teilweise wieder abgegeben. Das Bracket, insbesondere die Halteelemente 12 und 14 des Brackets ist bzw. sind an zumindest einer seiner bzw. einer ihrer Flächen mit einer Metallbeschichtung 20 versehen, die den Emissionsgrad des Brackets bzw. der Halteelemente für Strahlungsenergie senkt, da sie einen geringeren Emissionsgrad als der Kunststoff aufweist, aus dem das Bracket mit den Halteelementen 12 und 14 gefertigt ist.
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Bei dem im vergrößert dargestellten Ausschnitt x gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Metallbeschichtung 20 an der Fläche 30 des Brackets aufgebracht, die im an der Scheibe 18 montierten Zustand des Brackets der Innenseite 16 der Scheibe 18 zugewandt ist, so dass auch die Absorption von Energie der Sonneneinstrahlung reduziert wird. Alternativ kann die Beschichtung 20 auch auf der Fläche 32 aufgebracht sein, die von der Innenseite 16 abgewandt ist, so dass die Abgabe von Strahlung durch das Bracket in den Montageraum des optischen Sensors 10 reduziert wird und bei Verwendung einer Abdeckung des Sensors 10 zum Fahrzeuginnenraum die Temperatur im dadurch gebildeten Raum durch das durch Sonneneinstrahlung 22 aufgeheizte Bracket weniger stark erhöht wird. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Brackets, bei dem sowohl die der Scheibe 18 zugewandte Fläche 30 als auch die von der Scheibe 18 abgewandte Fläche 32 mit einer Metallbeschichtung 30 versehen ist, wodurch der Effekt des geringeren Emissionsgrades gegenüber eine einseitigen Beschichtung noch etwas erhöht werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- optischer Sensor
- 12
- Halteelement des Brackets
- 14
- Halteelement des Brackets
- 16
- Innenseite der Fahrzeugscheibe 18
- 18
- Fahrzeugscheibe aus Verbundglas
- 20
- Metallbeschichtung
- 22
- Sonneneinstrahlung
- 24
- Zwischenschicht der Verbund-Glasscheibe
- 26
- Bereich mit Schwarzdruck
- 28
- Klebstoffschicht
- 30
- der Innenseite 16 der Fahrzeugscheibe 18 zugewandte Fläche der Halterung 14
- 32
- der Innenseite 16 der Fahrzeugscheibe 18 abgewandte Fläche der Halterung 14
- 34
- Abdeckung (beauty cover)
- 36
- von der Abdeckung 34 umschlossener Raum 36
