DE102004050437B4 - Housing for receiving an optical sensor - Google Patents

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Abstract

Gehäuse zur Aufnahme eines optischen Sensor in einem Nutzraum (2), dadurch gekennzeichnet, dass
• das Gehäuse zum Betrieb des optischen Sensors in einem heißen oder in einem kalten Medium ausgebildet ist,
• an dem Gehäuse Anschlüsse für ein Kühlmittel oder ein Heizmittel ausgebildet sind,
• der Nutzraum des Gehäuses innerhalb eines separaten Bauteils ausgebildet ist,
• das Kühlmittel oder das Heizmittel einen Mantel durchströmt, der zwischen dem Gehäuse und dem separaten Bauteil ausgebildet ist.Housing for receiving an optical sensor in a work space (2), characterized in that
The housing is designed to operate the optical sensor in a hot or in a cold medium,
On the housing connections are formed for a coolant or a heating medium,
The useful space of the housing is formed within a separate component,
• The coolant or the heating medium flows through a jacket which is formed between the housing and the separate component.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme eines optischen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a housing for receiving an optical sensor according to the preamble of the claim 1.

Beispielsweise bei der Entwicklung von Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug ist es vorteilhaft die Vorgänge im Inneren der Brennkraftmaschine beobachten zu können. Dazu bedarf es eines speziellen Gehäuses, innerhalb dem ein optischer Sensor betrieben werden kann, und das beispielsweise in von Schmieröl oder heißen Gasen durchströmten Hohlräumen der Brennkraftmaschine bestehen kann.For example in the development of internal combustion engine for a motor vehicle it is advantageous the operations to observe inside the internal combustion engine. To it requires a special housing, within which an optical sensor can be operated, and the for example, in lubricating oil or hot Gases flowed through cavities the internal combustion engine can exist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Gehäuse zur Aufnahme eines optischen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, das in extremen Umgebungen betrieben werden kann, und dass die Erfassung qualitativ hochwertiger Sensorsignale durch den optischen Sensor gewährleistet.Of the Invention is based on a housing for receiving an optical object Sensor according to the preamble of claim 1 operated in extreme environments can be, and that the detection of high-quality sensor signals ensured by the optical sensor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach das Gehäuse zum Betrieb in einem heißen oder kalten Medium ausgebildet ist. Dabei sind an dem Gehäuse Anschlüsse ausgebildet, über welche dem Gehäuse ein Kühlmittel oder ein Heizmittel zugeführt werden kann. Der Nutzraum zur Aufnahme des optischen Sensors ist innerhalb eines separaten Bauteils ausgebildet, wobei das Kühlmittel oder das Heizmittel einen Mantel durchströmt, der zwischen dem Gehäuse und dem separaten Bauteil ausgebildet ist.These The object is achieved by the Characteristics solved in the characterizing part of claim 1, according to which the housing to operate in a hot or cold medium is formed. In this case, connections are formed on the housing, via which the housing a coolant or a heating medium supplied can be. The usable space for receiving the optical sensor is formed within a separate component, wherein the coolant or the heating medium flows through a jacket which between the housing and is formed of the separate component.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das separate Bauteil als Buchse ausgebildet ist, wobei die Buchse mittels Dichtungen gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist. Die Buchse ist vorteilhaft zylindrisch ausgebildet, so dass als Dichtungen O-Ringe verwendet werden können.In an advantageous embodiment of the invention is provided that the separate component is designed as a socket, wherein the Socket opposite by means of seals the housing is sealed. The sleeve is advantageously cylindrical, so that can be used as seals O-rings.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Gehäuse eine Durchtrittsscheibe für die von dem optischen Sensor zu erfassenden elektromagnetische Wellen angeordnet ist. An dem Gehäuse ist eine Spülvorrichtung für die Durchtrittsscheibe ausgebildet, damit der optische Sensor möglichst unverzerrte Informationen erhält.In a further advantageous embodiment of the invention is provided that on the housing a Durchtrittsscheibe for arranged to be detected by the optical sensor electromagnetic waves is. On the case is a flushing device for the Durchtrittsscheibe formed so that the optical sensor as possible receives undistorted information.

Die Spulvorrichtung der Durchtrittsscheibe weist ein gegen die Durchtrittsscheibe gerichtetes Spülrohr auf, wobei über das Spülrohr ein Spülmittel gegen die Durchtrittsscheibe gefördert wird. Das Spülmittel kann beispielsweise Luft, ein Lösungsmittel das Medium selbst oder ein anders geeignetes Mittel sein.The Winding device of the passage disc has against the passage disc directed flushing pipe on, being over the flush pipe a dishwashing liquid against promoted the passage disc becomes. The detergent For example, air, a solvent the medium itself or another suitable means.

In einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der optische Sensor als CCD- Chip (ccd: charge coupled device) oder als CMOS- Chip (complementary metal oxide semiconductor) ausgebildet ist, so dass das Gehäuse ein Kameragehäuse bildet.In one next Further development of the invention is provided that the optical sensor as a CCD chip (ccd: charge coupled device) or as a CMOS chip (complementary metal oxide semiconductor) is formed, so that the housing a camera housing forms.

Das Gehäuse kann für Untersuchungen innerhalb einer befeuerten Brennkraftmaschine in einem Hohlraum der Brennkraftmaschine fest montiert werden, wobei die Versorgungsleitungen des Gehäuses und des optischen Sensors aus der Brennkraftmaschine herausgeführt sind. Das Medium, innerhalb dem das Gehäuse betrieben wird, ist dabei das Schmieröl der Brennkraftmaschine.The casing can for Investigations within a fired internal combustion engine in a cavity of the internal combustion engine are fixedly mounted, wherein the supply lines of the housing and the optical sensor are led out of the internal combustion engine. The medium within which the housing is operated is included the lubricating oil the internal combustion engine.

In einer letzten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse aus einem gegenüber dem Medium resistenten Material gefertigt ist. Zudem ist das Material des Gehäuses gegenüber den Temperaturen des Mediums beständig ausgebildet, beispielsweise aus Edelstahl, Aluminium oder Keramik.In a last advantageous development of the invention is provided that the case from one opposite the medium resistant material is made. In addition, the material of the housing opposite the Temperatures of the medium resistant formed, for example, made of stainless steel, aluminum or ceramic.

Das erfindungsgemäße Gehäuse zur Aufnahme eines optischen Sensor kann durch die Anschlussmöglichkeit eines Heiz- bzw. Kühlmittels in extremen Umgebungen betrieben werden. Insbesondere durch die Spülvorrichtung der Durchtrittsscheibe ist die Erfassung qualitativ hochwertiger Sensorsignale durch den optischen Sensor gewährleistet.The inventive housing for Recording an optical sensor can be done by the connection option a heating or cooling agent be operated in extreme environments. In particular by the flushing The penetration plate is the detection of high quality Sensor signals ensured by the optical sensor.

Im folgenden ist das erfindungsgemäße Gehäuse zur Aufnahme eines optischen Sensor anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit zwei Figuren dargestellt und erläutert.in the following is the housing according to the invention for Recording an optical sensor based on an embodiment illustrated and explained in connection with two figures.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Gesamtansicht des Gehäuses zur Aufnahme eines optischen Sensors, 1 an overall view of the housing for receiving an optical sensor,

2 eine Schnittdarstellung durch das Gehäuse zur Aufnahme eines optischen Sensor. 2 a sectional view through the housing for receiving an optical sensor.

Zur Untersuchung des Schmierölkreislaufes einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug wird in Hohlräume der Brennkraftmaschine ein Gehäuse eingesetzt. In dem Nutzraum des Gehäuses ist als optischer Sensor ein CCD- Chip angeordnet, wodurch das Gehäuse ein Kameragehäuse bildet. In dem Hohlraum der Brennkraftmaschine oder direkt an dem Gehäuse ist eine auf den CCD- Chip abgestimmte Beleuchtungsquelle vorgesehen.to Examination of the lubricating oil circuit of a Internal combustion engine for a motor vehicle is in cavities the internal combustion engine used a housing. In the usable space of the housing is arranged as an optical sensor, a CCD chip, whereby the housing a camera housing forms. In the cavity of the internal combustion engine or directly to the casing is provided on the CCD chip tuned illumination source.

Für die Untersuchungen des Schmierölkreislaufes wird das Gehäuse fest in dem zu untersuchenden Hohlraum verschraubt, wobei die benötigten Versorgungsleitungen aus der Brennkraftmaschine herausgeführt werden. Untersucht wird, wie sich ein Hohlraum beim befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine mit Schmieröl füllt und leert. Bei der Untersuchung durchläuft die Brennkraftmaschine ihren gesamten Drehzahlbereich. Zudem kann die Brennkraftmaschine um verschiedene Achsen gekippt werden, wodurch Beschleunigungen und Kurvenfahrten des Kraftfahrzeugs simuliert werden können.For the investigations of the lubricating oil circuit, the housing is firmly screwed into the cavity to be examined, the required Ver supply lines are led out of the internal combustion engine. It is examined how a cavity fills with lubricating oil during the fired operation of the internal combustion engine and empties. During the investigation, the internal combustion engine goes through its entire speed range. In addition, the internal combustion engine can be tilted about different axes, whereby acceleration and cornering of the motor vehicle can be simulated.

1 zeigt eine Gesamtdarstellung des Gehäuses zur Aufnahme des CCD-Chips. Von außen besteht das Gehäuse aus den Buchsengehäuse 1, innerhalb dem eine den Nutzraum aufweisende Buchse 3 angeordnet ist, und dem demontierbaren Gehäusedeckel 5, der eine Aussparung aufweist, die durch eine Durchtrittsscheibe 4 verschlossen ist. 1 shows an overall view of the housing for receiving the CCD chip. From the outside, the housing consists of the socket housing 1 , within which a socket having the working space 3 is arranged, and the removable housing cover 5 having a recess through a passage disc 4 is closed.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine taucht das Buchsengehäuse 1 und der Gehäusedeckel 5 unweigerlich in das Schmieröl der Brennkraftmaschine ein. Um gegen das Schmieröl und die darin enthalten teilweise aggressiven Verbindungen resistent zu sein, sind das Buchsengehäuse 1 und der Gehäusedeckel 5 aus Edelstahl gefertigt. Die Durchtrittsscheibe 4, hinter welcher der CCD- Chip angeordnet ist, besteht aus Glas.During operation of the internal combustion engine, the socket housing emerges 1 and the housing cover 5 inevitably in the lubricating oil of the internal combustion engine. To be resistant to the lubricating oil and the partially aggressive compounds contained therein are the female housing 1 and the housing cover 5 made of stainless steel. The passage disc 4 , behind which the CCD chip is arranged, consists of glass.

Damit sich auf der gläsernen Durchtrittsscheibe 4 absetzende Schmieröltropfen nicht die Erfassung auswertbarer Bilder des CCD- Chips behindern, ist an dem Gehäuse eine Spülvorrichtung ausgebildet, durch welche die Durchtrittsscheibe 4 freigemacht werden kann. Die Spülvorrichtung besteht aus einem gebogenen Spülrohr 9, dass aus Messing gefertigt ist, und dass durch das Gehäuse geführt und von diesem gehalten wird. Auf einer Seite des Spülrohres 9 wird als Spülmittelzuführung ein Schlauch aufgesteckt. Die andere Seite des Spülrohres 9 ist gegen die Durchtrittsscheibe 4 gerichtet.Thus, on the glass passage disc 4 depositing lubricating oil drops do not hinder the detection of evaluable images of the CCD chip, a flushing device is formed on the housing, through which the passage disc 4 can be cleared. The flushing device consists of a curved flushing pipe 9 that is made of brass, and that is guided by the housing and held by this. On one side of the flushing pipe 9 As a detergent supply hose is attached. The other side of the flushing pipe 9 is against the passage disc 4 directed.

Als Spülmittel kann vorteilhaft Pressluft durch das Spülrohr 9 gegen die Durchtrittsscheibe 4 gefördert werden, wobei der Fluss der Pressluft so eingestellt wird, dass sich auf der Durchtrittsscheibe 4 ein gleichmäßiger, wellenfreier Schmierölfilm bildet, der die von dem CCD- Chip zu erfassenden Bilder nicht verzerrt. Alternativ kann die Durchtrittsscheibe 4 auch mit frischen Schmieröl oder mit Petroleum gespült werden.As a rinsing agent can advantageously compressed air through the flushing pipe 9 against the passage disc 4 be promoted, whereby the flow of the compressed air is adjusted so that on the Durchtrittsscheibe 4 forms a uniform, wave-free lubricating oil film that does not distort the images to be captured by the CCD chip. Alternatively, the passage disc 4 also be rinsed with fresh lubricating oil or with petroleum.

Zur Kühlung des CCD- Chips, der lediglich Temperaturen von bis 75 Grad Celsius verträgt, sind an dem Buchsengehäuse 1 ein Kühlmitteleintritt 6 und ein Kühlmittelaustritt 9 als Anschlüsse für ein Kühlmittel ausgebildet. Dieses Kühlmittel durchströmt einen Kühlmittelmantel 11, der zwischen dem Buchsengehäuse 1 und der darin angeordneten Buchse 3 ausgebildet ist. Als Kühlmittel kann beispielsweise Wasser oder Schmieröl verwendet werden.To cool the CCD chip, which tolerates only temperatures of up to 75 degrees Celsius, are on the socket housing 1 a coolant inlet 6 and a coolant outlet 9 designed as connections for a coolant. This coolant flows through a coolant jacket 11 that is between the socket housing 1 and the bushing disposed therein 3 is trained. As a coolant, for example, water or lubricating oil can be used.

2 zeigt eine Schnittdarstellung durch das Gehäuse. Die Außenschale wird von dem Buchsengehäuse 1 und dem Gehäusedeckel 5 gebildet, die vorzugsweise durch Schrauben miteinander verbunden sind. 2 shows a sectional view through the housing. The outer shell is from the socket housing 1 and the housing cover 5 formed, which are preferably interconnected by screws.

An der Innenseite des Gehäusedeckels 5 ist die gläserne Durchtrittsscheibe 4 angeordnet, die vorteilhaft als Doppelverglasung ausgebildet sein kann. In dem Buchsengehäuse 1 ist die Buchse 3 angeordnet, deren Innenraum den Nutzraum 2 für den nicht dargestellte CCD- Chip bildet.On the inside of the housing cover 5 is the glass passage disc 4 arranged, which can be advantageously designed as a double glazing. In the socket housing 1 is the socket 3 arranged, whose interior is the usable space 2 forms for the CCD chip, not shown.

Die Buchse 3 ist als Hohlzylinder ausgebildet und ebenfalls aus Edelstahl gefertigt. Die Außenseite der Buchse 3 weist eine breite Ausnehmung und zwei schmale Ausnehmungen auf, die beispielsweise durch Drehen in die kreisrunde Buchse eingebracht sind.The socket 3 is designed as a hollow cylinder and also made of stainless steel. The outside of the socket 3 has a wide recess and two narrow recesses, which are introduced for example by turning in the circular bushing.

Die breite Ausnehmung bildet den Kühlmittelmantel 11 für das Kühlmittel zur Kühlung des Gehäuses, insbesondere des Nutzraumes 2 der Buchse 3. Der Kühlmittelmantel 11 ist über Bohrungen mit dem Kühlmitteleintritt 6 und dem Kühlmittelaustritt 7 verbunden. Kühlmitteleintritt 6 und dem Kühlmittelaustritt 7 sind ebenfalls als Bohrungen in dem Buchsengehäuse 1 ausgebildet. Der Anschluss der Kühlmittelleitungen an den Kühlmitteleintritt 6 und den Kühlmittelaustritt 7 erfolgt über Messingbuchsen, die an dem Ende von nicht dargestellten Kühlmittelschläuchen ausgebildet sind.The wide recess forms the coolant jacket 11 for the coolant for cooling the housing, in particular the useful space 2 the socket 3 , The coolant jacket 11 is via holes with the coolant inlet 6 and the coolant outlet 7 connected. Coolant inlet 6 and the coolant outlet 7 are also as holes in the socket housing 1 educated. The connection of the coolant lines to the coolant inlet 6 and the coolant outlet 7 via brass bushes, which are formed at the end of coolant hoses, not shown.

Die schmalen Ausnehmung dienen der Aufnahme von O-Ringen 8 zur Abdichtung des Nutzraums 2 vor dem in dem Kühlwassermantel 11 strömenden Kühlmittel.The narrow recess serves to accommodate O-rings 8th for sealing the work space 2 before in the cooling water jacket 11 flowing coolant.

Ebenso sind an der der Durchtrittscheibe 4 zugewandten Seit der Buchse 3 in der Innenseite 2 des Gehäusedeckels 1 Aufnahmen für O-Ringe 8 ausgedreht, durch welche das Gehäuse vor dem Eintritt von Schmieröl geschützt ist.Likewise, at the the Durchtrittsscheibe 4 facing since the socket 3 in the inside 2 of the housing cover 1 Shooting for O-rings 8th turned off, by which the housing is protected from the entry of lubricating oil.

Die Versorgungsleitungen des CCD- Chips werden über eine an dem Buchsengehäuse 1 ausgebildeten Durchführung 10 aus dem Buchsengehäuse 1 herausgeführt. Die Abdichtung der Durchführung 10 kann vorteilhaft mittels eines Silikonpfropfens verfolgen. Zudem werden die Versorgungsleitungen vorteilhaft in einem als flexibler Metallschlauch oder als schmierölresistentes Kunststoffschlauch geführt, der auf die Durchführung 10 des Buchsengehäuses 1 aufgeschoben wird, und der mittels einer Rohrschelle mit dem Buchsengehäuse 1 verbunden wird.The supply lines of the CCD chip are connected to the socket housing 1 trained execution 10 from the socket housing 1 led out. The sealing of the bushing 10 can advantageously track using a silicone plug. In addition, the supply lines are advantageously performed in a flexible metal hose or as lubricating oil-resistant plastic hose on the implementation 10 of the socket housing 1 is pushed, and by means of a pipe clamp to the socket housing 1 is connected.

Das beschriebene Gehäuse zur Aufnahme eines CCD- Chips bietet die Möglichkeit auch in von heißem Schmieröl durchfluteten Hohlräumen der Brennkraftmaschine Bilder oder Filme zu erstellen. Insbesondere durch die Spülvorrichtung der gläsernen Durchtrittsscheibe ist die Erfassung qualitativ hochwertiger Bilder gewährleistet.The housing described for receiving a CCD chip also offers the possibility of in hot lube flooded cavities of the internal combustion engine to create images or films. In particular, the rinsing device of the glass passage disc ensures the capture of high-quality images.

Claims (9)

Gehäuse zur Aufnahme eines optischen Sensor in einem Nutzraum (2), dadurch gekennzeichnet, dass • das Gehäuse zum Betrieb des optischen Sensors in einem heißen oder in einem kalten Medium ausgebildet ist, • an dem Gehäuse Anschlüsse für ein Kühlmittel oder ein Heizmittel ausgebildet sind, • der Nutzraum des Gehäuses innerhalb eines separaten Bauteils ausgebildet ist, • das Kühlmittel oder das Heizmittel einen Mantel durchströmt, der zwischen dem Gehäuse und dem separaten Bauteil ausgebildet ist.Housing for receiving an optical sensor in a utility space ( 2 ), characterized in that • the housing is designed to operate the optical sensor in a hot or in a cold medium, • are formed on the housing connections for a coolant or a heating means, • the useful space of the housing is formed within a separate component , • The coolant or the heating means flows through a jacket which is formed between the housing and the separate component. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das separate Bauteil als Buchse (3) ausgebildet ist, und dass die Buchse (3) mittels Dichtungen gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist.Housing according to claim 1, characterized in that the separate component as a socket ( 3 ) is formed, and that the socket ( 3 ) is sealed by means of seals against the housing. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (3) zylindrisch ausgebildet ist, und dass als Dichtungen O-Ringe (8) vorgesehen sind.Housing according to claim 2, characterized in that the bushing ( 3 ) is cylindrical, and that as seals O-rings ( 8th ) are provided. Gehäuse nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse eine Durchtrittsscheibe (4) für die von dem optischen Sensor zu erfassenden elektromagnetische Wellen angeordnet ist, und dass an dem Gehäuse eine Spülvorrichtung für die Durchtrittsscheibe (4) ausgebildet ist.Housing according to one of the preceding claims, characterized in that on the housing a passage disc ( 4 ) is arranged for the to be detected by the optical sensor electromagnetic waves, and that on the housing a flushing device for the passage disc ( 4 ) is trained. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülvorrichtung der Durchtrittsscheibe (4) ein gegen die Durchtrittsscheibe (4) gerichtetes Spülrohr (9) aufweist, und dass über das Spülrohr (9) ein Spülmittel gegen die Durchtrittsscheibe (4) gefördert wird.Housing according to claim 4, characterized in that the flushing device of the passage disc ( 4 ) against the passage disc ( 4 ) directed flushing pipe ( 9 ), and that via the flushing pipe ( 9 ) a detergent against the passage disc ( 4 ). Gehäuse nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor als CCD-Chip ausgebildet ist.casing according to one of the preceding claims, characterized that the optical sensor is designed as a CCD chip. Gehäuse nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium das Schmieröl einer Brennkraftmaschine oder ein Lösungsmittel ist.casing according to one of the preceding claims, characterized that the medium is the lubricating oil an internal combustion engine or a solvent. Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zum Betrieb in einem Hohlraum der Brennkraftmaschine fest montiert ist, und dass Versorgungsleitungen des Gehäuses und des optischen Sensors aus der Brennkraftmaschine herausgeführt sind.casing according to claim 7, characterized in that the housing for Operation is firmly mounted in a cavity of the internal combustion engine, and that supply lines of the housing and the optical sensor are led out of the engine. Gehäuse nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus einem gegenüber dem Medium resistenten Material gefertigt ist, und dass das Material das Gehäuse gegenüber den Temperaturen des Mediums beständig ausgebildet ist.casing according to one of the preceding claims, characterized that the case from one opposite the medium is made of resistant material, and that the material the housing across from is formed resistant to the temperatures of the medium.
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