Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Blendenelements einer Sensoranordnung. Eine derartige Sensoranordnung ist aus der Praxis bekannt und kann bei einem Kraftfahrzeug zur Überwachung eines Fahrzeugumfelds eingesetzt werden. Hierzu umfasst die Sensoranordnung ein Sensorelement, das in eine oder mehrere bestimmte Richtun- gen elektromagnetische Strahlung, beispielsweise in Form von Laserstrahlung, abgibt, so dass die Fahrzeugumgebung, einschließlich Straßenverlauf, Verkehrssituation und dergleichen von einem System des Fahrzeugs erkannt und verarbeitet werden kann. Das Sensorelement ist beispielsweise in einem Dachbereich des Fahrzeugs oder auch im Bereich des Fahrzeugbugs bzw. Front Ends angeordnet und hinter einem Blendenelement positioniert, das für die von dem Sensorelement abgegebene elektromagnetische Strahlung durchlässig ist. Das Blendenelement kann aus einem Kunststoffwerkstoff gefertigt sein. Um das Blendenelement auch bei schlechten Witterungsverhältnissen für die elektromagnetische Strahlung durchlässig zu halten und enteisen zu können, kann eine Heizeinrichtung vorgesehen sein, die Leiterbahnen umfasst, welche an der dem Sensorelement zugewandten Innenseite des Blendenelements angeordnet sind. Bei der bekannten Sensoranordnung liegen die Leiterbahnen der Heizeinrichtung an der Innenseite des Blendenelements frei. Damit sind sie gegebenenfalls Umgebungseinflüs- sen, wie Feuchtigkeit, ausgesetzt, was deren Funktionsfähigkeit beeinträchtigen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß der einleitend genannten Art ausgebildete Sensoranordnung, bei der eine hohe Funktionssicherheit der Heizeinrich- tung gewährleistet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Blendenelements einer derartigen Sensoranordnung zu schaffen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Sensoranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei der Sensoranordnung nach der Erfindung trägt das Blendenelement, das vor dem Sensorelement angeordnet ist und transparent für die von dem Sensorelement abgegebene elektromagnetische Strahlung ist, an seiner Innenseite, das heißt an seiner dem Sensorelement zugewandten Seite eine Folie, die mit den Leiterbahnen versehen ist, und zwar an der dem Sensorelement abgewandten Seite, so dass die Leiterbahnen durch die Folie geschützt sind und keinen Umgebungs- bzw. Witterungseinflüssen ausgesetzt sind. Die Leiterbahnen liegen nahe an der gegebenenfalls zu enteisenden Außenseite des Blendenelements, die der Fahrzeugumgebung zugewandt ist.

Um die Güte des von der Sensoranordnung erfassten Messsignals zu erhöhen und zu gewährleisten, dass die von dem Sensorelement abgegebene elektromagnetische Strahlung ungestört das Blendenelement durchlaufen kann, trägt die Folie bei einer bevorzugten Ausführungsform der Sensoranordnung nach der Erfindung an ihrer den Leiterbahnen abgewandten und damit dem Sensorelement zugewandten Seite eine Antireflexbeschichtung.

Die Antireflexbeschichtung, die vor der Anbindung der Folie an das Blendenelement auf die Folie aufgebracht wird, ist insbesondere spezifisch für die von der Sensoranord- nung nach der Erfindung genutzte elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise ist die Antireflexbeschichtung aus einem Material gebildet, das auf Polysiloxanbasis herge- stellt ist. Alternativ kann die Antireflexbeschichtung aus einer Indium- Verbindung hergestellt sein. Die Antireflexbeschichtung ist zweckmäßigerweise für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge, die außerhalb eines bestimmten Wellenlängenspektrums liegt, reflektierend. Das Wellenlängenspektrum, für das die Antireflexbeschichtung antire- flektierend wirkt, deckt die Wellenlänge(n) ab, die die Strahlung hat (haben), welche von dem Sensorelement abgegeben wird. Um die Wirksamkeit der Antireflexbeschichtung zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn diese eine Oberflächenstruktur hat. Die Oberflächenstruktur ist beispielsweise nach einem Plasmaätz- Verfahren hergestellt und kann eine so genannte Mottenaugenstruktur haben, welche eine Nanostruktur aus dicht an dicht aneinander gereihten kleinen Zäpfchen darstellt.

Das Blendenelement der Sensoranordnung nach der Erfindung kann insbesondere aus einem Polycarbonat-Werkstoff oder auch einem sonstigem für die betreffende Anwen- dung geeigneten Werkstoff gefertigt sein.

Entsprechend umfasst die Folie der Sensoranordnung nach der Erfindung bei einer bevorzugten Ausführungsform einen Polycarbonat-Werkstoff bzw. ist aus einem solchen gefertigt.

Um das Blendenelement vor Beschädigungen und Verschleiß schützen zu können, ist es bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Sensoranordnung nach der Erfindung an seiner der Fahrzeugumgebung zugewandten Außenseite mit einer Schutzbeschichtung versehen. Die Schutzbeschichtung kann aus einem ein- oder zweischichtig aufgetrage- nen Lacksystem bestehen, das einen Kratz-, Witterungs- und/oder Chemikalienschutz bietet. Das verwendete Lacksystem kann thermisch aushärtend sein oder auch ein Lacksystem sein, das unter Verwendung von UV-Strahlung aushärtet. Denkbar ist es, dass das Lacksystem nach einem Sprühverfahren oder nach einem Flutbeschichtungs- Verfahren aufgetragen wird.

Zweckmäßigerweise hat die Schutzbeschichtung einen Brechungsindex, der kleiner ist als derjenige des spritzgegossenen Kunststoffwerkstoffs des Blendenelements. Damit kann das Transmissionsverhalten des Blendenelements verbessert werden.

Die Sensoranordnung nach der Erfindung kann grundsätzlich an einer beliebigen Stelle eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein und für unterschiedliche Zwecke ausgelegt sein. Beispielsweise ist die Sensoranordnung in ein Fahrzeugdach integriert und Bestandteil eines Systems zum autonomen oder halbautonomen Fahren des betreffenden Fahrzeugs. In diesem Falle bildet das Blendenelement ein Außenhautelement des Fahrzeugdachs, das heißt insbesondere einen gegenüber dem Fahrzeugaufbau unbeweglichen Festdach- abschnitt. Denkbar ist es aber auch, dass die Sensoranordnung nach Art eines Doms auf ein Fahrzeugdach aufgesetzt ist. Dann bildet das Blendenelement zumindest einen Bestandteil eines Gehäuses der Sensoranordnung, das das Sensorelement aufnimmt.

Bei einer alternativen Ausfuhrungsform bildet das Blendenelement ein Außenhautele- ment eines Fahrzeugbugs oder eines Fahrzeughecks. Dann kann die Sensoranordnung auch Bestandteil eines Abstandshaltesystems, eines Parkassistenten und/oder einer sonstigen Sicherheitseinrichtung des betreffenden Fahrzeugs sein.

Die Erfindung hat auch ein Verfahren zur Herstellung eines Blendenelements einer Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand, umfassend folgende Schritte: - Bereitstellen einer Folie mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite;

- Aufbringen von Leiterbahnen auf die erste Seite der Folie;

- Einbringen der Folie mit den Leiterbahnen in einen Formhohlraum eines Spritzgieß- werkzeugs;

- Befüllen des Formhohlraums des Spritzgießwerkzeugs mit einem Kunststoffwerkstoff; - Aushärten des Kunststoffwerkstoffs in dem Formhohlraum zur Ausbildung des

Blendenelements mit der angeformten Folie; und

- Entformen des Blendenelements mit der angeformten Folie.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird vor dem Einlegen der Folie in den Formhohlraum auf die zweite Seite der Folie eine Antireflexbeschichtung aufgebracht. Das Aufbringen der Antireflexbeschichtung kann vor oder nach dem Aufbringen der Leiterbahn auf die andere Seite der Folie erfolgen.

Die Leiterbahnen können nach einem beliebigen Verfahren auf die Folie aufgebracht bzw. aufgetragen werden. Denkbar ist es, hierzu Druckverfahren, Prägeverfahren oder Transferverfahren einzusetzen. Als spezielle Beispiele seien hier Siebdruckverfahren, Dispensverfahren, Heißprägeverfahren und Transferdruckverfahren genannt. Zudem können zum Aushärten der Leiterbahnen geeignete Aushärtungsverfahren, wie La- seraushärtungs- Verfahren eingesetzt werden.

Die Antireflexbeschichtung wird vorzugsweise großflächig auf die zweite Seite der Folie aufgetragen, beispielsweise nach einem Rakel-Verfahren, nach einem Siebdruck- Verfahren oder auch nach einem Co-Extrusions-Verfahren. Anschließend kann die

Antireflexbeschichtung einem Strukturgebungsverfahren, wie einem Plasmaätz-Prozess unterzogen werden, um die Antireflexionswirkung zu erhöhen.

Des Weiteren kann das Aufbringen der Leiterbahnen auf eine breite Folienbahn oder auch auf einen Folienzuschnitt erfolgen, dessen Abmessungen den Abmessungen der Folie entspricht bzw. der der Folie entspricht, die in den Formhohlraum eingelegt wird.

Beim Spritzgießen des Blendenelements wird die Folie bzw. der Folienzuschnitt so überspritzt, dass die Seite, an der die Leiterbahnen angeordnet sind, von dem Kunst- stoffwerkstoff überspritzt wird. Die andere Seite der Folie, auf der vorzugsweise die Antireflexbeschichtung angeordnet ist, bleibt frei von dem Kunststoffwerkstoff. Das Verfahren nach der Erfindung ist insbesondere so ausgelegt, dass die Folie von einer ersten Rolle abgewickelt wird und dann die Antireflexbeschichtung großflächig auf eine Seite der Folie aufgebracht wird. Anschließend wird die Folie auf eine zweite Rolle aufgewickelt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird dann die Folie von der zweiten Rolle abgewickelt und an der der Antireflexbeschichtung abgewandten Seite mit den Leiterbahnen und Kontaktstellen für eine elektrische Anbindung an ein Fahrzeugnetz versehen. Dann kann die Folie zur Fertigung eines Folienzuschnitts, der die Leiterbahnen aufweist, ausgestanzt werden, der dann insbesondere mittels eines Roboters in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und in dem Formhohlraum desselben mit dem Kunststoffwerkstoff überspritzt wird. Nach dem Entformen des Blendenelements aus dem Formhohlraum des Spritzgießwerkzeugs wird das Blendenelement vorzugsweise an der der Folie bzw. Folienanordnung abgewandten Seite mit einer Schutzbeschichtung versehen, um es gegen Kratz-, Witterungs- und/oder Chemikalieneinflüsse zu schützen. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Ausführungsbeispiele einer Sensoranordnung nach der Erfindung und ein Verfahren zur Herstellung eines Blendenelements der Sensoranordnung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs mit im Dach integrierten

Sensoranordnungen nach der Erfindung;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer der Sensoranordnungen;

Figur 3 einen Schnitt durch ein Blendenelement der Sensoranordnung;

Figur 4 einen ersten Schritt bei der Herstellung der Blendenanordnung;

Figur 5 einen zweiten Schritt bei der Herstellung der Blendenanordnung;

Figur 6 einen dritten Schritt bei der Herstellung der Blendenanordnung; und

Figur 7 einen vierten Schritt bei der Herstellung der Blendenanordnung.

In der Zeichnung ist ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt, das im vorliegenden Fall als Kombi-Fahrzeug ausgebildet ist und ein Fahrzeugdach 12 aufweist, welches einen Fahrzeuginnenraum überspannt. Frontseitig, das heißt in Richtung Fahrzeugbug, geht das Fahrzeugdach 12 in eine Windschutzscheibe 14 über.

Das Fahrzeugdach 12 ist ein Spritzgießformteil, das aus einem Kunststoffwerkstoff, im vorliegenden Fall aus einem Polycarbonatwerkstoff gefertigt ist.

Das Kraftfahrzeug 10 ist derart ausgelegt, dass es ein autonomes oder halbautonomes Fahren erlaubt. Hierzu sind an dem Fahrzeugdach 12 vier Sensoranordnungen 16 ausgebildet, die Umfeldbeobachtungssensoren darstellen. Die Sensoranordnungen sind damit so genannte Leader-Sensoren, die als elektromagnetische Strahlung Laserlicht nutzen. Die Sensoranordnungen 16 sind im Wesentlichen gleichartig ausgebildet und umfassen, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, jeweils ein Blendenelement 18, das ein Sensorgehäuse bildet, in welchem ein Sensorelement 20 angeordnet ist, das das Laserlicht in eine Messrichtung X abgibt, das dann das Blendenelement durchläuft und zur Beobachtung des Fahrzeugumfelds genutzt wird.

Das Blendenelement 18 umfasst einen spritzgegossenen Kern 22 aus einem Polycarbo- nat-Werkstoff, der an seiner dem Sensorelement 20 zugewandten Innenseite 24 eine Folienanordnung 26 trägt. An seiner der Fahrzeugumgebung zugewandten Außenseite 28 ist der Polycarbonat-Kem 22 mit einer Schutzbeschichtung 30 versehen, die einen Kratz-, Witterungs- und Chemikalienschutz darstellt und aus einem Lacksystem gebildet ist.

Die Folienanordnung 26 umfasst eine Folie 32 aus einem Polycarbonat-Werkstoff, welche an der dem Kern 22 zugewandten Seite mit Leiterbahnen 34 versehen ist, die eine Heizeinrichtung für das Blendenelement 18 darstellen. An der dem Sensorelement 20 zugewandten Seite ist auf die Folie 32 eine Antireflexbeschichtung 36 aufgebracht, die aus einer Polysiloxan- Verbindung gebildet ist. Zur Erhöhung ihrer Antireflexionswirkung ist die Antireflexbeschichtung 36 strukturiert ausgebildet. Insbesondere weist sie eine so genannte Mottenaugen-Struktur auf, die nach einem Plasmaätz- Verfahren hergestellt ist. Im vorliegenden Fall hat die Antireflexionsbeschichtung 36 eine Antire- flexionswirkung für elektromagnetische Strahlung in dem Wellenlängenbereich zwischen 800 nm und 1200 nm. Für elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen über 1200 nm und unter 800 nm wirkt die Antireflexbeschichtung 36 reflektierend.

Die Herstellung des Blendenelements 20 der Sensoranordnung 16 wird nachfolgend anhand der stark schematisierten Figuren 4 bis 7 erläutert.

In einem ersten Schritt wird die Folie 32, die eine Dicke zwischen 100 pm und 400 pm hat, auf einer Rolle 38 bereitgestellt und von dieser abgewickelt wird. An einer Beschichtungsstation 39 wird die Folie 32 dann zur Ausbildung der Antireflexbeschich- tung 36 auf einer Seite großflächig mit dem auf Polysiloxanbasis hergestellten, und in einem Behälter 41 vor gehaltenen Werkstoff 40 beschichtet, wobei der aufgetragene Werkstoff 40 mittels eines Rakels 43 gleichmäßig auf der Folie 32 verteilt wird. Nach dem Ausbilden der Antireflexbeschichtung 36 und einer Strukturierung derselben mittels eines Plasmaätz-Prozesses, wird die Folie 32 zusammen mit der Antireflexbe- schichtung 36 auf eine zweite Rolle 42 aufgewickelt. Die Rolle 42 wird dann einer weiteren Bearbeitungsstation 44 zur Verfügung gestellt. Dort wird die mit der Antire- flexbeschichtung 36 versehene Folie 32 von der zweiten Rolle 42 abgewickelt und an der der Antireflexbeschichtung 36 abgewandten Seite mit den Leiterbahnen 34 und Kontaktstellen versehen. Vorliegend erfolgt dies nach einem Transferdruckverfahren, bei dem zum Aushärten Laserstrahlung eingesetzt wird. Alternativ kann aber zum Aufträgen der Leiterbahnen auch ein Siebdruckverfahren, ein Dispensverfahren, ein Heißprägeverfahren oder dergleichen eingesetzt werden. Die mit den Leiterbahnen 34 einschließlich Kontaktstellen und der Antireflexbeschichtung 36 versehene Folie 32 wird dann auf eine dritte Rolle 46 aufgewickelt. Die Rolle 46 wird einer Zuschneidesta- tion 48 zur Verfügung gestellt, in der die mit den Leiterbahnen 34 und der Antireflexbeschichtung 36 versehene Folie 32 abgewickelt wird und auf einem Förderband 50 mittels eines Stanzwerkzeugs 52 zugeschnitten wird, so dass Folienzuschnitte 54 resultieren, die der an dem betreffenden Blendenelement 18 angeordneten Folienanordnung 26 entsprechen.

Die Folienzuschnitte 54 können mittels eines Umsetzroboters von dem Förderband 50 genommen werden und als Einlegeteil in einen Formhohlraum 56 eines Spritzgießwerk- zeugs 58 eingesetzt werden. Das Spritzgießwerkzeug 58 umfasst eine erste Werkzeughälfte 60 und eine zweite Werkzeughälfte 62. Die beiden Werkzeughälften 60 und 62 definieren und begrenzen bei geschlossenem Spritzgieß Werkzeug 58 den Formhohlraum 56. Der Folienzuschnitt 54 wird bei offenem Spritzgießwerkzeug 58 an die Werkzeughälfte 60 angebracht. Anschließend wird das Spritzgießwerkzeug 58 zur Ausbildung des Formhohlraums 56 geschlossen, woraufhin über einen Angusskanal 64 ein Polycarbo- nat-Werkstoff zur Ausbildung des Polycarbonatkems 22 des Blendenelements 18 in den Formhohlraum 56 eingebracht wird.

Nach dem Aushärten des Polycarbonat- Werkstoffs in dem Formhohlraum 56 wird das Spritzgießwerkzeug 58 geöffnet und das den Folienzuschnitt 54 bzw. die Folienanord- nung 26 und den Kern 22 umfassende Blendenelement entformt. In einem letzten Verfahrensschritt wird der Kern 22 an der der Folienanordnung 26 abgewandten Seite mit der Schutzbeschichtung 30 versehen. Der Auftrag der Schutzbeschichtung 30 kann ein- oder zweischichtig erfolgen. Der eingesetzte Werkstoff ist aus einem Lacksystem gebildet, das thermisch aushärtet oder auch mit Hilfe von UV- Strahlung aushärtet. Der Auftrag erfolgt nach einem Sprühverfahren oder einem Beflutungs- V erfahren.

Das dann resultierende Blendenelement 18 kann nun zur Fertigung der Sensoranordnung 16 eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

10 Kraftfahrzeug

12 Fahrzeugdach

14 Windschutzscheibe

16 Sensoranordnung

18 Blendenelement

20 Sensorelement

22 Kern

24 Innenseite

26 Folienanordnung

28 Außenseite

30 Schutzbeschichtung

32 Folie

34 Leiterbahnen

36 Antireflexbeschichtung

38 Rolle

39 Beschichtungsstation

40 Werkstoff

41 Behälter

42 Rolle

43 Rakel

44 Bearbeitungsstation

46 Rolle

48 Zuschneidestation

50 Förderband

52 Stanzwerkzeug

54 Folienzuschnitt

56 Formhohlraum

58 Spritzgieß Werkzeug

60 Werkzeughälfte

62 Werkzeughälfte

64 Angusskanal