DE102018220783A1

DE102018220783A1 - Assembly for cleaning a lens

Info

Publication number: DE102018220783A1
Application number: DE102018220783.6A
Authority: DE
Inventors: Anke Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2020-06-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst eine Baugruppe (1) zur Reinigung und zum Beheizen einer Linse (2), wobei die Baugruppe (1) einen Zulauf (3), eine Sonotrode (4), und einen Ultraschallgenerator (5) umfasst. Der Zulauf (3) ist eingerichtet, ein Fluid einer Arbeitsfläche (6) der Sonotrode (4) zuzuführen. Die Sonotrode (4) ist mit dem Ultraschallgenerator (7) gekoppelt, und die Arbeitsfläche (6) der Sonotrode (4) ist eingerichtet, das Fluid mit Ultraschall zu beaufschlagen.The invention relates to an assembly (1) for cleaning and heating a lens (2), the assembly (1) comprising an inlet (3), a sonotrode (4) and an ultrasound generator (5). The inlet (3) is set up to supply a fluid to a work surface (6) of the sonotrode (4). The sonotrode (4) is coupled to the ultrasound generator (7), and the work surface (6) of the sonotrode (4) is set up to apply ultrasound to the fluid.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe zum Reinigen und Heizen einer Linse.The present invention relates to an assembly for cleaning and heating a lens.

Linsen, zum Beispiel von Kamerasystemen oder optischen Sensoren, sind in ihrer Arbeitsumgebung vielen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dies führt dazu, dass sich Ablagerungen, wie zum Beispiel Staub, Schmutz, Fremdkörper oder Feuchtigkeit, auf der Linse bilden können. Sind die Systeme auch Temperaturschwankungen ausgesetzt, kann sich auch Beschlag oder Frost bilden. Solche Ablagerungen beeinflussen das Sichtfeld der Kamerasysteme oder optischen Sensoren negativ, wodurch die Funktionalität einschränkt wird.Lenses, for example from camera systems or optical sensors, are exposed to many environmental influences in their working environment. As a result, deposits such as dust, dirt, foreign bodies or moisture can form on the lens. If the systems are also exposed to temperature fluctuations, condensation or frost can also form. Such deposits negatively affect the field of view of the camera systems or optical sensors, which limits the functionality.

Nach dem Stand der Technik sind mechanische Reinigungssysteme, Reinigungssysteme mit Spritzdüsen sowie elektrisch betriebene Heizsysteme bekannt.Mechanical cleaning systems, cleaning systems with spray nozzles and electrically operated heating systems are known from the prior art.

DE 10 2017 107 835 A1 offenbart ein Fahrzeugkameraschutz- und -reinigungssystem, bei dem mindestens ein Wischer auf einer Unterseitenfläche eines Kameradeckels positioniert ist, um eine Linse einer Fahrzeugkamera zu reinigen. DE 10 2017 107 835 A1 discloses a vehicle camera protection and cleaning system in which at least one wiper is positioned on an underside surface of a camera lid to clean a lens of a vehicle camera.

US 2018/0272999 A1 offenbart ein Reinigungssystem zur Reinigung eines optischen Sensormoduls mit mindestens einem Hauptreservoir für Waschflüssigkeit und mindestens einer Sprühdüse, die mit dem Hauptreservoir verbunden ist, wobei das System ein zusätzliches Reservoir für Spülflüssigkeit aufweist, das strömungstechnisch mit der mindestens einen Sprühdüse verbunden ist. US 2018/0272999 A1 discloses a cleaning system for cleaning an optical sensor module with at least one main reservoir for washing liquid and at least one spray nozzle which is connected to the main reservoir, the system having an additional reservoir for rinsing liquid which is connected to the at least one spray nozzle in terms of flow.

DE 198 47 338 C1 offenbart eine elektrische Tauheizung für ein optisches Element, insbesondere zur Verhinderung des bei hoher Luftfeuchtigkeit auf das Sichtfenster des optischen Elements niedergehenden Taubeschlags. DE 198 47 338 C1 discloses an electrical condensation heater for an optical element, in particular for preventing the condensation that falls on the viewing window of the optical element when the humidity is high.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Baugruppe umfasst einen Ultraschallgenerator sowie eine Sonotrode, welche so miteinander gekoppelt sind, dass die vom Ultraschallgenerator erzeugten Schwingungen die Sonotrode zum Schwingen anregen können. Weiter umfasst die Baugruppe einen Zulauf über den ein Fluid, wie zum Beispiel eine Reinigungsflüssigkeit, zu einer Arbeitsfläche der Sonotrode zugeführt werden kann. Das Fluid kann dabei aus einem eigens für die Baugruppe eingerichteten Tank oder aus einem Tank, welcher ebenfalls von weiteren Baugruppen dieser Art oder Vorrichtungen anderer Art genutzt wird, zugeführt werden. Ist die Baugruppe beispielsweise in einem Kraftfahrzeug verbaut, so kann insbesondere die Reinigungsflüssigkeit aus einem Wischwassertank als Fluid für die Baugruppe dienen. Weiter ist die Sonotrode eingerichtet, über ihre Arbeitsfläche das Fluid mit Ultraschall zu beaufschlagen. Die Baugruppe umfasst vorzugsweise eine Linse und/oder eine Aufnahme für eine Linse.The assembly according to the invention comprises an ultrasound generator and a sonotrode, which are coupled to one another in such a way that the vibrations generated by the ultrasound generator can excite the sonotrode to vibrate. The assembly also includes an inlet through which a fluid, such as a cleaning liquid, can be supplied to a work surface of the sonotrode. The fluid can be supplied from a tank specially set up for the assembly or from a tank which is also used by other assemblies of this type or devices of another type. If the assembly is installed in a motor vehicle, for example, the cleaning fluid from a washer fluid tank in particular can serve as a fluid for the assembly. The sonotrode is also set up to apply ultrasound to the fluid via its working surface. The assembly preferably comprises a lens and / or a receptacle for a lens.

Die von der Arbeitsfläche der Sonotrode übertragene Schwingungsenergie des Ultraschallgenerators kann in dem Fluid vorzugsweise Kavitation entstehen lassen. Je höher die übertragene Schwingungsenergie, desto schneller bewegen sich die Moleküle des Fluides. Damit fällt dessen statischer Druck. Fällt der statische Druck unter den spezifischen Verdampfungsdruck des Fluides können Gasblasen entstehen. Werden diese Dampfblasen durch die Schwingung des Fluides bewegt und gelangen so in Bereiche mit einem höheren statischen Druck, welcher über dem spezifischen Dampfdruck liegt, kondensiert der Dampf in den Dampfblasen schlagartig und die Dampfblasen kollabieren bzw. implodieren. Dabei können partiell extreme Temperatur- und Druckspitzen auftreten. Durch solche partiellen Temperaturerhöhungen wärmt sich das Fluid auf. Kommt das erwärmte Fluid in Kontakt mit der Linse kann Wärmeenergie von dem Fluid an die Linse abgegeben werden, wodurch sich die Linse erwärmt. Die Linse wiederum kann so aufgenommene Wärmeenergie an anhaftende Flüssigkeiten bzw. Beschlag oder Frost abgeben, wodurch eine Verdunstung der anhaftenden Flüssigkeiten bzw. ein Tauvorgang beschleunigt werden kann. Ist die von der Linse aufgenommene Wärmeenergie ausreichend groß, kann die erneute Entstehung von Beschlag oder Frost verhindert werden.The vibration energy of the ultrasound generator transmitted from the working surface of the sonotrode can preferably cause cavitation in the fluid. The higher the vibrational energy transferred, the faster the molecules of the fluid move. With this, its static pressure drops. If the static pressure falls below the specific evaporation pressure of the fluid, gas bubbles can form. If these vapor bubbles are moved by the vibration of the fluid and thus reach areas with a higher static pressure, which is above the specific vapor pressure, the vapor condenses suddenly in the vapor bubbles and the vapor bubbles collapse or implode. Extreme temperature and pressure peaks can sometimes occur. The fluid heats up due to such partial temperature increases. If the heated fluid comes into contact with the lens, thermal energy can be released from the fluid to the lens, whereby the lens heats up. The lens in turn can thus dissipate heat energy absorbed by adhering liquids or fogging or frost, which can accelerate evaporation of the adhering liquids or thawing. If the thermal energy absorbed by the lens is sufficiently large, the formation of fogging or frost can be prevented.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.

In einer ersten Variante umfasst die Baugruppe zusätzlich ein Reservoir. Dieses ist so um eine optische Achse der Linse entlang des Randes der Linse angeordnet, dass es den Strahlengang durch die Linse nicht beeinflusst. Dabei grenzt eine Seite des Reservoirs an die Linse und ist dieser zugewandt. Das Reservoir bildet vorzugsweise keinen vollständigen Ring um die Linse, sondern ist nur zu einem Teil, insbesondere konzentrisch, um die optische Achse der Linse angeordnet. Der Zulauf ist so eingerichtet, dass er das Reservoir mit dem Fluid befüllen kann. Weiter ist die Sonotrode so angeordnet, dass mindestens ihre Arbeitsfläche in das Reservoir ragt. So ist es möglich, dass das Fluid innerhalb des Reservoirs mit Ultraschall beaufschlagt werden kann. Das Reservoir weist an der der Linse zugewandten Seite mindestens eine Bohrung auf, die so eingerichtet ist, dass das Fluid aus dem Reservoir die Linse benetzen und so Anhaftungen von der Linse entfernen kann.In a first variant, the assembly additionally includes a reservoir. This is arranged around an optical axis of the lens along the edge of the lens in such a way that it does not influence the beam path through the lens. One side of the reservoir adjoins the lens and faces it. The reservoir preferably does not form a complete ring around the lens, but is only arranged in part, in particular concentrically, around the optical axis of the lens. The inlet is set up so that it can fill the reservoir with the fluid. Furthermore, the sonotrode is arranged in such a way that at least its working surface projects into the reservoir. It is thus possible for the fluid within the reservoir to be subjected to ultrasound. On the side facing the lens, the reservoir has at least one bore which is set up in such a way that the fluid from the reservoir can wet the lens and thus remove adhesions from the lens.

Wird das Fluid in dem Reservoir mit Ultraschall beaufschlagt, erwärmt es sich, insbesondere durch die Wirkungen der auftretenden Kavitation. Die Erwärmung des Fluides kann dessen Reinigungswirkung verbessern und sich auch positiv auf die Beseitigung von Beschlag und Frost von der Linse auswirken. If ultrasound is applied to the fluid in the reservoir, it heats up, in particular due to the effects of the cavitation that occurs. The heating of the fluid can improve its cleaning effect and also have a positive effect on the removal of fog and frost from the lens.

In einer zweiten Variante ist mindestens die Arbeitsfläche der Sonotrode ringförmig gestaltet und weißt eine insbesondere kreisförmige Aussparung auf. Die Arbeitsfläche der Sonotrode entspricht ihrer inneren Mantelfläche und ist der optischen Achse der Linse zugewandt. Die Aussparung der Sonotrode ist so dimensioniert, dass sie den Strahlengang durch die Linse nicht beeinflusst. Über den Ultraschallgenerator kann die Sonotrode radial zur optischen Achse der Linse in Schwingung versetzt werden.In a second variant, at least the working surface of the sonotrode is designed in a ring shape and has a particularly circular recess. The working surface of the sonotrode corresponds to its inner surface and faces the optical axis of the lens. The recess of the sonotrode is dimensioned so that it does not affect the beam path through the lens. The sonotrode can be vibrated radially to the optical axis of the lens via the ultrasound generator.

In der zweiten Variante kann die Baugruppe koaxial zu der optischen Achse der Linse auf einer Seite der Linse angeordnet sein. Insbesondere ist die Baugruppe auf der Seite der Linse angeordnet, die einer Umgebung, und damit einer möglichen Quelle für Verschmutzungen, der Linse zugewandt ist. Die einem Kamera- oder anderem optischen Sensor zugewandte Seite der Linse ist in der Regel so geschützt, dass hier keine Verschmutzungen auftreten. Der Durchmesser der Aussparung der Sonotrode ist dabei insbesondere kleiner als ein Durchmesser der Linse senkrecht zu der optischen Achse, sodass ein O-Ring oder eine andere geeignete Form der Abdichtung zwischen der Sonotrode und der Linse angeordnet werden kann. Dabei dient der O-Ring zusätzlich der Schwingungsdämpfung zwischen der Sonotrode und der Linse.In the second variant, the assembly can be arranged coaxially to the optical axis of the lens on one side of the lens. In particular, the assembly is arranged on the side of the lens that faces an environment, and thus a possible source of contamination, of the lens. The side of the lens facing a camera or other optical sensor is usually protected in such a way that no contamination occurs here. The diameter of the recess of the sonotrode is in particular smaller than a diameter of the lens perpendicular to the optical axis, so that an O-ring or another suitable form of sealing can be arranged between the sonotrode and the lens. The O-ring also serves to dampen vibrations between the sonotrode and the lens.

Wird das Fluid so zu der Arbeitsfläche der Sonotrode zugeführt, dass die Aussparung der Sonotrode vollständig mit dem Fluid ausgefüllt ist, kann das Fluid über die Arbeitsfläche der Sonotrode mit Ultraschall beaufschlagt werden. Die dadurch entstehenden Schwingungen innerhalb des Fluides können sich positiv auf die Reinigungswirkung auswirken. Entsteht durch die Schwingung zusätzlich Kavitation, können die dadurch entstehenden Mikroströmungen die Reinigungswirkung weiter erhöhen. Entstehende Wärmeenergie kann zusätzlich dazu beitragen Anhaftungen zu lösen, so die Reinigungswirkung erhöhen und die Beseitigung von Frost auf der Linse begünstigen.If the fluid is fed to the work surface of the sonotrode in such a way that the recess of the sonotrode is completely filled with the fluid, the fluid can be exposed to ultrasound via the work surface of the sonotrode. The resulting vibrations within the fluid can have a positive effect on the cleaning effect. If cavitation occurs due to the vibration, the resulting micro currents can further increase the cleaning effect. The heat energy generated can also help to loosen buildup, thus increasing the cleaning effect and promoting the removal of frost on the lens.

In der zweiten Variante können statt einer ringförmigen Sonotrode auch mehrere Sonotroden ringabschnittsförmig bzw. konzentrisch um eine optische Achse der Linse angeordnet sein. Der Krümmungsmittelpunkt der Sonotroden liegt dabei vorzugsweise auf der optischen Achse der Linse. Die Anregung der Sonotroden mittels des Ultraschallgenerators kann ebenfalls radial zur optischen Achse der Linse erfolgen.In the second variant, instead of one ring-shaped sonotrode, a plurality of sonotrodes can also be arranged in the form of a ring section or concentrically around an optical axis of the lens. The center of curvature of the sonotrodes is preferably on the optical axis of the lens. The excitation of the sonotrodes by means of the ultrasound generator can also take place radially to the optical axis of the lens.

Eine dritte Variante der Baugruppe umfasst zusätzlich eine Linse, die durch einen ersten Dichtungsring und einen zweiten Dichtungsring eingefasst ist. Die Sonotrode ist dabei so angeordnet, dass ihre Arbeitsfläche an dem ersten Dichtungsring und an dem zweiten Dichtungsring anliegt. Der Durchmesser der Aussparung der Sonotrode ist dabei insbesondere größer einem radialen Durchmesser der Linse und so gestaltet, dass der Strahlengang durch die Linse nicht beeinflusst wird.A third variant of the assembly additionally comprises a lens which is bordered by a first sealing ring and a second sealing ring. The sonotrode is arranged such that its working surface rests on the first sealing ring and on the second sealing ring. The diameter of the recess of the sonotrode is in particular larger than a radial diameter of the lens and is designed such that the beam path is not influenced by the lens.

Bevorzugt ist die Sonotrode koaxial zur optischen Achse der Linse so um den radialen Umfang der Linse angeordnet, dass die Arbeitsfläche der Sonotrode, der erste Dichtungsring und zweite Dichtungsring sowie die Linse ein Volumen einschließen. Der Zulauf kann dabei so gerichtet sein, dass er das eingeschlossene Volumen mit dem Fluid befüllen kann.The sonotrode is preferably arranged coaxially to the optical axis of the lens around the radial circumference of the lens in such a way that the working surface of the sonotrode, the first sealing ring and second sealing ring and the lens enclose a volume. The inlet can be directed so that it can fill the enclosed volume with the fluid.

Wird das Fluid durch die Sonotrode mit Ultraschall beaufschlagt kann sich das Fluid innerhalb des Volumens durch auftretende Kavitation erwärmen und diese Wärmeenergie an die Linse abgeben.If ultrasound is applied to the fluid by the sonotrode, the fluid within the volume can heat up due to cavitation and release this thermal energy to the lens.

Bei der dritten Variante ist bevorzugt vorgesehen, dass die Sonotrode so zwischen dem ersten Dichtungsring und dem zweiten Dichtungsring angeordnet ist, dass eine erste Seitenfläche der Sonotrode an dem ersten Dichtungsring und eine zweite Seitenfläche der Sonotrode an dem zweiten Dichtungsring insbesondere vollständig oder teilweise anliegt.In the third variant, it is preferably provided that the sonotrode is arranged between the first sealing ring and the second sealing ring in such a way that a first side surface of the sonotrode is in particular completely or partially in contact with the first sealing ring and a second side surface of the sonotrode.

Alternativ kann die Mantelfläche der Sonotrode breiter sein als ein Abstand zwischen dem ersten Dichtungsring und dem zweiten Dichtungsring und an den äußeren Mantelflächen der Dichtungsringe anliegen.Alternatively, the lateral surface of the sonotrode can be wider than a distance between the first sealing ring and the second sealing ring and bear against the outer lateral surfaces of the sealing rings.

Bei der dritten Variante kann zusätzlich ein kanalförmiges Element vorgesehen sein. Dieses Element kann so angeordnet sein, dass es die Linse zumindest teilweise einfasst. Weiter kann das Element auf der der Linse zugewandten Seite eine Öffnung aufweisen, wobei der erste Dichtungsring, der zweiten Dichtungsring und die Sonotrode mindestens anteilig eine Abdichtung der Öffnung des Elements bilden. Der Zulauf kann dabei so eingerichtet sein, dass er das eingeschlossene Volumen oder das kanalförmige Element mit dem Fluid befüllen kann. Weiter sind der erste Dichtungsring und/oder der zweite Dichtungsring und/oder die Sonotrode vorzugsweise so eingerichtet, dass ein Flüssigkeitsaustausch zwischen dem eingeschlossenen Volumen und dem kanalförmigen Element stattfinden kann.In the third variant, a channel-shaped element can also be provided. This element can be arranged such that it at least partially surrounds the lens. Furthermore, the element can have an opening on the side facing the lens, the first sealing ring, the second sealing ring and the sonotrode at least partially forming a seal of the opening of the element. The inlet can be set up so that it can fill the enclosed volume or the channel-shaped element with the fluid. Furthermore, the first sealing ring and / or the second sealing ring and / or the sonotrode are preferably set up such that a liquid exchange can take place between the enclosed volume and the channel-shaped element.

Ferner kann in der dritten Variante die Sonotrode eine Bohrung aufweisen, welche als Zulauf für das Fluid dienen kann. Furthermore, in the third variant, the sonotrode can have a bore which can serve as an inlet for the fluid.

Ferner kann in der dritten Variante der der Umgebung zugewandte Dichtungsring eine Perforation aufweisen, die so eingerichtet ist, dass damit das Fluid aus dem Volumen auf die Linse abgeben werden kann. So kann das über die Linse laufende Fluid Verschmutzungen der Linse sowie Beschlag oder Frost beseitigen.Furthermore, in the third variant, the sealing ring facing the surroundings can have a perforation which is set up in such a way that the fluid can be dispensed from the volume onto the lens. The fluid running over the lens can remove dirt from the lens as well as fog or frost.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform,
2 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform,
3 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform,
4 eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform,
5 eine Schnittdarstellung einer ersten Alternative einer dritten Ausführungsform,
6 eine perspektivische Ansicht der ersten Alternative der dritten Ausführungsform,
7 eine Schnittdarstellung einer zweiten Alternative der dritten Ausführungsform,
8 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Alternative der dritten Ausführungsform,
9 eine Schnittdarstellung einer dritten Alternative der dritten Ausführungsform, und
10 eine perspektivische Ansicht der dritten Alternative der dritten Ausführungsform.

Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawing. In the drawing is:

1 2 shows a sectional illustration of a first embodiment,
2nd 2 shows a perspective view of the first embodiment,
3rd 2 shows a sectional illustration of a second embodiment,
4th 2 shows a perspective view of the second embodiment,
5 2 shows a sectional illustration of a first alternative of a third embodiment,
6 2 shows a perspective view of the first alternative of the third embodiment,
7 2 shows a sectional illustration of a second alternative of the third embodiment,
8th 2 shows a perspective view of a second alternative of the third embodiment,
9 a sectional view of a third alternative of the third embodiment, and
10th a perspective view of the third alternative of the third embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Draufsicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Baugruppe 1. Ein Reservoir 8 ist in einem Halbkreis um eine Linse 2 angeordnet. Mehrere Sonotroden 4 sind so angeordnet, dass ihre Arbeitsflächen 6 in das Reservoir 8 ragen. Weiter zeigt die Abbildung, dass die Sonotroden 4 eine Bohrung aufweisen, die als Zulauf 3 für das Fluid dient. Die Sonotroden 3 sind mit einem Ultraschallgenerator 7 gekoppelt. 1 shows a sectional view of a plan view of a first embodiment of an assembly according to the invention 1 . A reservoir 8th is in a semicircle around a lens 2nd arranged. Several sonotrodes 4th are arranged so that their work surfaces 6 into the reservoir 8th protrude. The figure further shows that the sonotrodes 4th have a hole as an inlet 3rd serves for the fluid. The sonotrodes 3rd are with an ultrasonic generator 7 coupled.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform. Gezeigt ist, dass die mehreren Sonotroden 4 so mit dem Reservoir 8 verbunden sind, dass eine der Arbeitsfläche 6 angewandte Seite der Sonotroden 4 zumindest teilweise aus der der Linse 2 abgewandten Seite des Reservoirs 8 herausragt. Auf der der Linse 2 zugewandten Seite des Reservoirs 8 sind Bohrungen 10 gezeigt. 2nd shows a perspective view of the first embodiment. It is shown that the multiple sonotrodes 4th so with the reservoir 8th are connected to one of the work surface 6 applied side of the sonotrodes 4th at least partially from that of the lens 2nd opposite side of the reservoir 8th protrudes. On the lens 2nd facing side of the reservoir 8th are holes 10th shown.

3 zeigt eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform. Gezeigt ist, dass die Sonotrode 4 koaxial zu der optischen Achse 9 der Linse 2 auf einer Seite der Linse 2 angeordnet ist und die Sonotrode 4 eine kreisförmige Aussparung aufweist. Die Arbeitsfläche 6 der Sonotrode 4 ist dabei der optischen Achse 9 der Linse 2 zugewandt. Ein O-Ring 11 stellt eine Schwingungsdämpfung sowie eine Abdichtung zwischen Sonotrode 4 und Linse 2 her. Der Zulauf 3 ist so angeordnet und eingerichtet, dass er die Aussparung der Sonotrode 4 vollständig mit dem Fluid ausfüllen kann. Der Ultraschallgenerator 7 regt die Sonotrode 4 in radialer Richtung zur optischen Achse 9 der Linse 2 an. 3rd shows a sectional view of a second embodiment. It is shown that the sonotrode 4th coaxial to the optical axis 9 the lens 2nd on one side of the lens 2nd is arranged and the sonotrode 4th has a circular recess. The work surface 6 the sonotrode 4th is the optical axis 9 the lens 2nd facing. An o-ring 11 provides vibration damping and a seal between the sonotrode 4th and lens 2nd forth. The inflow 3rd is arranged and set up so that it has the recess of the sonotrode 4th can completely fill with the fluid. The ultrasonic generator 7 stimulates the sonotrode 4th in the radial direction to the optical axis 9 the lens 2nd at.

4 zeigt eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform. Gezeigt ist, dass die Sonotrode 4 ringförmig um die Linse 2 angeordnet ist. Weiter ist gezeigt, dass die Arbeitsfläche 6 der Sonotrode 4 der Linse 2 zugewandt ist. Der Zulauf 3 ist so eingerichtet, dass er das Fluid zu der Arbeitsfläche 6 der Sonotrode 4 zuführen kann. 4th shows a perspective view of the second embodiment. It is shown that the sonotrode 4th ring-shaped around the lens 2nd is arranged. It is also shown that the work surface 6 the sonotrode 4th the lens 2nd is facing. The inflow 3rd is set up so that the fluid to the work surface 6 the sonotrode 4th can supply.

5 zeigt eine Schnittdarstellung einer ersten Alternative einer dritten Ausführungsform. Die Sonotrode 4 ist koaxial zu der optischen Achse 9 der Linse 2 um die Linse 2 angeordnet. Die Linse 2 ist durch einen ersten Dichtungsring 12 und einem zweiten Dichtungsring 13 gefasst. Die Sonotrode 4, der erste Dichtungsring 12, der zweite Dichtungsring 13 sowie die Linse 2 schließen dabei ein Volumen 15 ein. Der Zulauf 3 ist eingerichtet das Volumen 15 mit dem Fluid zu befüllen. Durch den mit der Sonotrode 4 gekoppelten Ultraschallgenerator 7 wird das Fluid in dem eingeschlossenen Volumen 15 mit Ultraschall beaufschlagt. 5 shows a sectional view of a first alternative of a third embodiment. The sonotrode 4th is coaxial to the optical axis 9 the lens 2nd around the lens 2nd arranged. The Lens 2nd is through a first sealing ring 12 and a second sealing ring 13 composed. The sonotrode 4th , the first sealing ring 12 , the second sealing ring 13 as well as the lens 2nd close a volume 15 a. The inflow 3rd is set up the volume 15 to fill with the fluid. By using the sonotrode 4th coupled ultrasound generator 7 becomes the fluid in the enclosed volume 15 subjected to ultrasound.

6 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Alternative der dritten Ausführungsform. Gezeigt ist, dass der erste Dichtungsring 12 und der zweite Dichtungsring 13 die Linse 2 einfassen. Die Sonotrode 4 ist koaxial um die optische Achse 9 der Linse 2 zwischen dem ersten Dichtungsring 12 und dem zweiten Dichtungsring 13 angeordnet. 6 shows a perspective view of the first alternative of the third embodiment. It is shown that the first sealing ring 12 and the second sealing ring 13 the Lens 2nd mounting. The sonotrode 4th is coaxial around the optical axis 9 the lens 2nd between the first sealing ring 12 and the second sealing ring 13 arranged.

7 zeigt eine zweite Alternative der dritten Ausführungsform der Baugruppe 1. Auch in dieser Alternative ist die Sonotrode 4 koaxial um die optische Achse 9 der Linse 2 angeordnet. Die Arbeitsfläche 6 der Sonotrode 4 liegt an den äußeren Mantelflächen des ersten Dichtungsring 12 und des zweiten Dichtungsring 13 an. Durch die Sonotrode 4, den ersten Dichtungsring 12, den zweiten Dichtungsring 13 sowie die Linse 2 ist ein Volumen 15 eingeschlossen. Dieses Volumen 15 wird über den Zulauf 3 mit dem Fluid befüllt. Durch den mit der Sonotrode 4 gekoppelten Ultraschallgenerator 7 wird das Fluid in dem eingeschlossenen Volumen 15 mit Ultraschall beaufschlagt. 7 shows a second alternative of the third embodiment of the assembly 1 . The sonotrode is also in this alternative 4th coaxial around the optical axis 9 the lens 2nd arranged. The work surface 6 the sonotrode 4th lies on the outer lateral surfaces of the first sealing ring 12 and the second sealing ring 13 at. Through the sonotrode 4th , the first sealing ring 12 , the second sealing ring 13 as well as the lens 2nd is a volume 15 locked in. That volume 15 is about the inflow 3rd filled with the fluid. By using the sonotrode 4th coupled ultrasound generator 7 becomes the fluid in the enclosed volume 15 subjected to ultrasound.

8 zeigt eine perspektivische Ansicht der zweiten Alternative der dritten Ausführungsform der Baugruppe 1. Gezeigt ist, dass der erste Dichtungsring 12 die Linse 2 einfasst. Weiter liegt die äußere Mantelfläche des ersten Dichtungsrings 12 an der Arbeitsfläche 6 der Sonotrode 4 an. 8th shows a perspective view of the second alternative of the third embodiment of the assembly 1 . It is shown that the first sealing ring 12 the Lens 2nd borders. The outer lateral surface of the first sealing ring is also located 12 on the work surface 6 the sonotrode 4th at.

9 zeigt eine Schnittdarstellung einer dritten Alternative der dritten Ausführungsform der Baugruppe ein 1. Die durch den ersten Dichtungsring 12 und den zweiten Dichtungsring 13 eingefasste Linse 2 ist durch die Sonotrode 4 koaxial zu der optischen Achse 9 umgeben. Eine erste Seitenfläche der Sonotrode 4 liegt an dem ersten Dichtungsring und eine zweite Seitenfläche der Sonotrode 4 liegt an dem zweiten Dichtungsring 13 an. Weiter ist die Linse 2 durch ein kanalförmiges Element 14 umgeben. Das Element 14 weist an der der Linse 2 zugewandten Seite eine Öffnung auf. Diese Öffnung liegt an dem ersten Dichtungsring 12 und dem zweiten Dichtungsring 13 an und wird damit durch den ersten Dichtungsring 12 und den zweiten Dichtungsring 13 sowie die zwischen den Dichtungsringen 12, 13 angeordnete Sonotrode 4 verschlossen. Der Zulauf 3 befüllt das Element 14 mit dem Fluid. Der erste Dichtungsring 12, der zweite Dichtungsring 13, die Sonotrode 4 sowie die Linse 2 schließen ein Volumen 15 ein. Weiter sind der erste Dichtungsring 12, der zweite Dichtungsring 13 und/oder die Sonotrode 4 so eingerichtet, dass ein Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Volumen 15 und dem Element 14 stattfindet. Der Ultraschallgenerator 7 sowie die Sonotrode 4 bzw. deren Arbeitsfläche 6 sind eingerichtet das Fluid in dem eingeschlossenen Volumen 15 mit Ultraschall zu beaufschlagen. 9 shows a sectional view of a third alternative of the third embodiment of the assembly a 1. Die through the first sealing ring 12 and the second sealing ring 13 framed lens 2nd is through the sonotrode 4th coaxial to the optical axis 9 surround. A first side surface of the sonotrode 4th lies on the first sealing ring and a second side surface of the sonotrode 4th lies on the second sealing ring 13 at. Next is the lens 2nd through a channel-shaped element 14 surround. The element 14 points to that of the lens 2nd side facing an opening. This opening lies on the first sealing ring 12 and the second sealing ring 13 and is thus through the first sealing ring 12 and the second sealing ring 13 as well as between the sealing rings 12 , 13 arranged sonotrode 4th locked. The inflow 3rd fills the element 14 with the fluid. The first sealing ring 12 , the second sealing ring 13 who have favourited Sonotrode 4th as well as the lens 2nd close a volume 15 a. Next are the first sealing ring 12 , the second sealing ring 13 and / or the sonotrode 4th set up to allow fluid exchange between the volumes 15 and the element 14 takes place. The ultrasonic generator 7 as well as the sonotrode 4th or their work surface 6 are set up the fluid in the enclosed volume 15 to be subjected to ultrasound.

10 zeigt eine perspektivische Ansicht der dritten Alternative der dritten Ausführungsform der Baugruppe 1. Gezeigt ist, dass die Linse 2 von dem ersten Dichtungsring 12 gefasst ist und, dass das Element 14 eine ringförmige Aussparung aufweist. Die Mantelfläche der Aussparung des Elements 14 ist koaxial zu der optischen Achse 9 der Linse 2 angeordnet. 10th shows a perspective view of the third alternative of the third embodiment of the assembly 1 . It is shown that the lens 2nd from the first sealing ring 12 is that and that element 14 has an annular recess. The outer surface of the recess of the element 14 is coaxial to the optical axis 9 the lens 2nd arranged.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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DE 19847338 C1 [0006]DE 19847338 C1 [0006]

Claims

Baugruppe (1) zur Reinigung und zum Beheizen einer Linse (2) umfassend: - einen Zulauf (3), - eine Sonotrode (4), und - einen Ultraschallgenerator (5), wobei der Zulauf (3) eingerichtet ist, ein Fluid einer Arbeitsfläche (6) der Sonotrode (4) zuzuführen, und wobei die Sonotrode (4) mit dem Ultraschallgenerator (7) gekoppelt ist, und die Arbeitsfläche (6) der Sonotrode (4) eingerichtet ist, das Fluid mit Ultraschall zu beaufschlagen.Assembly (1) for cleaning and heating a lens (2) comprising: - an inlet (3), - a sonotrode (4), and - An ultrasonic generator (5), the inlet (3) being set up to supply a fluid to a work surface (6) of the sonotrode (4), and wherein the sonotrode (4) is coupled to the ultrasound generator (7), and the working surface (6) of the sonotrode (4) is set up to apply ultrasound to the fluid.

Baugruppe (1) nach Anspruch 1 weiter umfassend ein Reservoir (8), eingerichtet um über den Zulauf (3) mit dem Fluid befüllt zu werden, wobei das Reservoir (8) ringabschnittsförmig um eine optische Achse (9) der Linse (2) angeordnet ist, wobei eine der Linse (2) zugewandte Seite des Reservoirs (8) an die Linse (2) grenzt, wobei die Sonotrode (4) eingerichtet ist, mindestens mit der Arbeitsfläche (6) in das Reservoir (8) zu ragen, und wobei insbesondere die Seite des Reservoirs (8) mindestens eine der Linse (2) zugewandte Bohrung (10) aufweist, die eingerichtet ist, die Linse (2) mit dem Fluid aus dem Reservoir (8) zu benetzen.Assembly (1) after Claim 1 further comprising a reservoir (8) set up to be filled with the fluid via the inlet (3), the reservoir (8) being arranged in the form of a ring section around an optical axis (9) of the lens (2), one of the lens ( 2) the side of the reservoir (8) facing the lens (2), the sonotrode (4) being designed to protrude at least with the working surface (6) into the reservoir (8), and in particular the side of the reservoir ( 8) has at least one bore (10) facing the lens (2) which is set up to wet the lens (2) with the fluid from the reservoir (8).

Baugruppe (1) nach Anspruch 1, wobei die Sonotrode (4) eine kreisförmige Aussparung aufweist, wobei die Arbeitsfläche (6) der Sonotrode (4) der optischen Achse (9) der Linse (2) zugewandt ist, wobei die Arbeitsfläche (6) einer inneren Mantelfläche der Sonotrode (4) entspricht, und wobei der Ultraschallgenerator (7) eingerichtet ist, die Sonotrode (4) radial mit Ultraschall anzuregen.Assembly (1) after Claim 1 , wherein the sonotrode (4) has a circular recess, the working surface (6) of the sonotrode (4) facing the optical axis (9) of the lens (2), the working surface (6) of an inner lateral surface of the sonotrode (4 ) corresponds, and wherein the ultrasound generator (7) is set up to excite the sonotrode (4) radially with ultrasound.

Baugruppe (1) nach Anspruch 3, wobei mehrere Sonotroden (4) ringabschnittsförmig um eine optische Achse (9) der Linse (2) angeordnet sind, und wobei ein Krümmungsmittelpunkt der Sonotroden (4) auf der optischen Achse (9) der Linse (2) liegt.Assembly (1) after Claim 3 , wherein a plurality of sonotrodes (4) are arranged in a ring section around an optical axis (9) of the lens (2), and wherein a center of curvature of the sonotrodes (4) lies on the optical axis (9) of the lens (2).

Baugruppe (1) nach den Ansprüchen 3 oder 4 weiter umfassend einen O-Ring (11), wobei die Sonotrode (4) koaxial zu der optischen Achse (9) der Linse (2) auf einer Seite der Linse (2) angeordnet ist, wobei ein Durchmesser der Aussparung der Sonotrode (4) kleiner oder gleich einem Durchmesser der Linse (2) ist, und wobei der O-Ring (11) zwischen Sonotrode (4) und Linse (2) angeordnet ist.Assembly (1) according to the Claims 3 or 4th further comprising an O-ring (11), the sonotrode (4) being arranged coaxially to the optical axis (9) of the lens (2) on one side of the lens (2), a diameter of the recess of the sonotrode (4) is less than or equal to a diameter of the lens (2), and wherein the O-ring (11) is arranged between the sonotrode (4) and the lens (2).

Baugruppe (1) nach Anspruch 1 weiter umfassend: - eine Linse (2), wobei die Linse (2) durch einen ersten Dichtungsring (12) und einen zweiten Dichtungsring (13) eingefasst ist, und die Arbeitsfläche (6) der Sonotrode (4) an dem ersten Dichtungsring (12) und dem zweiten Dichtungsring (13) anliegt.Assembly (1) after Claim 1 further comprising: a lens (2), the lens (2) being bordered by a first sealing ring (12) and a second sealing ring (13), and the working surface (6) of the sonotrode (4) on the first sealing ring (12 ) and the second sealing ring (13).

Baugruppe (1) nach Anspruch 6, wobei die Sonotrode (4) so zwischen dem ersten Dichtungsring (12) und dem zweiten Dichtungsring (13) angeordnet ist, dass eine erste Seitenfläche der Sonotrode (4) an dem ersten Dichtungsring (12) und eine zweite Seitenfläche der Sonotrode (4) an dem zweiten Dichtungsring (13) anliegt.Assembly (1) after Claim 6 , wherein the sonotrode (4) is arranged between the first sealing ring (12) and the second sealing ring (13) such that a first side surface of the sonotrode (4) on the first sealing ring (12) and a second side surface of the sonotrode (4) abuts the second sealing ring (13).

Baugruppe (1) nach Anspruch 7 weiter umfassend ein kanalförmiges Element (14) welches so angeordnet ist, dass es die Linse (2) zumindest teilweise einfasst, wobei das Element (14) so angeordnet ist, dass der erste Dichtungsring (12) und der zweite Dichtungsring (13) zumindest anteilig eine Abdichtung zwischen dem Element (14) und der Linse (2) bilden.Assembly (1) after Claim 7 further comprising a channel-shaped element (14) which is arranged such that it at least partially surrounds the lens (2), the element (14) being arranged such that the first sealing ring (12) and the second sealing ring (13) are at least partially form a seal between the element (14) and the lens (2).

Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Zulauf (3) eingerichtet ist, ein zwischen der Sonotrode (4), dem ersten Dichtungsring (12), dem zweiten Dichtungsring (13) und der Linse (2) eingeschlossenes Volumen (15) mit dem Fluid zu befüllen.Assembly (1) according to one of the Claims 6 to 8th , wherein the inlet (3) is set up to fill a volume (15) enclosed between the sonotrode (4), the first sealing ring (12), the second sealing ring (13) and the lens (2) with the fluid.

Baugruppe (1) nach Anspruch 8, wobei der Zulauf (3) eingerichtet ist, das Element (14) mit dem Fluid zu befüllen.Assembly (1) after Claim 8 , wherein the inlet (3) is set up to fill the element (14) with the fluid.

Baugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zulauf (3) als Bohrung in der Sonotrode (4) ausgestaltet ist.Module (1) according to one of the preceding claims, wherein the inlet (3) is designed as a bore in the sonotrode (4).

Baugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ultraschallgenerator (7) und die Sonotrode (4) eingerichtet sind, dass Fluid derart mit Ultraschall zu beaufschlagen, dass innerhalb des Fluides Kavitation auftritt.Module (1) according to one of the preceding claims, wherein the ultrasound generator (7) and the sonotrode (4) are set up to apply ultrasound to the fluid in such a way that cavitation occurs within the fluid.

Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei der erste Dichtungsring (12) eingerichtet ist, das Fluid auf eine einer Umgebung zugewandten Seite der Linse (2) abzugeben.Assembly (1) according to one of the Claims 6 to 12 , wherein the first sealing ring (12) is set up to deliver the fluid to a side of the lens (2) facing an environment.

Kamerasystem oder optischer Sensor umfassend eine Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.Camera system or optical sensor comprising an assembly (1) according to one of the Claims 1 to 13 .