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Patent Searching and Data


Title:
COVER FOR A RADAR SENSOR FOR MOTOR VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/055371
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cover for a radar sensor for motor vehicles, comprising a wall (28) having a three-dimensional relief structure (32), characterized in that the wall is made from deep-drawn glass with the relief structure (32).

Inventors:
GEISE STEPHAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/069775
Publication Date:
April 23, 2015
Filing Date:
September 17, 2014
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
B29C45/14; B29C45/16; B29C45/56; B29C67/24; B60R13/00; B60R19/48; C03B23/03; H01Q1/42; G01S13/931
Domestic Patent References:
WO2011099447A12011-08-18
Foreign References:
EP0954052A21999-11-03
JP2010111010A2010-05-20
JP2010137401A2010-06-24
JP2010099870A2010-05-06
JP2009124485A2009-06-04
DE10338506A12004-10-21
DE102006052316A12008-05-08
DE102005060907A12007-06-21
Other References:
ANONYMOUS: "GPI Design Guidelines for Molded Sheet Glass", 30 July 2013 (2013-07-30), pages 1 - 1, XP055149473, Retrieved from the Internet [retrieved on 20141028]
ERMERT, MARTIN; FEDLER, MARIUS: "2. Projekt KuGlas - Hinterspritzen von Dünnglas und 3D Gläsern mit Kunststoff", 30 September 2013 (2013-09-30), pages 1 - 8, XP002731907, Retrieved from the Internet [retrieved on 20141028]
See also references of EP 3057757A1
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Claims:
- i -

Ansprüche

1 . Abdeckung für einen Radarsensor für Kraftfahrzeuge, die eine Wand mit einer dreidimensionalen Relief struktur (32) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand mit der Reliefstruktur (32) aus tiefgezogenem Glas besteht.

2. Radarsensor nach Anspruch 1 , bei dem die Kanten der Reliefstruktur (32) zumindest auf der in Bezug auf den Radarsensor nach außen weisenden Seite verrundet sind.

3. Abdeckung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Relief struktur (32) auf mindestens einer Seite bedruckt ist.

4. Abdeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Relief struktur (32) auf mindestens einer Seite metallisiert ist.

5. Abdeckung nach den Ansprüchen 3 und 4, bei der die Wand aus tiefgezogenem Glas auf der bedruckten Seite eine den Druck überdeckende durchgehende Metallisierungsschicht (40) aufweist.

6. Abdeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der auf mindestens einer Seite der Wand aus tiefgezogenem Glas eine Kunststoffschicht (60) angebracht ist.

7. Abdeckung nach Anspruch 6, bei der die Kunststoffschicht (60) eine Fassung für den Rand der Wand aus tiefgezogenem Glas bildet.

8. Abdeckung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Kunststoffschicht (60) mindestens eine Halterung (62) zur Befestigung der Abdeckung an einen Karosserieteil bildet.

9. Abdeckung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der auf einer Seite der Wand aus tiefgezogenem Glas, vorzugsweise einer unbedruckten und nichtmetalli- sierten Seite, eine transparente Füllschicht (68) angebracht ist.

10. Abdeckung nach Anspruch 9, bei der die Füllschicht (68) eine durchgehende ebene Oberfläche bildet, die eine kratzfeste Lackierung aufweist.

1 1 . Radarsensor für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch eine Abdeckung (66) nach einem der vorstehenden Ansprüche. 12. Verfahren zur Herstellung einer Abdeckung (66) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch , dadurch gekennzeichnet, dass, dass ein Rohling (28) aus flexiblem Glas zu einer Reliefstruktur (32) umgeformt wird, und dass dieser Rohling (28) ein tragendes Substrat der Abdeckung (66) bildet.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Relief struktur (32) mindestens einseitig bedruckt und/oder metallisiert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem auf einer Seite des Rohlings (28), vorzugweise der bedruckten und/oder metallisierten Seite, im Spritz- Prägeverfahren eine Kunststoffschicht (60) angebracht wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem auf einer Seite des Rohlings (28), vorzugsweise einer nicht bedruckten und nicht metallisierten Seite, im Reaction-Injection-Molding-Verfahren eine Füllschicht (68) aus einer transparenten, durch Vernetzung härtenden Vergussmasse angebracht wird.

Description:
Abdeckung für einen Radarsensor für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Abdeckung für einen Radarsensor für Kraftfahrzeuge, die eine Wand mit einer dreidimensionalen Reliefstruktur aufweist. Radarsensoren werden in Kraftfahrzeugen beispielsweise zur Ortung von vorausfahrenden Fahrzeugen eingesetzt, so dass eine automatische Abstandsregelung ermöglicht wird. Es ist wünschenswert, den Radarsensor und seine Abdeckung in den Kühlergrill des Fahrzeugs zu integrieren und beispielsweise mittig im oberen Bereich des Kühlergrills anzuordnen, so dass er ein gutes Sichtfeld hat und weitgehend gegen Beschädigung durch Steinschlag oder dergleichen geschützt ist. Dabei bietet es sich an, dass die Reliefstruktur der Abdeckung das Firmensymbol des Kraftfahrzeugherstellers wiedergibt.

Die Abdeckung hat dann eine Vielzahl von technischen Anforderungen zu erfüllen. Sie muss zum einem radartransparent sein und sollte die Transmission der Radarwellen möglichst wenig stören und auch möglichst wenig störende Reflexionen verursachen. Das Firmensymbol des Kraftfahrzeugherstellers weist in den meisten Fällen hochglänzende Oberflächenteile auf und sollte deshalb wirksam gegen Umwelteinflüsse geschützt werden, damit diese Oberfläche nicht stumpf und unansehnlich wird. Die äußere Oberfläche des Radarsensors sollte möglichst widerstandsfähig und insbesondere kratzfest sein.

Aus DE 103 38 506 B4 ist eine Abdeckung dieser Art bekannt, deren Herstellung jedoch sehr aufwendig ist und eine Vielzahl von Verfahrensschritten umfasst, so dass relativ hohe Kosten entstehen und die Gefahr von Fehlern im Herstellungsprozess relativ hoch ist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abdeckung mit dreidimensionaler Reliefstruktur für Radarsensoren zu schaffen, die sich kostengünstig herstellen lässt und dennoch von hoher optischer, radaroptischer und mechanischer Qualität ist. _ 9

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest eine Lage der Wand mit der Reliefstruktur aus tiefgezogenem Glas besteht.

Verschiedene Glashersteller bieten flexible Glasscheiben an, die beispielsweise durch Tiefziehen umformbar sind. Ein Beispiel ist ein Borosilikatglas, das von der Fa. Corning unter der Bezeichnung "Willow Glas" vertrieben wird.

Erfindungsgemäß wird dieses Glas durch Tiefziehen so umgeformt, dass es die dreidimensionale Reliefstruktur der Abdeckung bildet. Die Glaszusammensetzung kann dabei so gewählt werden, dass eine hohe Transparenz für Radarwellen erreicht wird, deren Frequenz typischerweise in der Größenordnung von etwa 77 GHz liegt.

Die Verwendung des umgeformten Glases als Grundsubstrat der Abdeckung ermöglicht eine hohe mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit sowie eine hohe optische Qualität bei gleichzeitig kostengünstiger Herstellung. Da weniger Verfahrensschritte benötigt werden als bei herkömmlichen Verfahren, entfallen zahlreiche Fehlerquellen, so dass der Ausschuss und damit die Bauteilkosten minimiert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch Bedrucken zumindest von Teilen der aus Glas bestehenden Reliefstruktur und/oder durch Metallisierung lässt sich das Erscheinungsbild der Abdeckung beeinflussen. Die bedruckten bzw. metallisierten Flächen liegen dabei vorzugsweise auf der dem Radarsensor zugewandten Rückseite der Abdeckung, so dass sie gegen Umwelteinflüsse geschützt sind. Weiterhin kann auf der Rückseite der Metallschicht durch Hinterspritzen oder Spritzprägen eine Kunststoffschicht angebracht werden, die zusammen mit der Glasschicht ein stabiles und verzugfreies Verbundbauteil bildet. Durch das Spritz- bzw. Spritzprägeverfahren lässt sich dabei ein guter Flächenschluss zwi- sehen dem Glas-Substrat und der Kunststoffmasse erreichen, so dass keine Lufteinschlüsse entstehen, an denen die Radarwellen reflektiert würden. Die Kunststoffmasse kann dabei zugleich so geformt werden, dass sie Halterungselemente zur Befestigung der Abdeckung bzw. des gesamten Radarsensors am Kühlergrill oder anderen Karosserieteilen des Kraftfahrzeugs bildet. Auch auf der Vorderseite der Abdeckung kann eine transparente Vergussmasse oder Versiegelung aus Kunststoff vorgesehen werden, die die Unebenheiten der Reliefstruktur ausgleicht, so dass man eine glatte Oberfläche erhält, die dann eine kratzfeste Lackierung, beispielsweise mit einem duroplastischen Lack erhalten kann. Wahlweise können die Vertiefungen der Reliefstruktur auf der Vorderseite auch durch eine durchgehende transparente duroplastische Harzschicht aufgefüllt werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Tiefziehen einer transparenten Glasscheibe;

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 am Ende eines Tiefziehschrittes;

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil der tiefgezogenen Glasscheibe in dem Werkzeug nach Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt, analog zu Fig. 3, durch die Glasscheibe nach weiteren

Bearbeitungsschritten;

Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Spritzprägen einer Kunststoffschicht auf der Rückseite der Glasscheibe;

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Anbringen einer

Vergussmasse auf einer Vorderseite der Glasscheibe;

Fig. 7 einen Schnitt durch eine fertige Abdeckung für einen Radarsensor; und

Fig. 8 eine Frontansicht der Abdeckung nach Fig. 7.

Ausgangsmaterial für die Herstellung einer Abdeckung für einen Kraftfahrzeug- Radarsensor ist gemäß Fig. 1 eine flexible Glasscheibe 10, die als Endlosband von einem Coil 12 abgezogen wird und zwischen einem Oberwerkzeug 14 und einem Unterwerkzeug 16 einer Stanz- und Tiefziehvorrichtung 18 hindurchläuft. Das Oberwerk- zeug 14 weist ein umlaufendes Stanzschwert 20 auf, mit dem ein beispielsweise kreisförmiger Rohling aus dem Band 10 ausgestanzt wird. Der Verschnitt wird dann auf der anderen Seite der Vorrichtung 18 wieder auf einen Coil 22 aufgewickelt.

Das Oberwerkzeug 14 weist an der Unterseite eine Anordnung von Vorsprüngen 24 auf, während das Unterwerkzeug 16 eine dazu komplementäre Anordnung von Vertiefungen 26 hat. Beim Absenken des Oberwerkzeugs 14 wird ein Rohling 28 ausgestanzt und dabei durch die Vorsprünge 24 und Vertiefungen 26 tiefgezogen und so umgeformt, dass er eine dreidimensionale Reliefstruktur 30 erhält.

Die Ober- und Unterwerkzeuge 14, 16 sind auswechselbar in einem Maschinenbett 34 der Vorrichtung 18 gehalten, so dass Abdeckungen mit unterschiedlichen Reliefstrukturen hergestellt werden können, die beispielsweise die Firmenabzeichen des jeweiligen Kraftfahrzeugherstellers wiedergeben.

Wie Fig. 3 zeigt, weisen die dem Rohling zugewandten Oberflächen des Oberwerkzeugs 14 und des Unterwerkzeugs 16 Beschichtungen 36 aus PTFE (Teflon) auf. Dadurch wird der Tiefziehvorgang erleichtertet. Die Kanten der Vertiefungen 26 im Unterwerkzeug 16 sind verrundet, so dass auf der Seite des Rohlings, die später die Außenseite der Abdeckung bildet, keine unansehnlichen Markierungen entstehen.

Nach dem Anheben des Oberwerkzeugs 14 wird der tiefgezogene Rohling 28 ausgeworfen oder gegebenenfalls zusammen mit dem als Werkstückträger dienenden Un- terwerkzeug 16 zu einer nicht gezeigten Druckstation überführt, wo die erhabenen Teile der Reliefstruktur 32 auf der dem Radarsensor zugewandten Rückseite der späteren Abdeckung (der Oberseite in Fig. 2 und 3) mit einem farbigen Lack bedruckt werden, beispielsweise im Tampondruckverfahren. Ein Teil der auf diese Weise gebildeten Lackschicht 38 ist in Fig. 4 zu sehen. In einem weiteren Schritt wird dann auf die gesamte Rückseite (Oberseite) des Rohlings 28 durchgehend eine blickdichte Metallisierungsschicht 40 aufgebracht, die beispielsweise eine Dicke von mindestens 50 nm hat und aus Gründen der Radartransparenz vorzugsweise aus Indium, Gold oder Zinn besteht. Für einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird der bedruckte und metallisierte Rohling 28 in eine Spritzgießmaschine 42 mit Prägefunktion überführt, die im Schnitt in Fig. 5 dargestellt ist. Wahlweise kann der Rohling 28 auch bei diesem Schritt auf dem als Werkstückträger dienenden Unterwerkzeug 16 der Stanz- und Tiefziehvorrichtung ver- 5 bleiben, dass dann die Spritzgießvorrichtung umgesetzt und mit Auswerfern 44 geeignet in einem Bett 46 der Spritzgießmaschine positioniert wird. Das Bett 46 sowie eine umlaufende Wand 48 und ein Prägestempel 50 der Spritzgießmaschine sind von Heizkanälen 52 durchzogen, so dass die Spritzgießmaschine einschließlich des Rohlings 28 auf eine Temperatur von beispielsweise 120 bis 140° C erhitzt werden können.

Durch die umlaufende Wand 48 und den Prägestempel 50 wird oberhalb des Rohlings 28 ein Formhohlraum 54 begrenzt, in den über einen Anguss 56 eine vorerhitzte Kunststoffschmelze eingespritzt wird, vorzugsweise mit einem Druck von weniger als 500 MPa. Bei dem Kunststoff kann es sich beispielsweise um ein Polycarbonat oder ein duroplastisches Harzmaterial handeln. l s Der Prägestempel 50 ist durch einen Prägespalt 58 von der umlaufenden Wand der Spritzgießmaschine 42 getrennt und fährt während des Spritzgießvorgangs tiefer in den Formhohlraum ein, so dass die Kunststoff schmelze fest gegen die Metallisierungsschicht des Rohlings 28 angedrückt wird. Auf diese Weise wird eine vollflächige Haftung des Kunststoffs an der Metallisierungsschicht des Rohlings ohne Lufteinschlüsse— 0 erreicht. Die Haftung kann dadurch weiter verbessert werden, dass die Metallisierungsschicht 40 vor dem Spritzgießvorgang einer Plasmabehandlung unterzogen wird.

Der Formhohlraum 54 ist so gestaltet, dass der umlaufende Rand des Rohlings in die Kunststoffmasse eingebettet wird und somit die durch Spritzgießen hergestellte Kunststoffschicht 60 (Fig. 6 und 7) an ihrem Rand radial vorspringende Halterungen 62 mit 25 Befestigungslöchern 64 bildet, die eine Befestigung der Abdeckung an einem Kühlergrill oder einem anderen Karosserieteil des Kraftfahrzeugs ermöglichen (sieh auch Fig. 8).

Nachdem die Kunststoffschicht 60 in der Spritzgießmaschine 42 abgekühlt ist, wird die durch die Kunststoffschicht 60 mit dem daran haftenden Rohling 28 gebildete Abde - 0 -

ckung 66 (Fig. 7 und 8) entformt, und mit Hilfe der Auswerfer 46 wird auch das Unterwerkzeug 16 ausgeworfen und zur weiteren Verwendung zu der Stanz- und Tiefziehvorrichtung 18 zurückgeführt.

Die Abdeckung 66 kann in dem Zustand verwendet werden, indem sie die Spritzgieß- maschine 42 verlässt. Wahlweise kann jedoch in einem weiteren Schritt in derselben oder einer anderen Spritzgießmaschine mit einem anderen Unterwerkzeug eine Füllschicht auf der Vorderseite (Unterseite) des Rohlings angespritzt werden, vergleichbar der in Fig. 6 und 7 gezeigten Füllschicht 68. Diese Füllschicht füllt zumindest die Vertiefungen der Relief struktur aus, bildet jedoch vorzugsweise auf der Außenseite der Abdeckung eine durchgehende ebene Oberfläche und besteht aus transparentem Kunststoff, beispielsweise transparentem Polykarbonat, so dass die Reliefstruktur sichtbar bleibt. Bei Bedarf kann die ebene Oberfläche der Füllschicht mit einem kratzfesten transparenten Lack beschichtet werden.

Fig. 6 illustriert eine andere Ausführungsform, bei der die Füllschicht 68 in einer Vergussmaschine 70 mit einem einfachen Vergusswerkzeug 72 im Reaction-Injection- Molding-Verfahren (RIM-Verfahren) hergestellt wird. Dazu können niedrigviskose Vergussmassen z.B. auf Polyurethan- oder Acrylatbasis verwendet werden. In einem Mischkopf 74 werden z.B. ein Isocyanat und ein Polyol zusammengeführt und mit einem Druck von weniger als 500 MPa in das erhitzte Werkzeug eingespritzt. Durch chemische Reaktion entsteht dann im Formhohlraum ein vernetztes Harz, das sehr temperatur- und formstabil ist und eine kratzfeste ebene Oberfläche bildet, die nicht mehr lackiert zu werden braucht.

Die auf diese Weise erhaltene fertige Abdeckung 66 ist in Fig. 7 im Schnitt und in Fig. 8 in einer Frontansicht gezeigt.