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Die Erfindung betrifft eine Optikvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Gehäuse, das mindestens eine Aufnahme und mindestens eine Öffnung umfasst, durch die die Aufnahme von einer äußeren Umgebung zugänglich ist, mit mindestens einer Optikeinrichtung, wie Scheinwerfer, Kamera oder Sensor, zum Empfangen oder Aussenden von elektromagnetischen Wellen, die in der Aufnahme des Gehäuses anordenbar oder angeordnet ist und durch die durch die Öffnung ins Gehäuse eintretende elektromagnetische Wellen empfangbar und/oder von der erzeugte elektromagnetische Wellen durch die Öffnung im Gehäuse absendbar sind, mit mindestens einem zwischen Optikeinrichtung und Umgebung angeordneten transparenten und/oder transluzenten Scheibenmittel, durch das eine elektromagnetische Welle im wesentlichen ungehindert hindurchtretbar ist.
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Optikvorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind in unterschiedlichen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt.
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Aus
DE 20 2015 104 690 01 ist beispielsweise ein Außenspiegel eines Kraftfahrzeugs bekannt, in dem eine Totwinkelanzeige angeordnet ist. Hierbei fällt Licht von einer als Lichtquelle ausgebildeten Optikeinrichtung ausgesendetes Licht aus dem Gehäuse des Außenspiegels durch ein Scheibenmittel nach außen durch und ist von außen wahrnehmbar.
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Darüber hinaus sind Optikeinrichtungen in Form von Kameras und Sensoren bekannt, die an einer äußeren Oberfläche des Kraftfahrzeugs angeordnet sind und hierdurch äußeren Witterungsbedingungen ausgesetzt sind. Durch die äußere Anordnung kann nie ganz vermieden werden, dass die Linsen der Optikeinrichtungen verschmutzen können, wodurch sich die Qualität der erfassten Umgebungsdaten reduziert.
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Um Verschmutzungen an den Optikvorrichtungen zu entfernen, ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Linsen der Optikeinrichtung zu reinigen, nachdem sich Verschmutzungen abgelagert haben, beispielsweise durch eine Wischvorrichtung.
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Durch diese Reinigungsvorgänge, bei denen die Schmutzpartikel an der Oberfläche des Scheibenmittels oder der Linsen-Oberfläche reiben können, kann es über die Laufzeit der Optikvorrichtung zu Beschädigungen des Scheibenmittels oder der Linsen-Oberfläche der Optikeinrichtung kommen, was zu einer schleichenden Verschlechterung des Durchtritts von elektromagnetischen Wellen in die oder aus der Optikeinrichtung führt.
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Darüber hinaus erweist es sich als aufwändig, jede Optikvorrichtung mit einer Reinigungsflüssigkeit für die Wischvorrichtung zu verbinden. Bei heutigen Reinigungsanlagen ist eine große Menge von Reinigungsflüssigkeit von bis zu 15 Litern mitzuführen.
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Ferner kann bei den bekannten Optikvorrichtungen bei niedrigen Temperaturen nie ganz ausgeschlossen werden, dass die Optikeinrichtung, insbesondere die Linsen-Oberfläche der Optikeinrichtung, mit einer Eisschicht bedeckt ist, was zu einer Verschlechterung des Durchtritts von elektromagnetischen Wellen in die oder aus der Optikeinrichtung führt.
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Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, eine Optikvorrichtung vorzuschlagen, bei der die Gefahr einer Verschlechterung des Durchtritts von elektromagnetischen Wellen in die oder aus der Optikeinrichtung reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Optikvorrichtung dadurch gelöst, dass das Scheibenmittel mindestens ein Heizmittel umfasst, durch das dem Scheibenmittel Wärme zuführbar ist.
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Dadurch, dass das Scheibenmittel mindestens eine Heizmittel umfasst, durch das dem Scheibenmittel Wärme zuführbar ist, kann das Scheibenmittel auf einfache Weise von einer Eisschicht befreit werden und hierdurch eine hohe Qualität des Eintritts oder Austritts von elektromagnetischen Wellen aufrechterhalten werden.
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Das Scheibenmittel kann in oder an der Öffnung des Gehäuses angeordnet sein. Ferner ist es denkbar, dass das Scheibenmittel die Öffnung des Gehäuses in Gänze überfängt und beispielsweise mittels eines Dichtmittels die Aufnahme nach außen hin gemeinsam mit dem Gehäuse abdichtend umgibt.
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Darüber hinaus kann das Scheibenmittel lösbar an dem Gehäuse festlegbar sein, wodurch die Optikeinrichtung einfach zu warten ist.
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Das Heizmittel lässt sich einfach und kostengünstig realisieren, wenn es mindestens einen draht- oder leitungsartigen Heizleiter, mindestens eine heizfähige Beschichtung, wie Lack, und/oder mindestens eine Heizfolie umfasst.
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Eine hohe Qualität der in das Gehäuse eintretenden bzw. austretenden elektromagnetischen Wellen lässt sich weiter mit hoher Qualität gewährleisten, wenn das Scheibenmittel zumindest auf der der Optikeinrichtung abgewandten Oberfläche eine selbstreinigende Oberflächenstruktur, wie Nano-Lotusstruktur, oder eine schmutzabweisende Beschichtung mit selbstreinigender Oberflächenstruktur, wie Nano-Lotusstruktur, umfasst, die aufgeklebt, aufgedampft oder angespritzt ist.
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Solchenfalls können Verschmutzungen oder Feuchtigkeit nicht oder nur erschwert an der der Optikeinrichtung abgewandten Oberfläche des Scheibenmittels anhaften.
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Wenn die selbstreinigende Oberflächenstruktur unmittelbar in das Scheibenmittel eingebracht ist, kann die Optikvorrichtung bauteilreduziert ausgebildet sein. Wenn die selbstreinigende Oberflächenstruktur mittels einer schmutzabweisenden Beschichtung realisiert ist, lassen sich Scheibenmittel auf einfache Weise nachrüsten.
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Das Scheibenmittel kann grundsätzlich einen verrundeten, insbesondere polygonen, elliptischen oder kreisrunden, oder einen n-eckigen, insbesondere 4-eckigen, Querschnitt umfassen. Darüber hinaus kann das Scheibenmittel eben ausgebildet sein oder eine prismaartige Kontur umfassen. Bei einer Ausführungsform der Optikvorrichtung ist vorgesehen, dass das Scheibenmittel eine linsenartige Geometrie umfasst und insbesondere eine konkave oder konvexe Krümmung aufweist.
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Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Optikvorrichtung mindestens eine Reinigungseinheit umfasst, durch die das Scheibenmittel zumindest auf der der Optikeinrichtung abgewandten Seite reinigbar ist. Durch die Reinigungseinheit können am Scheibenmittel anhaftende Verschmutzungen gelöst werden.
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Die Reinigungseinheit kann beliebig ausgebildet sein, sofern sie der Funktion nachkommt, Verschmutzungen vom Scheibenmittel zu entfernen.
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Bei einer Ausführungsform der Optikvorrichtung ist vorgesehen, dass die Reinigungseinheit mindestens ein Vibrationselement umfasst, durch das das Scheibenmittel in Schwingung versetzbar ist.
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Durch das Vorsehen eines Vibrationselements können Verschmutzungen, die sich auf der der Optikeinrichtung abgewandten Seite des Scheibenmittels angeordnet haben, abgeschüttelt werden.
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Das Vibrationselement lässt sich bauteilreduziert realisieren, wenn das Vibrationselement das Heizmittel, insbesondere die Heizfolie, umfasst, die getaktet betreibbar, insbesondere getaktet mit Strom durchfließbar ansteuerbar ist, wobei die Taktung eine Frequenz von größer oder gleich 16 KHz umfasst und insbesondere einen Ultraschallbereich umfasst.
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Solchenfalls dient das Heizmittel gleichzeitig als Vibrationselement. Durch das Vorsehen einer Taktung mit einer Frequenz von größer oder gleich 16 KHz, ist die Oberfläche des Scheibenmittels mittels Ultraschall reinigbar.
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Darüber hinaus kann die Oberfläche des Scheibenmittels Schmutz abschütteln, wenn das Scheibenmittel durch das Heizmittel wärmebedingt ausgedehnt wird und sich hiernach wieder zusammenzieht.
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Zum Ansteuern des als Vibrationselement ausgebildeten Heizmittels kann die Optikvorrichtung eine Steuereinheit umfassen, durch die ein Stromspeicher getaktet ansteuerbar ist, um das Heizmittel mit einer Frequenz von größer oder gleich 16 KHz zu versorgen.
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Darüber hinaus ist bei einer Ausführungsform der Reinigungseinheit der Optikvorrichtung vorgesehen, dass die Reinigungseinheit mindestens ein Fluidspeichermittel und mindestens ein Fluidzuführmittel umfasst, durch das zumindest ein Scheibenmittel auf der der Optikeinrichtung abgewandten Seite mit Fluid überströmbar ist.
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Solchenfalls kann zusätzlich die der Optikeinrichtung abgewandten Oberfläche mittels eines Fluids überströmt werden. In Kombination mit der selbstreinigenden Oberflächenstruktur kann die Reinigung mittels Fluid ohne ein Wischmittel realisiert sein und lässt das Fluid tränenartig über das Scheibenmittel fließen. Solchenfalls ist das Fluidzuführmittel bezüglich eines Fahrzeugbodens oberhalb des Scheibenmittels angeordnet.
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Die Reinigung des Scheibenmittels kann verbessert werden, wenn das Fluid die Oberfläche bei Stillstand des Kraftfahrzeugs oder bei geringen Geschwindigkeiten überströmt.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Reinigungseinheit mit einem zentralen Fluidspeichermittel des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die Optikvorrichtung lässt sich jedoch autark von einer zentralen Wasserversorgung des Kraftfahrzeugs betreiben, wenn das Fluidspeichermittel mindestens ein Fluidsammelmittel, wie Peltierelement umfasst, durch das Feuchtigkeit aus der Umgebung kondensierbar und im Fluidspeichermittel bevorratbar ist.
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Solchenfalls kann Feuchtigkeit aus der Umgebung kondensiert werden, im Speichermittel bevorratet werden und zum Reinigen der Oberfläche des Scheibenmittels über das Fluidzuführmittel dem Scheibenelement zugeführt werden.
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Das Speichermittel kann zusätzlich ein Heizelement umfassen, durch das das Fluid beheizbar ist.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass ein ventilartiges oder hahnartiges Schließelement zwischen Fluidspeichermittel und Fluidzuführmittel angeordnet ist und durch Ansteuern offenbar und schließbar ist, um Fluid zum Überströmen des Scheibenmittels anzusteuern. Die Optikvorrichtung lässt sich jedoch bauteilreduziert ausbilden, wenn das Scheibenmittel automatisch durch Fluid überströmt wird, wenn dieses durch das Fluidsammelmittel aus der Umgebung kondensiert ist.
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Die Gefahr von Ablagerungen, insbesondere durch Überfließen durch das Fluid, lässt sich reduzieren, wenn die Reinigungseinheit, mindestens ein zwischen dem Fluidsammelmittel und dem Fluidspeichermittel angeordnetes Reinigungselement umfasst, durch das das kondensierte Fluid reinigbar ist.
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Das Reinigungselement kann beispielsweise einen Ionisator oder einen Filter umfassen.
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Darüber hinaus kann mindestens ein Fluidspeichermittel mehreren Scheibenmitteln zugeordnet sein, so dass die mehreren Scheibenmittel durch ein gemeinsames Fluidspeichermittel mit Fluid überströmbar sind.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen der Opti kvorrichtung.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 Eine schematische geschnittene Seitenansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Optikvorrichtung;
- 2 Eine schematische geschnittene Seitenansicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Optikvorrichtung.
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Die Figuren zeigen eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehene Optikvorrichtung für ein Kraftfahrzeug 4. Die Optikvorrichtung 2 umfasst ein Gehäuse 6, das mindestens eine Aufnahme 8 und mindestens eine Öffnung 10 umfasst. Über die Öffnung 10 ist die Aufnahme 8 von einer äußeren Umgebung zugänglich. Darüber hinaus umfasst die Optikvorrichtung 2 eine Optikeinrichtung 12, wie Scheinwerfer, Kamera oder Sensor, zum Empfangen oder Aussenden von elektromagnetischen Wellen. Die Optikeinrichtung 12 ist in der Aufnahme 8 des Gehäuses 6 angeordnet. Durch die Öffnung 10 können elektromagnetische Wellen zur Optikeinrichtung 12 gelangen und durch diese empfangbar sein oder elektromagnetische Wellen, die von der Optikeinrichtung 12 ausgesandt werden, durch die Öffnung 10 in die Umgebung gelangen. Um die Optikeinrichtung 12 vor Verschmutzung zu schützen, umfasst die Optikvorrichtung 2 ein zwischen Optikeinrichtung 10 und Umgebung angeordnetes transparentes und/oder transluzentes Scheibenmittel 14, durch das eine elektromagnetische Welle im Wesentlichen ungehindert hindurchtretbar ist.
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Das Scheibenmittel 14 umfasst mindestens ein Heizmittel 16, durch das dem Scheibenmittel 14 Wärme zuführbar ist.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Optikvorrichtung 2, bei der das Heizmittel 16 durch eine Heizfolie gebildet ist. Durch diese ist das Scheibenmittel 14 flächenhaft mit Wärme beaufschlagbar.
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Darüber hinaus umfasst das Scheibenmittel 14 auf der der Optikeinrichtung 12 abgewandten Seite, eine selbstreinigende Oberflächenstruktur 18, die eine Nano-Lotusstruktur umfassen kann.
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Die in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele umfassen ein Scheibenmittel 14, das eine linsenartige Geometrie umfasst, die konkav oder konvex gekrümmt ist.
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Darüber hinaus umfasst die Optikvorrichtung 2 eine Reinigungseinheit 20, durch die das Scheibenmittel zumindest auf der der Optikeinrichtung 20 abgewandten Seite reinigbar ist. Die Reinigungseinheit 20 kann ein Vibrationselement 22 umfassen, durch das das Scheibenmittel in Schwingung versetzbar ist und hierdurch Schmutzpartikel vom Scheibenmittel 14 abrüttelbar sind. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Vibrationselement 22 durch das als Heizfolie gebildete Heizmittel 16 realisiert. Diese ist getaktet mit Strom durchfließbar und reinigt das Scheibenmittel 14 im Ultraschallbereich.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Optikvorrichtung 2, bei der die Reinigungseinheit 20 zusätzlich ein Fluidspeichermittel 24 und ein Fluidzuführmittel 26 umfasst, wobei durch das Fluidzuführmittel 26, Fluid dem Scheibenmittel 14 zuführbar und die der Optikeinrichtung 12 abgewandten Seite des Scheibenmittels 14 durch das Fluid überströmbar ist.
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Darüber hinaus umfasst das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel ein Fluidsammelmittel 18, wie Pelltierelement, durch das Feuchtigkeit aus der Umgebung kondensierbar und im Fluidspeichermittel 24 bevorratbar ist. Um das durch das Fluidsammelmittel 28 gewonnene Fluid aufzuarbeiten, umfasst die Reinigungseinheit 20 der Optikvorrichtung 2 ein Reinigungselement 30, durch das das kondensierte Fluid reinigbar ist.
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Im Folgenden wird kurz auf die Wirkungsweise der Reinigungseinheit 20 der 1 und 2 eingegangen:
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Zum Reinigen der der Optikeinrichtung 12 abgewandten Oberfläche des Scheibenmittels 14, kann das Heizmittel 16 im Scheibenmittel 14 derart angesteuert werden, dass Wärme dem Scheibenmittel 14 zugeführt wird. Hierdurch können Vereisungen des Scheibenmittels 14 gelöst werden. Darüber hinaus ist das Heizmittel 16 als Vibrationselement 22 der Reinigungseinheit 20 ausgebildet. Durch ein getaktetes Ansteuern des Vibrationselements 22 wird das Scheibenmittel 14 zum Vibrieren im Ultraschallbereich gebracht. Hierdurch werden Schmutzpartikel abgeschüttelt.
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Bei der Erweiterung der Reinigungseinheit 20 gemäß 2 wird Feuchtigkeit aus der Umgebung durch das Fluidsammelmittel 28 gesammelt, welche die der Optikeinrichtung 12 abgewandten Oberfläche des Scheibenmittels 14 tränenartig überströmt.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Optikvorrichtung
- 4
- Kraftfahrzeug
- 6
- Gehäuse
- 8
- Aufnahme
- 10
- Öffnung
- 12
- Optikeinrichtung
- 14
- Scheibenmittel
- 16
- Heizmittel
- 18
- selbstreinigende Oberflächenstruktur
- 20
- Reinigungseinheit
- 22
- Vibrationselement
- 24
- Fluidspeichermittel
- 26
- Fluidzuführmittel
- 28
- Fluidsammelmittel
- 30
- Reinigungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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