Titel

Gehäuse eines Fahrzeugumfeldsensors

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse eines Fahrzeugumfeldsensors, das aus einem ersten Teilgehäuse besteht, dass eine Umfeldsensorik und/oder eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung des Gehäuses am Fahrzeug auf weist und einem zweiten Teilgehäuse besteht, dass eine Steckverbindung zur elektrischen Kontaktierung des Fahrzeugumfeldes mit Fahrzeugsystemen auf weist, und wobei das erste Teilgehäuse mit dem zweiten Teilgehäuse in mindes tens zwei unterschiedlichen Positionen zueinander zu dem Gehäuse des Fahr zeugumfeldsensors verbindbar sind und dabei das erste Teilgehäuse mit dem zweiten Teilgehäuse mittels einer festen Verbindung zu einem einstückigen Ge häuse mittels einer festen, nicht lösbaren Verbindung, die insbesondere als stoff schlüssige Verbindung ausgeführt sein kann, verbindbar ist.

Stand der Technik

Aus der DE 19952 643 CI ist ein Gehäuse mit Drehkörper bekannt, bei dem der Drehkörper zur wahlweisen Ausrichtung einer darin vorgesehenen Kabeldurch führung oder eines im Drehkörper integrierten Entkopplungselements, in Bezug auf die Gehäusehauptachse ausgerichtet ist, wobei der Drehkörper durch Befes tigungsmittel in einer Drehkörperaufnahme im Gehäuse gehalten ist. Dabei wird mit relativ einfachen Mitteln eine wahlweise Ausrichtung des Drehkörpers in mehr als zwei Betriebsstellungen bei gleichzeitig stabiler axialer Verriegelung des Drehkörpers in der Drehkörperaufnahme ermöglicht und damit Montagezeit und Bauteilkosten eingespart. Hierzu wird der Drehkörper in einer als Nabenbohrung im Gehäuse ausgebildeten Drehkörperaufnahme mittels einer im Gehäusedeckel und/oder Gehäuseboden integrierten Verriegelungslasche fixiert und in vier je weils um 90 Grad versetzten, verrastbaren Betriebsstellungen, verdrehbar gehal ten. Kern und Vorteile der Erfindung

Kern der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gehäusebaukasten mit möglichst wenigen unterschiedlichen Komponenten bereitzustellen, mittels denen eine möglichst große Variantenvielfalt an Montageorten, Montagearten, Gehäusebau formen und Steckerabgangsrichtungen realisierbar sind. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, ein Gehäuse mittels eines Drehkörpers variabel zu gestal ten, wobei hierzu der Drehkörper mit dem Gehäuse verrastet wird und über Dich tungen abgedichtet wird. Im rauen Betriebsumfeld, wie es beispielweise an Fahr zeugaußenseiten vorherrscht, müssen derartige Gehäuse 15 bis 20 Jahre was serdicht und mediendicht sein, so dass eine Fehlfunktion durch eindringendes Wasser oder eindringenden Staub vermieden wird. Eine derartige zuverlässige Verbindung kann durch die aus dem Stand dem Stand der Technik bekannten Gehäuse nicht immer gewährleistet werden. Es wird daher vorgeschlagen, ein Gehäuse gemäß dem unabhängigen Anspruch bereitzustellen, mittels dem eine feste und dauerhafte Verbindung der Gehäuseteile bereitgestellt wird und den noch ein flexibler und modularer Baukasten realisierbar ist.

Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einer festen Verbindung eine Verbindung zwischen dem ersten Teilgehäuse und dem zweiten Teilgehäuse zu verstehen, die während der Lebensdauer des Gehäuses nicht zum Lösen vorge sehen ist bzw. nicht lösbar ausgeführt ist, ohne den Sensor dabei zu zerstören. Dementsprechend sind Verbindungen mittels reversibler Befestigungsmittel wie Verschraubungen, Verclipsungen, Einrastungen von einer festen Verbindung nicht erfasst. Vielmehr wird unter eines festen Verbindung eine im Wesentlichen stoffschlüssige Verbindungen verstanden.

Gemäß dem unabhängigen Anspruch muss die Befestigung des Gehäuses am Fahrzeug nicht zwangsweise direkt erfolgen, sondern kann auch indirekt erfol gen, indem das Gehäuse des Sensors beispielsweise an einem Sensorhalter be- festigt wird, der wiederum selbst am Fahrzeug oder einem Fahrzeugteil befestigt ist. Dabei kann das Fahrzeugteil ein Teil des Fahrzeugrahmens, der Fahrzeugka rosserie oder eines Fahrzeugbauteils wie eines Kühlers, einer Stoßstange, einer Beleuchtungseinrichtung oder einer Frontschürze sein. Bei der direkten Montage wird das Gehäuse des Sensors direkt, ohne die Verwendung eines Sensorhalters oder anderen Zwischenbauteils, mit dem Fahrzeug oder einem der beschriebe nen Fahrzeugteile verbunden.

Vorteilhafterweise ist die feste Verbindung als eine nicht-lösbare Verbindung ausgeführt. Dabei ist unter der nicht-lösbaren Verbindung eine Verbindung zu verstehen die nicht reversibel geöffnet werden kann oder dabei das Gehäuse des Sensors geschädigt werden muss. Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die feste Verbindung eine stoffschlüssige Verbindung ist. Vorteilhafterweise kann die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Teilgehäuse und dem zweiten Teilgehäuse mittels unterschiedlicher Fügeverfahren hergestellt werden, bei spielsweise durch Verwendung von Heizelementschweißen, bei dem die zwei Teilgehäuse partiell bis an den Schmelzpunkt oder knapp darunter erhitzt werden und unter Druck aufeinandergepresst werden, so dass sich die erhitzten Zonen stoffschlüssig miteinander verbinden, hergestellt werden.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung der festen Verbindung ist das Laser schweißen, bei dem die beiden Teilgehäuse aufeinandergepresst werden und im Bereich der Kontaktzone mittels eines Laserstrahls das Material beider Teilge häuse oberflächig aufgeschmolzen wird und dadurch eine feste Verbindung zwi schen beiden Teilgehäusen hergestellt wird.

Ein weiteres Verfahren zur Verbindung beider Teilgehäuse ist das Laserdurch strahlschweißen, bei dem das eine Teilgehäuse aus einem Material besteht, das die verwendete Laserwellenlänge absorbiert und das andere Teilgehäuse aus ei nem Material besteht, dass die verwendete Laserwellenlänge transmittiert und damit für den Laserstrahl als durchsichtig erscheint. Nachdem die beiden Teilge häuse kontaktiert wurden, wird mittels des Laserstrahls die Kontaktzone aufge schmolzen, wobei der Laserstrahl durch das Material des zweiten Teilegehäuses durchscheinen kann und danach auf die tieferliegende Kontaktfläche mit dem ersten Teilgehäuse, das aus dem Material besteht, das die Laserwellenlänge ab- sorbiert, trifft. Dabei wird durch das Material des ersten Teilgehäuses im Bereich der Kontaktfläche die Laserenergie absorbiert und die Kontaktfläche aufge schmolzen und verschweißt. Die stoffschlüssige Verbindung kann damit auch in tieferliegenden Materialregionen realisiert werden.

Weitere Verfahren, um die beiden Teilgehäuse miteinander fest, d. h. dauerhaft, miteinander zu verbinden, ist das Ultraschallschweißen von Kunststoffen oder das Kleben beider Kunststoffteile, wobei beim Kleben insbesondere ein Klebstoff verwendet werden sollte, der stoffschlüssiges Verkleben beider Kunststoffe er möglicht und die beiden Teilgehäuse nicht nur adhesiv miteinander verbindet. Selbstverständlich können auch zwei oder mehrere der beschriebenen Verfahren miteinander kombiniert werden, um spezielle Anforderungen der Verbindung der Teilgehäuse zu erreichen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass als zweites Teilgehäuse eines von mehreren un terschiedlichen Teilgehäusen ausgewählt werden kann, wobei sich die mehreren unterschiedlichen, zweiten Teilgehäuse durch die verwendete Steckverbindung oder mehrere verwendete Steckverbindungen unterscheiden. So kann es vorge sehen sein, ein erstes Teilgehäuse mit unterschiedlichen zweiten Teilgehäusen zu kombinieren und dadurch verschiedene Steckervarianten bzw. Steckverbin dervarianten am gleichen Gehäuse befestigen zu können. Hierdurch ist es mög lich, gleichartige Sensorgehäuse mit unterschiedlichen elektrischen Verbindern zu kombinieren und das erfindungsgemäße Baukastensystem nur durch geringe Änderungen an andere Einbaubedingungen und Kontaktierungsschnittstellen an zupassen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass jedes der zweiten Teilgehäuse in mindestens zwei unterschiedlichen Positionen zum ersten Teilgehäuse mit diesem verbind bar ist. Dabei können sich die mindestens zwei unterschiedlichen Positionen derart voneinander unterscheiden, dass sich die Richtungen des Steckerabgangs am zweiten Teilgehäuse zwischen beiden Positionen um 90 Grad oder 180 Grad unterscheiden. Die Richtung des Steckerabgangs ist dabei die Orientierungsrich tung der elektrischen Kontaktstifte die im zweiten Teilgehäuse eingegossen oder eingepresst sind und dabei die Bewegungsrichtung des anzusteckenden Steck verbinders definieren. Bei modularen Baukastensystemen, insbesondere im Be- reich der Kraftfahrzeugtechnik, ist es möglich, dass je nach Verbauort oder räum lichen Umgebungsbedingungen des Einbauortes die Richtung, in der der Stecker vom Sensor herausgeführt wird, modular anpassbar sein soll. So kann es sinn voll sein, dass der Steckerabgang so orientiert werden soll, dass dieser auf der Rückseite des Sensors oder seitlich am Sensor angebracht ist. Im Fall seitlicher Steckerabgangsrichtungen ist wiederum vorzusehen, dass unterschiedliche Rich tungen wie lateral zur Fahrzeuglängsrichtung oder nach oben oder unten zur Fahrbahnoberfläche möglich sind. Die unterschiedlichen Abgangswinkel von 90 Grad oder 180 Grad sind dabei nicht erschöpfend, sondern jeder andere Winkel in Bezug zu den Hauptträgheitsachsen des Gehäuses ist dabei auch realisierbar, je nachdem in welche Form die Kontaktflächen der beiden Teilgehäuse aufwei sen und ob diese eine Regelmäßigkeit zeigen, beispielsweise in Form eines Fünfecks, Siebenecks, oder rund.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass eine der Richtungen des Steckerabgangs ent gegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert sein kann. Bei einem Sensor, dessen Sensorerfassungsbereich in Richtung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert ist und der Sensor vorzugsweise an der Fahrzeugfront verbaut ist, ist es besonders vorteilhaft die Richtung des Steckerabgangs so vorzusehen, dass diese entgegen der Fahrtrichtung orientiert ist. Hierdurch wird die Steckverbin dung des Sensors auf der Rückseite relativ zur Fahrtrichtung so ausgeführt, dass die Steckverbindung gegen Wasser und Wettereinwirkung gegen den Fahrtwind und durch Fahrtwind einwirkender Niederschlag geschützt ist und zudem die Steckverbindung von außen optisch unsichtbar angebracht ist. Vorteilhafterweise ist es ebenfalls möglich, dass die Richtung des Steckerabgangs lateral zur Fahrt richtung des Fahrzeugs orientiert ist. Dabei ist im Fall eines Frontverbaus des Sensors die Steckverbindung so zu orientieren, dass diese entweder quer zur Fahrtrichtung also nach links oder rechts bezüglich der Fahrtrichtung oder in Richtung der Fahrbahnoberfläche oder von der Fahrbahnoberfläche weg, also nach oben oder unten in Bezug zur Fahrtrichtung orientiert wird.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das jeweils erste Teilgehäuse und das zweite Teilgehäuse eine Kontaktfläche aufweisen, mit der die beiden Teilgehäuse ver bunden werden. Eine besonders vorteilhafte Ausführung des modularen Gehäu sebaukastens kann erreicht werden, indem die gemeinsame Kontaktfläche der beiden Teilgehäuse gegenüber mindestens einer der Hauptträgheitsachsen des Gehäuses um 45 Grad verkippt ist. Durch diese Ausführung ist es möglich, ein und das gleiche, zweite Teilgehäuse in unterschiedlichen Positionen am ersten Teilgehäuse zu befestigen, so dass die Variantenvielfalt erhöht wird ohne zusätz liche Baukastenkomponenten vorzusehen, da die feste Verbindung beider Teil gehäuse in zwei Varianten ausführbar ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es ebenfalls möglich, dass am ersten Teilgehäuse, das die Umfeldsensorik oder die Befestigungseinrichtung aufweist, nicht nur ein zweites Teilgehäuse angebracht wird, sondern zwei oder mehrere zweite Teilge häuse angebracht werden können, um das Gehäuse mit mehreren Steckverbin dungen auszustatten. Dabei können die zwei oder mehreren zweiten Teilgehäu se identische zweite Teilgehäuse sein oder aber unterschiedliche zweite Teilge häuse sein. Dabei können die mehreren Steckverbindungen parallele Steckerab gangsrichtungen oder unterschiedliche Steckerabgangsrichtungen aufweisen.

Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen des Ge häuses beschrieben sind. Dabei kann das Gehäuse einen Radarsensor, Lidar- sensor, Ultraschallsensor oder Videosensor aufnehmen und das Fahrzeugumfeld überwachen. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können um zu weiteren Aus führungsformen der Erfindung zu gelangen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnun gen erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine skizzenhafte Darstellung eines Fahrzeugs mit erfindungs gemäßem Gehäuse in der Draufsicht,

Figur 2 eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gehäuses in Schnittdarstellung, Figur 3 eine beispielhafte Darstellung eines erfindungsgemäßen Aus führungsbeispiels des ersten Teilgehäuses in perspektivischer Ansicht und

Figur 4a und 4b zwei Ausführungsformen des zweiten Teilgehäuses mit unter schiedlichen Steckerabgangsrichtungen.

Ausführungsformen der Erfindung

In Figur 1 ist ein Fahrzeug 1 dargestellt, dass auf einer Fahrbahn 3 fährt. Dabei bewegt sich das Fahrzeug 1 in Fahrtrichtung 7 auf der Fahrbahn 3 fort. Das Fahrzeug 1 verfügt über einen Fahrzeugumfeldsensor 20, der beispielhaft an der Fahrzeugfront befestigt ist und so orientiert ist, dass die Sensorhauptachse 4 pa rallel oder im Wesentlichen parallel zur Fahrtrichtung 7 des Fahrzeugumfeld sensors 20 orientiert ist. Hierdurch ergibt sich ein Sensorsichtbereich, dessen Sichtbereichsgrenzen 5 so gestaltet sind, dass besonders vorherfahrende Fahr zeug bzw. vorausbefindliche Fahrzeuge auf den Nebenspuren erfasst werden können. Durch die Grenzen 5 des Sensorerfassungsbereichs weist der Fahr zeugumfeldsensor 20 einen Öffnungswinkel 6 auf. Die hier dargestellte Einbau variante an der Vorderseite des Fahrzeugs 1 ist lediglich beispielhaft zu verste hen, und kann auch am Fahrzeugheck erfolgen, an den Fahrzeugseiten realisiert werden oder an einzelnen oder allen Ecken des Fahrzeugs geschehen, je nach dem welche Fahrzeugfunktion durch den Fahrzeugumfeldsensor 20 erfüllt wer den soll. Je nach Verbauort und Art des Sensors kann es dabei vorteilhaft sein, unterschiedliche Sensorgehäuse, Steckerabgangsrichtungen und Steckerarten zu verwenden.

In Figur 2 ist beispielhaft ein erfindungsgemäßer Fahrzeugumfeldsensor 20 in Seitenansicht dargestellt. Der Fahrzeugumfeldsensor 20 besteht aus der Um feldsensorik 13, die meistens in Form einer oder mehrere elektrischer Leiterplat ten mit Bestückung ausgeführt sind. Diese Umfeldsensorik 13 ist im Inneren ei nes Gehäuses 2 ausgeführt. Dabei ist das Gehäuse 2 und die Umfeldsensorik 13 so miteinander gestaltet, dass sich ein Sensorerfassungsbereich ergibt, der im Beispiel des Frontverbaus wie in Figur 1 dargestellt, in Fahrtrichtung 7 ergibt.

Das Gehäuse 2 kann dabei Befestigungslaschen 8 aufweisen mittels denen das Gehäuse 2 am Fahrzeug oder einem Sensorhalter am Fahrzeug befestigt wer den kann. Diese Befestigungslaschen 8 sind jedoch nicht zwingend nötig, son dern es sind auch andere Befestigungen wie Einclipsen in einen Sensorhalter ohne spezielle Befestigungsmittel, möglich. Das Gehäuse 2 kann weiterhin un terschiedliche Formen aufweisen, beispielsweise indem eine Fokussiereinrich tung 9 in das Gehäuse mitintegriert wird, mittels der beispielweise Radarstrah lung in den Umfelderfassungsbereich gebündelt werden kann. Eine derartige Fo kussiereinrichtung ist jedoch nicht zwingend notwendig, so dass das Gehäuse 2 beispielhaft auch nur eine Radom-Funktion übernehmen kann. Das Gehäuse 2 wiederum besteht aus zwei Teilen, dem ersten Teilgehäuse 21, das die Umfeld sensorik 13 aufweist oder eine der Befestigungsei richtungen 8 aufweist, sowie einem zweiten Teilgehäuse 22 das mit dem ersten Teilgehäuse 21 fest verbun den wird. Dabei kann als zweites Teilgehäuse 22 eines von mehreren unter schiedlichen zweiten Teilgehäusen 22 verwendet werden. Diese mehreren zwei ten Teilgehäuse 22 können unterschiedliche zweite Teilgehäuse 22 oder auch identische zweite Teilgehäuse 22 in unterschiedlichen Orientierungen in Bezug zum ersten Teilgehäuse 21 sein und mit diesem verbunden werden. Hierdurch ist es möglich unterschiedliche Steckverbindungen, beispielsweise für unterschiedli che Busssystemanschlüsse; aber auch unterschiedliche Steckerabgangsrichtun gen 11a, 11b zu erzielen. So kann es, je nach Einbauort des Fahrzeugumfeld sensors 20 am Fahrzeug 1 vorteilhaft sein, dass die Steckerabgangsrichtung 11a, 11b parallel bzw. antiparallel zur Fahrtrichtung 7 ausgerichtet sein kann, je doch auch eine Steckerabgangsrichtung 11a lateral zur Fahrtrichtung 7 ausge richtet sein kann. Dies wird erreicht, indem mit dem ersten Teilgehäuse 21 unter schiedliche zweite Teilgehäuse 22 kombiniert werden können, so dass unter schiedliche Steckverbindungen 10a, 10b angefügt werden können bzw. durch die Orientierung der Steckverbindungen 10a, 10b die untereinander unterschiedlich oder identisch sein können, unterschiedliche Steckerabgangsrichtungen 11a, 11b erreichbar sind.

In Figur 3 ist das erste Teilgehäuse 21 in einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Dabei wird das erste Teilgehäuse 21 aus einer Richtung betrachtet die in Figur 2 eine Betrachtungsrichtung von rechts nach links entspricht. Links und rechtsseits des ersten Teilgehäuses 21 sind wieder die optionalen Befesti gungsmittel 8, die beispielsweise als Befestigungslaschen ausgeführt sein kön- nen, zu erkennen. Im oberen Bereich des ersten Teilgehäuses 21 weist dieses eine Öffnung 14. Diese Öffnung 14 im ersten Teilgehäuse 21 wird begrenzt durch eine Kontaktfläche 12. Im dargestellten Beispiel ist die Kontaktfläche 12 recht eckig gestaltet, diese kann jedoch auch in besonders vorteilhafter Ausführung quadratisch ausgeführt sein oder zur Realisierung beliebiger Steckerabgangs richtungen 11a, 11b auch rund ausgeführt sein. Dabei ist in Figur 3 die Kontakt fläche 12 mit der Öffnung 14 so beschaffen, dass diese zu einer der Hauptträg heitsachsen des ersten Teilgehäuses 21, also zu den kubischen Ausdehnungs dimensionen des ersten Teilgehäuses 21, diagonal verkippt, wobei diese beson ders vorteilhaft um 45 Grad verkippt sein kann. Auf diese Kontaktfläche 12 kann das zweite Teilgehäuse 22a, 22b fest verbunden werden, so dass die beiden Teilgehäuse 21, 22 das Gehäuse 2 des Fahrzeugumfeldsensors 20 ergeben. Hierbei kann das zweite Teilgehäuse 22a, 22b unterschiedliche Steckverbindun gen oder unterschiedliche Anzahlen an Steckverbindungen aufweisen. Norma lerweise ist es auch möglich, das erste Teilgehäuse 21 mit zwei oder mehreren zweiten Teilgehäusen fest zu verbinden, wobei die zwei oder mehreren zweiten Teilgehäuse 22 identisch oder unterschiedlich sein können.

In Figur 4a und 4b sind zweite Teilgehäuse 22 dargestellt, die mit dem jeweiligen ersten Teilgehäuse 21 verbindbar sind. Diese beiden zweiten Teilgehäuse 22a und 22b weisen jeweils eine Kontaktfläche 12 auf, die die gleiche Größe wie die Kontaktfläche 12 des ersten Teilgehäuses 21 aufweist. Vorteilhafterweise kann es auch bei den zweiten Teilgehäusen 22a und 22b möglich sein, diese in einem 45 Grad-Winkel zu den Hauptträgheitsachsen der kubischen Ausdehnungen des zweiten Teilgehäuses 22 auszuführen. Die beiden Teilgehäuse 21 und 22 wer den so miteinander in Verbindung gebracht, dass sich die Kontaktflächen 12 und damit die beiden Teilgehäuse 21 und 22 berühren und miteinander stoffschlüssig verbunden werden können, beispielsweise indem diese mittels Heizelement schweißen, Laserschweißen, Laserdurchstrahlschweißen, Ultraschallschweißen oder Kleben stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Die beiden zweiten Teilgehäuse 22a und 22b, die in Figur 4a bzw. 4b dargestellt sind, unterscheiden sich dabei in ihrer Orientierung der Steckerabgangsrichtung 11a sowie 11b. Da bei ist in Figur 4a die Steckerabgangsrichtung 11a so orientiert, dass diese nach oben orientiert ist. Verbindet man das zweite Teilgehäuse 22a mit dem ersten Teilgehäuse 21 der Figur 3 so erreicht man eine laterale Steckerabgangsrichtung in Bezug auf die Fahrtrichtung 7. Verbindet man das zweite Teilgehäuse 22b der Figur 4b mit dem ersten Teilgehäuse 21 der Figur 3, so erhält man ein Gehäuse 2 mit einer Steckerabgangsrichtung 11b in Fahrtrichtung 7 bzw. antiparallel zur Fahrtrichtung 7. Dabei können die beiden zweiten Teilgehäuse 22a und 22b identische Bauteile sein, die lediglich durch eine Verdrehung der Kontaktflächen

12 unterschiedliche Steckerabgangsrichtungen erreichen oder es ist ebenso möglich, unterschiedliche zweite Teilgehäuse 22a und 22b zu verwenden, bei spielsweise in den unterschiedlichen elektrischen Anschlüssen für die jeweiligen Umfeldsensoriken 20 verwendet werden sollen.