DE102011052363A1

DE102011052363A1 - Radarsensor

Info

Publication number: DE102011052363A1
Application number: DE102011052363A
Authority: DE
Inventors: Horst Feldkamp
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2013-02-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radarsensor mit einem Gehäuse (1), das einen Kasten (2) und einen Deckel (3) umfasst, wobei der Deckel (3) als Radom ausgebildet ist, und mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, die auf mindestens einer Leiterplatte (7, 8) angeordnet sind. Der Radarsensor soll bei vorgegebener Größe der Leiterplatte ein relativ geringes Bauvolumen erfordern und dabei relativ leicht sein. Dies wird dadurch erreicht, dass die oder eine zu dem Deckel (3) am nächsten beabstandete erste Leiterplatte (7) in einem Rahmen (5) angeordnet ist, dass zwischen dem Rahmen (5) und dem Kasten (2) eine Nut (9) gebildet ist und dass der Deckel (3) mit dem Kasten (2) und mit dem Rahmen (5) verklebt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radarsensor mit einem Gehäuse, das einen Kasten und einen Deckel umfasst, wobei der Deckel als Radom ausgebildet ist, und mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, die auf mindestens einer Leiterplatte angeordnet sind.
Solche Radarsensoren sind an sich bekannt und werden in Kraftfahrzeugen als Signalgeber für Fahrerassistenzsysteme eingesetzt, um z. B. Abstandswarnungen auszugeben oder automatisch eine Geschwindigkeit zu regeln. Die Radarsensoren sind in der Regel an dem Kraftfahrzeug verdeckt eingebaut und weisen in eine bestimmte Richtung, meist in Fahrtrichtung. Der verdeckte Einbau erfolgt z. B. zwischen einer Karosserie und einem vorderen Stoßfänger des Kraftfahrzeugs.
Die EP 1 762 860 B1 beschreibt einen Radarsensor mit einem zweiteiligen Gehäuse, in dem Sende- und Empfängermittel befestigt sind. Die beiden Teile des Gehäuses sind mittels Klammern miteinander lösbar verbunden. Der Radarsensor ist relativ schwer und erfordert großen Bauraum.
Aus der Praxis ist es bekannt, bei einem Radarsensor einen Deckel eines Gehäuses mit einem kastenförmigen Teil des Gehäuses zu verkleben. Aufgrund der erforderlichen Nut z. B. in dem kastenförmigen Teil baut das Gehäuse insgesamt relativ groß.
Aus der DE 199 41 931 A1 ist ein Gehäuse für einen Abstandsensor bekannt, bei dem ein Radom fokussierend ausgebildet sein kann. Ein Stecker ist koaxial zu einer Abstrahlrichtung des Abstandssensors. Das Gehäuse erfordert großen Bauraum und ist entsprechend schwer.
Die DE 102 48 915 A1 offenbart einen Radarsensor, bei dem in einem vorzugsweise einteiligen Gehäuse elektronische Bauteile auf zwei Leiterplatten verteilt angeordnet sind. Das Gehäuseinnere ist zumindest teilweise mit einer feuchtigkeitsdichten Füllmasse vergossen. Hierdurch wird der Radarsensor relativ schwer.
Die DE 197 28 466 C1 beschreibt einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Gehäuse. Ein Reflektor, dessen transparente Abdeckung sowie ein Rahmen sind fest miteinander verbunden und als Einsatz in das Gehäuse ausgebildet. Der Einsatz schließt eine Öffnung des Gehäuses ab, ohne fest damit verbunden zu sein. Die Verhältnisse eines Scheinwerfers sind nicht ohne Weiteres auf einen Radarsensor übertragbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Radarsensor zu schaffen, der ein relativ geringes Bauvolumen erfordert und dabei relativ leicht ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die oder eine zu dem Deckel am nächsten beabstandete erste Leiterplatte ist in einem Rahmen angeordnet, zwischen dem Rahmen und dem Kasten ist eine Nut gebildet und der Deckel ist mit dem Kasten und mit dem Rahmen verklebt. Hierdurch lässt sich eine durch die mindestens eine Leiterplatte mit den darauf befindlichen Bauteilen vorgegebene Mindestgröße des Gehäuses optimieren. Denn ein einer offenen Hauptfläche zugeordneter Wandbereich des Kastens kann entsprechend dünnwandig ausgeführt sein, weil die Nut nicht ausschließlich in diesem Wandbereich gebildet ist. Daher sind eine Breite und eine Länge des Radarsensors geringer als bei den bekannten Radarsensoren; dessen Höhe ist zumindest nicht negativ (im Sinn von größer) verändert. Die ordnungsgemäße Funktion, die Stabilität und die Dichtheit des Gehäuses sind gewährleistet. Entsprechend dem geringeren Gesamtvolumen des Gehäuses ist auch dessen Gesamtgewicht verringert.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Nut eine Tiefe von 3 bis 10 mm auf. Hierdurch entsteht in Verbindung mit dem Deckel ein Labyrinth, und es wird so eine sichere Verklebung und eine sehr gute Stabilität und Dichtheit des Radarsensors erreicht.
In einer weiteren Ausgestaltung ist ein dem Deckel zugeordneter Rand des Kastens im Querschnitt nach außen stufenförmig abfallend ausgebildet. Hierdurch wird der Rand bei einer entsprechenden Ausbildung des Deckels von diesem gehalten und so verhindert, dass der Rand bei einer Montage des Deckels z. B. durch Verdrängen von Klebstoff nach außen gedrückt wird. Weiterhin wird das Labyrinth von außen ins Innere des Gehäuses verlängert und so die Dichtheit weiter verbessert.
In einer weiteren Ausgestaltung weist der Rahmen einen nach außen weisenden Vorsprung auf. Er wird hierdurch sicher gegen den Kasten abgestützt und von dem Deckel gehalten.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Explosionszeichnung eines Radarsensors,
2 den Radarsensor vor Montage eines Deckels und
3 einen Schnitt durch den Radarsensor.
Wie aus den 1 bis 3 ersichtlich umfasst ein Radarsensor ein zweiteiliges Gehäuse 1, das einen Kasten 2 aus Metall und einen Deckel 3 aus Kunststoff umfasst. An einer schmalen Seite des Kastens 2 ist z. B. mittels Schauben in einer entsprechenden Öffnung ein Stecker 4 mit Einpressstiften zum elektrischen Anschluss des Radarsensors an eine Bordelektronik eines Kraftfahrzeugs befestigt. Der Stecker 4 und der Kasten 2 sind gegeneinander z. B. mittels eines Dichtrings vollkommen abgedichtet, so dass hier kein Staub und keine Feuchtigkeit eindringen können. An einer dem Stecker 4 gegenüber liegenden Seite des Kastens 2 ist ein nicht dargestelltes Druckausgleichselement mit einer Filterscheibe, z. B. einer Membran, angeordnet.
Der nach oben offene Kasten 2 ist im Wesentlichen rechteckig mit einem Boden und mit dazu zumindest annähernd senkrecht angeordneten Seitenwänden ausgebildet. Die Seitenwände sind umlaufend stufenförmig ausgebildet, wobei eine einzige in den Kasten 2 weisende erste Stufe so unterhalb eines oberen Randes der Seitenwände angeordnet ist, dass ein Rahmen 5 in montiertem Zustand bündig mit dem oberen Rand abschließt. Die Seitenwände sind also im Querschnitt einstückig aus zwei parallel versetzten Teilen und einem dazu senkrechten Verbindungsstück zusammengesetzt und verjüngen sich leicht oberhalb der ersten Stufe. Der Rahmen 5 wird weiter unten näher beschrieben.
Ein obere Rand der Seitenwände, also der dem Deckel 3 zugeordnete Rand des Kastens 2, ist im Querschnitt nach außen stufenförmig abfallend ausgebildet. Hierbei bildet der obere Rand eine kleine zweite Stufe, das bedeutet, dass ein innerer Bereich des oberen Rands höher, also weiter entfernt von dem Boden, ist als ein äußerer Bereich.
Der Kasten 2 ist z. B. im Druckguss aus einer Aluminiumlegierung gefertigt.
Der Rahmen 5 ist entsprechend dem Kasten 2 rechteckig und weist an seinem äußeren Umfang in einem unteren Bereich einen Vorsprung 6 mit rechteckigem Querschnitt auf. Unten bezeichnet hier bei montiertem Rahmen 5 in Richtung des Bodens des Kastens 2, oben weist zu dem Deckel 3. Der Vorsprung 6 stützt sich in montiertem Zustand auf der ersten Stufe des Kastens 2 so ab, dass zwischen dessen Innenwand und dem Umfang des Vorsprungs 6 ein minimales oder kein Spiel gebildet ist. In einer oberen Öffnung des Rahmens 5 und in etwa bündig mit diesem oben abschließend ist eine erste Leiterplatte 7 befestigt, z. B. mittels Schrauben. Die erste Leiterplatte 7 ist bei fertig montiertem Radarsensor am nächsten zu dem Deckel 3 beabstandet. Auf der ersten Leiterplatte 7 ist an einer zu dem Deckel weisenden Hauptfläche eine Radarantenne gebildet; eine andere Hauptfläche ist mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen bestückt. Eine diesen Bauteilen zugewandte Hauptfläche des Rahmens 5 ist vorteilhaft zum Abschirmen von elektromagnetischer Strahlung zumindest teilweise geschlossen und hierbei gegebenenfalls den Bauteilen angepasst. Ausgehend von dem Vorsprung 6 nach oben verjüngen sich Wände des Rahmens 5 über zumindest eine Teilhöhe, indem zwischen den Wänden und dem Vorsprung 6 ein Winkel größer als 90° gebildet ist. Der Winkel beträgt 95° bis 115°, insbesondere ca. 100°.
Der Rahmen 5 ist z. B. im Druckguss aus einer Aluminiumlegierung gefertigt und ist in montiertem Zustand bündig in einem oberen Bereich des Kastens 2 befestigt.
Zwischen dem Rahmen 5 und den Seitenwänden des Kastens 2 ist eine nach oben offene Nut 9 gebildet. Die Nut 9 ist im Querschnitt V-förmig, wobei die untere Spitze abgeschnitten ist. Die Nut 9 ist also unten von dem Vorsprung 6 sowie seitlich von den Seitenwänden des Kastens 2 und von den Wänden des Rahmens 5 begrenzt. Eine Tiefe der Nut 9 beträgt 3 mm bis 10 mm, vorzugsweise in etwa 5 mm.
In dem Kasten 2 ist in der Nähe des Bodens eine zweite Leiterplatte 8 befestigt, die einen digitalen Signalprozessor sowie weitere elektronische und elektrische Bauteile umfasst.
Der Deckel 3 ist als Radom ausgebildet und aus einem für elektromagnetische Strahlung durchlässigen Kunststoff gefertigt. Der Deckel 3 ist passend zu dem Kasten 2 und kuppelartig ausgebildet. An einer unteren, dem Kasten 2 zugeordneten Seite des Deckels 3 ist in der Nähe seines Außenumfangs ein umlaufender Steg 10 ausgebildet. Der Steg 10 ist im Querschnitt leicht konisch so ausgebildet, dass er mit Spiel in die Nut 9 passt. Zwischen dem Steg 10 und dem Außenumfang des Deckels 3 ist eine schmale Rille 11 angeordnet, in die im montierten Zustand die zweite Stufe des Kastens 2 ragt. Ein Rand des Deckels 3 greift formschlüssig über diese zweite Stufe, so dass die Außenumfänge des Deckels 3 und des Kastens 2 bündig abschließen.
Der Kasten 2 und der Deckel 3 weisen vorteilhaft Zentrierhilfsmittel zur gegenseitigen exakten Positionierung während der Montage auf.
Zur Montage des Radarsensors wird zuerst der Stecker 4 an dem Kasten 2 festgeschraubt. Die zweite Leiterplatte 8 wird in den Kasten 2 eingelegt, wobei die Einpressstifte in entsprechende Einpresskontakte eingedrückt werden. Die zweite Leiterplatte 8 wird in dem Kasten 2 befestigt. Der Rahmen 5 ist mit der darauf befestigten ersten Leiterplatte 7 vormontiert und wird in den Kasten 2 gelegt. Hierbei wird die erste Leiterplatte 7 mit der zweiten Leiterplatte 8 elektrisch kontaktiert.
In die Nut 9 wird bis zu einer vorbestimmten Höhe ein flüssiger Klebstoff dosiert. Der Kasten 2 wird mit dem Deckel 3 verschlossen. Hierfür wird der Deckel 3 mit Hilfe der Zentrierhilfsmittel exakt relativ zu dem Kasten 2 positioniert und auf diesen aufgedrückt. Der Klebstoff wird hierbei durch den Steg 10 teilweise in Richtung des Deckels 3 verdrängt, füllt weitestgehend alle Hohlräume im Bereich der Nut 9 und der Rille 11 aus und erhärtet. Ein Labyrinth, das durch die Nut 9, die Rille 11, den Steg 10 und die zweite Stufe des Kastens 2 gebildet ist, ist so sicher verschlossen. Auf diese Weise ist das Innere des Gehäuses 1 sicher gegen das Eindringen von Staub, Feuchtigkeit, Nässe und sonstigen unerwünschten Stoffen angedichtet.
Das Druckausgleichselement wird montiert.
Damit ist der Radarsensor fertig für einen Einbau in ein Kraftfahrzeug.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Kasten
3: Deckel
4: Stecker
5: Rahmen
6: Vorsprung
7: ersten Leiterplatte
8: zweite Leiterplatte
9: Nut
10: Steg
11: Rille

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1762860 B1 [0003]
DE 19941931 A1 [0005]
DE 10248915 A1 [0006]
DE 19728466 C1 [0007]

Claims

Radarsensor, umfassend ein Gehäuse (1) mit einem Kasten (2) und einem Deckel (3), wobei der Deckel (3) als Radom ausgebildet ist, elektrische und/oder elektronische Bauteile, die auf mindestens einer Leiterplatte (7, 8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die oder eine zu dem Deckel (3) am nächsten beabstandete erste Leiterplatte (7) in einem Rahmen (5) angeordnet ist, dass zwischen dem Rahmen (5) und dem Kasten (2) eine Nut (9) gebildet ist und dass der Deckel (3) mit dem Kasten (2) und mit dem Rahmen (5) verklebt ist.
Radarsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (9) eine Tiefe von 3 mm bis 10 mm aufweist.
Radarsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Deckel (3) zugeordneter oberer Rand des Kastens (2) im Querschnitt nach außen stufenförmig abfallend ausgebildet ist.
Radarsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (5) einen nach außen weisenden Vorsprung (6) aufweist.