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Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für einen Objekterkennungssensor.
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Objekterkennungssensoren, wie beispielsweise Radar- und Lidarsysteme oder auch Kameras, werden vermehrt an Kraftfahrzeugen genutzt um die Umgebung des Fahrzeugs auf Objekte zu untersuchen. Dabei werden zumeist eine Relativposition und eine Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Objekterkennungssensor und somit auch dem Kraftfahrzeug bestimmt. Derartige Objekterkennungssensoren erzeugen im Betrieb einen wesentlichen Anteil an Wärmeenergie, die abgeführt werden muss.
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Es ist daher Aufgabe eine Kühlvorrichtung für einen Objekterkennungssensor bereitzustellen, die eine zuverlässige und effektive Kühlung des Objekterkennungssensors bereitstellt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kühlvorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche stellen vorteilhafte Ausführungsvarianten der Kühlvorrichtung dar.
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Ein Objekterkennungssensor kann beispielsweise durch ein Radarsystem, ein Lidarsystem oder ein Kamerasystem ausgebildet sein.
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Radar- und Lidarsysteme umfassen ein Sendeelement, welches elektromagnetische Strahlung aussendet, sowie zumindest ein Detektionselement, welches die zuvor ausgesendete und an einem Objekt reflektierte Strahlung detektiert. Durch Auswertung der durch das Detektionselement ermittelten Messdaten wird eine Relativposition von Objekten und zumeist auch eine Relativgeschwindigkeit in Bezug zu dem Objekterkennungssensor bestimmt.
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Kamerasysteme umfassen zumeist nur ein Detektionselement, welches von der Umgebung eintreffende Strahlung ermittelt, um ein Kamerabild darzustellen. Gegebenenfalls kann ein Kamerasystem auch ein Sendeelement, wie beispielsweise eine Infrarotlampe umfassen.
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Derartige Objekterkennungssensoren werden an Kraftfahrzeugen verwendet um Fahrassistenzfunktionen, teilautonome Fahrfunktionen oder vollautonome Fahrfunktionen bereitzustellen. Der Anwendungsbereich ist jedoch nicht ausschließlich auf Kraftfahrzeuge beschränkt, sondern auch an allen anderen Arten von Vehikeln nutzbar. Auch eine stationäre Verwendung ist möglich.
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Die Kühlvorrichtung ist insbesondere für einen derartigen Objekterkennungssensor ausgebildet. Die Kühlvorrichtung umfasst ein sensorseitiges Wärmetransmissionselement sowie ein sensorfernes Wärmeabsorptionselement. Das sensorseitige Wärmetransmissionselement und das sensorferne Wärmeabsorptionselement sind einander gegenüberliegend angeordnet. Dabei sind eine Wärmetransmissionsfläche des sensorseitigen Wärmetransmissionselements und eine Wärmeabsorptionsfläche des sensorfernen Wärmeabsorptionselements durch einen Zwischenraum voneinander beabstandet ausgebildet.
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Das sensorseitige Wärmetransmissionselement steht in Kontakt mit dem wärmeerzeugenden Objekterkennungssensor oder ist an diesem ausgebildet. Insbesondere wird die Wärme, welche von Elektronikkomponenten des Objekterkennungssensors, wie beispielsweise einem Sendeelement in Form eines Sendechips und/oder einem Empfangselement in Form eines Empfangschips, erzeugt werden, an das Wärmetransmissionselement übertragen. Das Wärmetransmissionselement wärmt sich dementsprechend auf und überträgt die eingeleitete Wärmeenergie, insbesondere durch Strahlungswärme, über den Zwischenraum zu dem sensorfernen Wärmeabsorptionselement. Das sensorferne Wärmeabsorptionselement nimmt diese Wärmestrahlung auf und leitet diese an eine Umgebung ab.
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Durch eine derartige Ausführung kann der Objekterkennungssensor drehbar oder zumindest in einem bestimmten Winkelbereich schwenkbar ausgebildet sein und dennoch wird ein effektiver Abtransport der erzeugten Wärme bereitgestellt.
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Die Wärmetransmissionsfläche ist günstigerweise fest mit dem Objekterkennungssensor, insbesondere einem Sensorgehäuse des Objekterkennungssensors verbunden und führt mit diesem eine gemeinsame Bewegung aus. Das Wärmeabsorptionselement ist günstigerweise fest mit einem Umgebungselement verbunden gegenüber dem sich der Objekterkennungssensor und auch das Wärmetransmissionselement gegenüber bewegen können. Insbesondere ist dieses Umgebungselement durch ein Modulgehäuse ausgebildet, welches den Objekterkennungssensor und auch die Kühlvorrichtung umschließt.
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Aufgrund des Zwischenraums kann gegenüber einer Kühlvorrichtung, die einen mechanischen Kontakt zwischen Wärmetransmissionselement und Wärmeabsorptionselement herstellt, eine freie Schwenkbewegung bereitgestellt werden. Dies wird ermöglicht, da die Wärmetransmissionsfläche und die Wärmeabsorptionsfläche nicht in Anlagekontakt treten und dadurch eine freie Relativbewegung, insbesondere Reibungsfreie Relativbewegung, ermöglicht wird.
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Im Weiteren werden vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung erläutert.
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Mit besonderem Vorteil ist das Wärmetransmissionselement durch ein Sensorgehäuse des Objekterkennungssensors ausgebildet oder mit einem Sensorgehäuse des Objekterkennungssensors verbunden.
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Das Sensorgehäuse ist ein Gehäuse des Objekterkennungssensors, welches die Komponenten des Objekterkennungssensors umschließt oder umgreift. Insbesondere umfasst das Sensorgehäuse ein Sendeelement, ein Empfangselement und / oder eine Platine mit Elektronik umfasst. Vorteilhafterweise ist das Sensorgehäuse aus Aluminium ausgebildet. Bei einem Lidarsystem kann das Sensorgehäuse zudem auch eine Sendeoptik und/oder eine Empfangsoptik aufweisen.
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In einer ersten Variante bildet das Sensorgehäuse das Wärmetransmissionselement aus. Das Wärmetransmissionselement ist somit Bestandteil des Sensorgehäuses, wobei das Sensorgehäuse dementsprechend die Wärmetransmissionsfläche bereitstellt. Hierdurch kann das Wärmetransmissionselement in direktem Anlagekontakt mit zumindest einem Teil er wärmeerzeugenden Komponenten treten wodurch ein optimaler Abtransport der Wärmeenergie ermöglicht wird. Insbesondere schließt das Wärmetransmissionselement das Sensorgehäuse ab.
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Alternativ ist das Wärmetransmissionselement mit dem Gehäuse fest verbunden. Demensprechend ist dieses an einem bereits abgeschlossenen Sensorgehäuse angebracht. Die Befestigung kann beispielsweise über eine Verschraubung erfolgen.
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In einer weiteren Variante ist das Wärmeabsorptionselement durch ein Haltelement ausgebildet oder mit einem Halteelement verbunden.
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Das Halteelement kann beispielsweise eine als Halterung für den Objekterkennungssensor ausgebildet sein, wobei sich der Objekterkennungssensor relativ gegenüber dem Halteelement bewegen, insbesondere drehen oder schwenken kann. Das Halteelement weist zur Bereitstellung einer solchen Relativbewegung entsprechende Haltemittel auf, wie beispielsweise ein oder mehrere Lagerelemente auf. Das Halteelement selbst ist beispielsweise an einem Gehäuse einer anderen Baugruppe, insbesondere an einer anderen Baugruppe eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Vorzugweise ist das Halteelement an einem Modulgehäuse des Objekterkennungssensors befestigt oder ist einteilig durch das Modulgehäuse ausgebildet. Bei einer einteiligen Ausbildung stellt das entsprechende Modulgehäuse oder das Gehäuse der Baugruppe eine oder mehrere Strukturen bereit, die eine solche Haltefunktion für den Objekterkennungssensor bereitstellen.
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Das Wärmeabsorptionselement kann somit durch das Haltelement selbst ausgebildet sein oder es ist durch ein gesondertes Element ausgebildet welches vorzugsweise fest mit dem Halteelement verbunden ist. Dementsprechend stellt das Haltelement die Wärmeabsorptionsfläche bereit oder das an dem Halteelement befestigte Wärmeabsorptionselement stellt die Wärmeabsorptionsfläche bereit.
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Das Modulgehäuse umschließt vorzugsweise den Objekterkennungssensor und die Kühlvorrichtung. Mit besonderem Vorteil ist das Modulgehäuse Flüssigkeits- und Gasdicht abgeschlossen.
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Günstigerweise ist die Kühlvorrichtung ausgebildet eine Relativbewegung zwischen dem Wärmetransmissionselement und dem Wärmeabsorptionselement bereitzustellen.
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Eine solche Relativbewegung geht einher mit einer Relativbewegung, die der Objekterkennungssensor ausführt. Dementsprechend führt das Wärmetransmissionselement, welches an dem Objekterkennungssensor befestigt oder durch diesen ausgebildet ist, eine gemeinsame Bewegung mit dem Objekterkennungssensor durch. Insbesondere handelt es sich bei einer solchen Relativbewegung um eine Schwenkbewegung. Diese kann einen Schwenkbereich von einigen Grad bereitstellen, beispielsweise sind Schwenkwinkel zwischen 5° bis 20° möglich. Ein solcher Schwenkvorgang ermöglicht es den Objekterkennungssensor einen größeren Winkelbereich abzudecken. Dadurch kann beispielsweise eine Sichtrichtung des Objekterkennungssensors verändert.
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Mit besonderem Vorteil weisen das Wärmetransmissionselement und das Wärmeabsorptionselement bei jeder Relativposition einen Abstand zueinander auf, so dass ein Anlagekontakt zwischen diesen unterbleibt.
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Hierdurch wird eine freie und reibungsarme Relativbewegung zwischen den Wärmetransmissionselement und dem Wärmeabsorptionselement ermöglicht. Durch das Zusammenwirken von Wärmeabsorptionselement und Wärmetransmissionselement ist dementsprechend kein Anschlag ausgebildet, der eine Relativbewegung begrenzt.
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Es wird vorgeschlagen, dass das Wärmetransmissionselement und/oder das Wärmeabsorptionselement Rippen aufweisen.
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Derartige Rippen vergrößern die Wärmetransmissionsflächen sowie auch eine Wärmeabsorptionsfläche gegenüber einer ebenen Fläche. Je nach Ausführung der Rippen kann sich die Oberfläche um ein Vielfaches vergrößern. Die Rippen werden vorzugsweise durch das Wärmetransmissionselement und/oder das Wärmeabsorptionselement einteilig ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsvariante greifen die Rippen des Wärmetransmissionselements und die Rippen des gegenüberliegenden Wärmeabsorptionselements in einander ein.
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Dies kann derart erfolgen, dass zwischen zwei Rippen des einen Elements eine Rippe des anderen Elements eingreift. Das Eingreifen kann beispielsweise kammartig erfolgen.
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Günstigerweise überlappten sich die Rippen auch in einer Richtung R, welche sich von dem Wärmeabsorptionselement zu dem Wärmetransmissionselement erstreckt. Insbesondere überlappt sich in der Richtung R eine Rippe des Wärmetransmissionselements mit einer Rippe des gegenüberliegenden Wärmeabsorptionselements. Mit Vorteil überlappen sich auch mehrere der Rippen der jeweiligen Elemente in der Richtung R. Durch die ineinander eingreifenden Rippen werden Wärmetransmissionsunterflächen und Wärmeabsorptionsunterflächen bereitgestellt, wobei ein Wärmetransmissionsunterfläche und ein Wärmeabsorptionsunterfläche einander gegenüberliegen und einen optimierten Wärmeaustausch ermöglichen. Dadurch werden einerseits große Flächen bereitgestellt und andererseits kleine Abstände zwischen den Flächen ermöglicht.
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Eine Flächennormale einer solchen Wärmetransmissionsunterfläche sowie auch einer Wärmeabsorptionsunterfläche sind mit besonderem Vorteil senkrecht zur Richtung R und zudem auch senkrecht zu einer Schwenkrichtung ausgebildet. Dadurch können die Rippen im Wesentlichen mit deren Flächen kammförmig ineinander eingreifen, wobei ein freies Schwenken über einen großen Winkelbereich bereitgestellt ermöglicht wird.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass zwischen zwei benachbarten Rippen des Transmissionselement oder des Wärmeabsorptionselement ein Freiraum ausgebildet ist, in den eine Rippe des gegenüberliegenden Wärmeabsorptionselements oder Wärmetransmissionselements eingreift.
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Insbesondere wird dadurch eine große Überdeckung von Wärmetransmissionsfläche und Wärmeabsorptionsfläche bereitgestellt.
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Das Wärmetransmissionselement und/oder das Wärmeabsorptionselement sind günstigerweise aus einem Metall ausgebildet, insbesondere aus Aluminium.
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In einer günstigen Ausgestaltungsform ist der Zwischenraum mit einem wärmeleitenden Fluid gefüllt.
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Dementsprechend ist mit besonderem Vorteil auch ein Freiraum, der zwischen den Rippen ausgebildet ist, mit einem derartigen Fluid gefüllt. Ein Fluid kann gasförmig oder ein flüssig sein. Insbesondere kommen Luft, Fett oder Öl in Frage. Bevorzugt werden Fluide mit hoher Wärmeleitfähigkeit bei geringer Viskosität. Bei der Verwendung von Gasen wird neben der Wärme der Übertragung der Wärmeenergie durch Wärmestrahlung auch ein Anteil über Konvektion übertragen. Bei der Verwendung einer Flüssigkeit erfolgt die Übertragung der Wärmeenergie hauptsächlich über die Wärmeleitung der Flüssigkeit. Bei der Nutzung einer Flüssigkeit kann beispielsweise ein der Zwischenraum über ein Trennelement nach außen hin abgeschlossen sein. Die Flüssigkeit wird durch das Trennelement innerhalb des Zwischenraums gehalten.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Wärmetransmissionselement in Anlagekontakt mit einer Platine und/oder einem Chip des Erkennungssensors steht.
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Dies ist von Vorteil wenn das Wärmetransmissionselement einen Teil des Sensorgehäuses darstellt bzw. das Sensorgehäuse abschließt. Dadurch kann ein direkter Anlagekontakt zwischen dem Wärmetransmissionselement und dem wärmeerzeugenden Komponenten bereitgestellt. Insbesondere ist zwischen diesen eine Wärmeleitpaste angeordnet, die eine schnelle und effektive Wärmeübertragung ermöglicht. Dadurch wird eine besonders effektive Ableitung der erzeugten Wärmeenergie ermöglicht.
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Günstigerweise weist die Wärmetransmissionsfläche eine zur Emission optimierte Oberfläche auf und/oder die sensorferne Wärmetransmissionsfläche eine zur Absorption optimierte Oberfläche.
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Die Oberflächen der beiden Elemente können hierbei identisch oder verschieden ausgebildet sein. Derartige emissionsoptimierte und absorptionsoptimierte Oberflächen können beispielsweise durch Beschichtungen, Lacke oder Oberflächenbehandlungen bereitgestellt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist der Abstand zwischen dem Wärmetransmissionselement und dem Wärmeabsorptionselement oder der Wärmetransmissionsfläche und der Wärmetransmissionsfläche kleiner gleich 2 Millimeter, 1 Millimeter oder 0,5 Millimeter ausgebildet.
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Durch einen Abstand von wenigen Millimetern wird die Effektivität der Wärmeübertragung gesteigert. Dabei ist dieser Abstand vorzugsweise über Flächenbereiche ausgebildet, insbesondere an den ineinandergreifenden Rippen.
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Es wird vorgeschlagen, dass das wärmeleitende Fluid ein Gas ist und dass die Kühlvorrichtung einen Lüfter zum Umwälzen des Fluids aufweist.
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Durch einen derartigen Lüfter kann eine Wärmeübertragung, die durch Konvention bereitgestellt wird, erhöht werden.
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Die Eingangs formulierte Aufgabe wird zudem durch einen Objekterkennungssensor gelöst, der eine Kühlvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 oder nach einer Kühlvorrichtung gemäß zumindest einer der zuvor erläuterten Ausführungen. Die vorhergehenden und weiteren nachfolgenden Ausführungen betreffen einen derartigen Objekterkennungssensor.
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Die Kühlvorrichtung und der Objekterkennungssensor werden im beispielhaft detailliert anhand mehrere Figuren erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Objekterkennungssensors mit einer Kühlvorrichtung;
- 2 eine Darstellung des Objekterkennungssensors mit Kühlvorrichtung aus 1 in Querschnitt;
- 3 ein Halteelement des Objekterkennungssensors mit Kühlvorrichtung aus 1 in perspektivischer Teildarstellung;
- 4 das Halteelement aus 3 in einer Frontansicht.
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In der
1 ist ein Objekterkennungssensor
10 mit einer Kühlvorrichtung
12 dargestellt. Der Objekterkennungssensor
10 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse
14 mit den Sensorkomponenten und ein Halteelement
16, an dem das mehrteilige Gehäuse
14 angeordnet ist. Der Objekterkennungssensor
10 ist hierbei als LIDAR System ausgebildet, welches ein Sendeelement
18 in Form eines Sendechips, ein Empfangselement
20 in Form eines Empfangschips und eine Hauptplatine mit weiteren Elektronikkomponenten aufweist. Hauptplatine
22. Zudem weist der Objekterkennungssensor
10 eine Sendeoptik
24 und eine Empfangsoptik
26 auf, die jeweils ein Optikgehäuse zur Anordnung mehrere optischer Elemente aufweisen. Sendeoptik
24 und Empfangsoptik sind in
2 nur schematisch und ohne weitere Details dargestellt. Das LIDAR System ist mit besonderem Vorteil gemäß dem in der Patentschrift
WO 2017/081294 A1 veröffentlichten LIDAR System ausgebildet.
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Das mehrteilige Gehäuse 14 des Objekterkennungssensors 10 ist über Lagerelemente 28 gegenüber dem Halteelement 16 schenkbar angeordnet. Durch das Schwenken kann beispielsweise ein Sichtbereich des Objekterkennungssensors 10 auf einen Horizont ausgerichtet werden, um den Sichtbereich optimal auf die Umgebung anzupassen.
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Während des Betriebs des Objekterkennungssensors 10 erzeugen die elektronischen Komponenten, insbesondere das Sendeelement 18 und das Empfangselement 20 Wärmeenergie. Diese Wärmeenergie wird über die Kühlvorrichtung 12 von dem Objekterkennungssensor abgeführt.
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Die Kühlvorrichtung 12 umfasst ein Wärmetransmissionselement 30, welches sensorseitig ausgebildet ist und ein Wärmeabsorptionselement 32, welches sensorfern ausgebildet ist. Das Wärmetransmissionselement 30 ist durch eine Metallplatte, insbesondere in Form einer Aluminiumplatte, ausgebildet und an dem Objekterkennungssensor befestigt. Das Wärmetransmissionselement 30 ist hierbei über eine Verschraubung an dem mehrteiligen Gehäuse befestigt und bildet ein Teil des Sensorgehäuses. Die Verschraubung erfolgt durch eine Schraube, welche in eine Öffnung 34 mit einem Gewinde eingreift.
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Das Wärmeabsorptionselement ist durch das Halteelement 16 ausgebildet. Insbesondere weist das Haltelement Verstärkungsstrukturen 36 auf. In die Verstärkungsstrukturen 36 sind von der dem Objekterkennungssensor gegenüberliegenden Seite des Halteelements 16 Öffnungen 38 eingebracht. Diese Öffnungen 36, insbesondere Bohrungen bilden ein Gewinde aus, sodass der Objekterkennungssensor befestigt werden kann.
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Das Wärmetransmissionselement 30 weist eine Wärmetransmissionsfläche 40 auf, welche dem Wärmeabsorptionselement 32 zugewandt ist. Das Wärmeabsorptionselement 32 wiederum weist eine Wärmeabsorptionsfläche 42 auf, die dem Wärmetransmissionselement zugewandt ist. Die Wärmetransmissionsfläche 40 und die Wärmeabsorptionsfläche 42 liegen einander gegenüber.
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Die Kühlvorrichtung 12 stellt eine Kühlung bereit, indem die von der Elektronik erzeugte Wärmeenergie zu dem Wärmetransmissionselement 30 übertragen wird. Die von den Wärmetransmissionselement 30 aufgenommene Wärmeenergie der elektronischen Komponenten wird über dessen Wärmetransmissionsfläche 40 über Wärmestrahlung auf die Wärmeabsorptionsfläche 42 übertragen und von dem Wärmeabsorptionselement 32 aufgenommen. Die von dem Wärmeabsorptionselement 32 aufgenommene Wärmeenergie wird sodann an die Umgebung abgegeben. Zusätzlich zur Übertragung der Wärmeenergie durch Wärmestrahlung wird die Wärmeenergie teilweise auch durch Konvention übertragen.
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Insbesondere ist das Wärmeabsorptionselement 32 in Form des Haltelements 16 mit einem Gehäuse, insbesondere einem Modulgehäuse des Objekterkennungssensors und der Kühlvorrichtung fest verbunden. Alternativ kann das Halteelement 16 auch einteilig durch das Modulgehäuse ausgebildet sein. Ein solches Modulgehäuse umschließt den Objekterkennungssensor und die Kühlvorrichtung günstigerweise vollständig und fluiddicht.
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Die Übertragung der Wärmeenergie von dem Wärmetransmissionselement 30 zu dem Wärmeabsorptionselement 32 erfolgt kontaktfrei über einen Zwischenraum 43. Der Zwischenraum 43 ist zwischen dem Wärmetransmissionselement 30 und dem Wärmeabsorptionselement 32 ausgebildet. Der Objekterkennungssensor ist derart ausgebildet, dass das Wärmetransmissionselement 32 und das Wärmeabsorptionselement 32 nicht in Anlagekontakt treten. Dadurch wird ein reibungsfreies und einfaches Schwenken des Objekterkennungssensors gegenüber dem Halter ermöglicht. Der Zwischenraum 43 sorgt für einen Abstand zwischen dem Wärmetransmissionselement und dem Wärmeabsorptionselement.
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In einer alternativen Variante kann anstelle eines Gases auch eine Flüssigkeit, wie beispielsweise ein Öl oder ein Fett, innerhalb des Zwischenraums 43 angeordnet. Die Wärmeübertragung erfolgt sodann durch die Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit.
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An dem Wärmetransmissionselement 30 und dem Wärmeabsorptionselement 32 sind jeweils mehrere Rippen ausgebildet, die in Richtung des gegenüberliegenden Elements hervorstehen. Die Rippen 44 des Wärmetransmissionselements sind als halbkreisförmige Scheiben ausgebildet, die sich in einer Richtung R auf das Wärmeabsorptionselement 32 hin erstrecken. Die Richtung R erstreckt sich von dem Wärmeabsorptionselement in Richtung Wärmetransmissionselement 32. Insbesondere steht dies senkrecht auf dem zugehörigen Flächenteil, wie in 2 dargestellt. Zudem weist auch das Wärmeabsorptionselement Rippen 46 auf, die ebenfalls durch halbkreisförmige Scheiben ausgeführt sind und sich zu dem Wärmetransmissionselement 30 hin erstrecken.
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An dem Wärmeabsorptionselement 32 gehen einige der Rippen 46 in die Verstärkungsstruktur 36 über. Dementsprechend sind die Rippen 44, die dieser Verstärkungsstruktur gegenüberliegen mit einer Aussparung 44a versehen. Diese Aussparung 44a ist derart gebildet, dass das Schwenken des mehrteiligen Gehäuses 14 in dem gewünschten Schwenkwinkel weiterhin kontaktfrei möglich ist.
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Durch die Rippen 44 und 46 werden die Wärmetransmissionsfläche 40 und die Wärmeabsorptionsfläche 42 stark vergrößert. Dabei weist jede Rippe 44 des Wärmetransmissionselements 30 zwei Wärmetransmissionsunterflächen 48 und jede Rippe 46 des Wärmeabsorptionselements 32 zwei Wärmeabsorptionsunterflächen 50 auf.
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Die Rippen 44 und 46 sind an dem Wärmetransmissionselement 30 und dem Wärmeabsorptionselement 32 einander gegenüberliegend und versetzt angeordnet, so dass diese ineinander eingreifen. Dementsprechend ist zwischen zwei Rippen des einen Elements eine Rippe des anderen Elements angeordnet. Insbesondere erstreckt sich der Zwischenraum 43 in Darstellung nach 2 im Wesentlichen mäanderförmig durch die Rippen hindurch. Die Rippen 44 und 46 greifen dementsprechend abwechselnd, insbesondere Kammförmig ineinander ein. Dabei ist eine Wärmetransmissionsunterfläche 48 zumeist einer Wärmeabsorptionsunterfläche 50 der nebengeordneten Rippe zugeordnet. Zwischen zwei Rippen eines Elements ist jeweils ein Freiraum 52 gebildet, der Teil des Zwischenraums 43 ist. Insbesondere greift einen Rippe des einen Elements in einen Freiraum 52 des anderen Elements ein.
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Die scheibenförmigen Rippen sind derart ausgerichtet, dass ein Schwenken des mehrteiligen Gehäuses 14 und damit der Sensorik gegenüber dem Halteelement 16 ermöglicht wird. Insbesondere treten die einander gegenüberliegenden Rippen bei keiner Schwenkposition ein Anlagekontakt miteinander. Dazu sind die Rippen in einer Erstreckungsrichtung ausgebildet, die senkrecht zur Richtung R und senkrecht zu einer Schwenkrichtung des mehrteiligen Gehäuses 14 verläuft.
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Zwischen den gegenüberliegend und benachbart angeordneten Rippen ist ein Abstand der Wärmetransmissionsunterflächen von wenigen Millimetern möglich. Ein solcher Abstand D kann beispielsweise 0,5 Millimeter, 1 Millimeter oder auch zwei Millimeter betragen. Insbesondere sind Abstände in den Bereich von 0,5 Millimeter bis 2 Millimeter möglich. Durch den derart gering gewählten Abstand wird die Übertragung durch Wärmestrahlung besonders effektiv.
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Die Rippen 46 und 44 sind weiterhin derart ausgebildet, dass diese sich in radialer Richtung zumindest teilweise oder zu einem Großteil, also zumindest mehr als 50 %, in Richtung R überlappen. Alternativ kann sich auch eine Wärmetransmissionsunterfläche 48 und eine Wärmeabsorptionsunterfläche 50 über einen Teil derer Fläche oder einen Großteil derer Fläche, also zumindest 50 % der Fläche, überlappen.
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Um die Wärmeübertragung weiter zu optimieren, können das Wärmetransmissionselement 30 und das Wärmetransmissionselement 32, insbesondere die Wärmetransmissionsfläche 40 und die Wärmeabsorptionsfläche 42 mit einer emissionsoptimierten bzw. absorptionsoptimierten Oberfläche versehen sein. Dies kann beispielsweise eine Beschichtung, eine Lackierung oder auch eine bestimmte Beschaffung der Oberfläche sein.
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Des Weiteren ist es auch möglich bei Nutzung eines Gases innerhalb des Zwischenraums 43 einen Lüfter auszubilden, der das Fluid umwälzt und der das Fluid in Zwischenraum umwälzt und dadurch einen höherer Wärmeübertrag über die Konvektion bereitgestellt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Objekterkennungssensor
- 12
- Kühlvorrichtung
- 14
- mehrteiliges Gehäuse
- 16
- Halteelement
- 18
- Sendeelement
- 20
- Empfangselement
- 22
- Hauptplatine
- 24
- Sendeoptik
- 26
- Empfangsoptik
- 28
- Lagerelement
- 30
- Wärmetransmissionselement
- 32
- Wärmeabsorptionselement
- 34
- Öffnung mit Gewinde
- 36
- Verstärkungsstruktur
- 38
- Öffnung mit Gewinde
- 40
- Wärmetransmissionsfläche
- 42
- Wärmeabsorptionsfläche
- 43
- Zwischenraum
- 44
- Rippe
- 44a
- Aussparung
- 46
- Rippe
- 48
- Wärmetransmissionsunterfläche
- 50
- Wärmeabsorptionsunterfläche
- 52
- Freiraum
- D
- Abstand
- R
- Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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