DE102019201417A1

DE102019201417A1 - Cooling device for a sensor of a means of transportation and sensor assembly comprising the cooling device

Info

Publication number: DE102019201417A1
Application number: DE102019201417.8A
Authority: DE
Inventors: Annemarie Holleczek; Joao Oliveira; Miguel Ferreira; Thomas Maurer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-02-05
Publication date: 2020-08-06

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für einen Sensor (50) eines Fortbewegungsmittels und eine Sensorbaugruppe. Die Kühlvorrichtung umfasst einen ersten Luftkanal (10), einen zweiten Luftkanal (20) und einen Kühlkörper (30), wobei der erste Luftkanal (10) und der zweite Luftkanal (20) an einer Schnittstelle (40) miteinander verbunden sind, eine Querschnittsfläche des ersten Luftkanals (10) abseits der Schnittstelle (40) größer ist, als eine Querschnittsfläche des zweiten Luftkanals (20) abseits der Schnittstelle (40), der erste Luftkanal (10) eingerichtet ist, einen Luftstrom aus einem Umfeld der Kühlvorrichtung an einer Lufteintrittsöffnung (15) des ersten Luftkanals (10) aufzunehmen, der zweite Luftkanal (20) eingerichtet ist, den Luftstrom des ersten Luftkanals (10) an der Schnittstelle (40) zum ersten Luftkanal (10) aufzunehmen und an einer Luftaustrittsöffnung (25) des zweiten Luftkanals (20) an das Umfeld abzugeben, und der Kühlkörper (30) derart im zweiten Luftkanal (20) angeordnet ist, dass ein zu kühlender Teil des Kühlkörpers (30) durch den Luftstrom im zweiten Luftkanal (20) umströmt wird und über eine Kontaktfläche verfügt, welche eingerichtet ist, mit dem durch die Kühlvorrichtung zu kühlenden Sensor (50) thermisch gekoppelt zu werden.The present invention relates to a cooling device for a sensor (50) of a means of locomotion and a sensor assembly. The cooling device comprises a first air duct (10), a second air duct (20) and a heat sink (30), the first air duct (10) and the second air duct (20) being connected to one another at an interface (40), a cross-sectional area of the The first air channel (10) away from the interface (40) is larger than a cross-sectional area of the second air channel (20) away from the interface (40), the first air channel (10) is set up, an air flow from an area around the cooling device at an air inlet opening ( 15) of the first air duct (10), the second air duct (20) is set up to receive the air flow of the first air duct (10) at the interface (40) to the first air duct (10) and at an air outlet opening (25) of the second air duct (20) to the environment, and the heat sink (30) is arranged in the second air duct (20) in such a way that a part of the heat sink (30) to be cooled flows around the air flow in the second air duct (20) and has a contact surface which is designed to be thermally coupled to the sensor (50) to be cooled by the cooling device.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für einen Sensor eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eine passive Kühlvorrichtung für einen Sensor eines Fortbewegungsmittels und eine Sensorbaugruppe umfassend die Kühlvorrichtung.The present invention relates to a cooling device for a sensor of a means of transportation, in particular a passive cooling device for a sensor of a means of transportation and a sensor assembly comprising the cooling device.

Aus dem Stand der Technik sind Geräte wie Sensoren und/oder Steuergeräte für Fortbewegungsmittel bekannt, die sich aufgrund einer hohen Leistungsaufnahme in einem Betriebszustand stark erwärmen können. Zur Vermeidung einer Überhitzung solcher Geräte werden im Stand der Technik meist Kühlkörper an einer Außenseite eines Gehäuses dieser Geräte angeordnet, welche sicherstellen sollen, dass diese nicht überhitzen, wodurch eine Funktionalität der Geräte gegebenenfalls eingeschränkt wird, oder die Geräte dauerhaft beschädigt werden. Der hier für eine Wärmeableitung genutzte Effekt der natürlichen Konvektion wird im Stand der Technik mitunter zusätzlich durch eine Anordnung eines aktiven Lüfters (bzw. Ventilators) im Bereich des Kühlkörpers unterstützt, welcher zusätzlich zur natürlichen Konvektion des Kühlkörpers eine erzwungene Konvektion ermöglicht.Devices such as sensors and / or control devices for means of transportation are known from the prior art, which can heat up considerably in one operating state due to a high power consumption. In order to avoid overheating of such devices, in the prior art, heat sinks are usually arranged on an outside of a housing of these devices, which are intended to ensure that they do not overheat, which may limit the functionality of the devices or permanently damage the devices. The effect of natural convection used here for heat dissipation is sometimes additionally supported in the prior art by an arrangement of an active fan (or fan) in the area of the heat sink, which enables forced convection in addition to the natural convection of the heat sink.

US4884631A beschreibt eine Kühlvorrichtung mit einer erzwungenen Luftströmung zum Kühlen elektromechanischer oder elektronischer Komponenten. US4884631A describes a forced air flow cooling device for cooling electromechanical or electronic components.

US7652880B2 beschreibt einen Kühlkörper mit natürlicher und erzwungener Konvektion, in welchem eine Kombination einer Mehrzahl von Kühllamellen für eine natürliche Konvektion und eine Mehrzahl von Luftkanälen für eine erzwungene Konvektion und unterschiedliche Zonen zur Wärmeableitung bereitgestellt werden. US7652880B2 describes a heat sink with natural and forced convection, in which a combination of a plurality of cooling fins for natural convection and a plurality of air channels for forced convection and different zones for heat dissipation are provided.

US020160273853A1 beschreibt eine Kühlvorrichtung für Leistungselektronikkomponenten mit wenigstens einem Kühlkörper und einer Kühlleitung, wobei die Kühlleitung durch eine Kühlplatte geführt wird. US020160273853A1 describes a cooling device for power electronics components with at least one heat sink and a cooling line, the cooling line being guided through a cooling plate.

WO2015163871A1 beschreibt eine selbstkühlende Lüfteranordnung, welche ein Entlüftungsmerkmal aufweist, das Luft in ein Lüftergehäuse und über einen Kühlkörper saugt, um Wärme abzuleiten. Das Entlüftungsmerkmal kann eine Öffnung in einer Leitung sein und kann ein Venturi-Merkmal umfassen. WO2015163871A1 describes a self-cooling fan assembly that has a vent feature that draws air into a fan housing and over a heat sink to dissipate heat. The vent feature may be an opening in a conduit and may include a venturi feature.

US6118658A beschreibt einen Kühlkörperventilator zum Kühlen eines elektronischen Gerätes. Der Kühlkörperventilator umfasst einen Kühlkörper und einen Ventilatormotor umfassend einen Rotor mit einer Mehrzahl von Ventilatorblättern. Ein zylindrisches Venturi-Gehäuse erstreckt sich von einer zentralen Gehäuseöffnung abwärts, um den äußeren Randbereich der Ventilatorblätter zu umschließen. US6118658A describes a heat sink fan for cooling an electronic device. The heat sink fan comprises a heat sink and a fan motor comprising a rotor with a plurality of fan blades. A cylindrical venturi housing extends downward from a central housing opening to enclose the outer edge region of the fan blades.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kühlvorrichtung für einen Sensor eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z.B. Motorrad, PKW, Transporter, LKW, Shuttle-Bus) oder ein Schienenfahrzeug oder ein Luftfahrzeug/Flugzeug oder ein Wasserfahrzeug sein. Der Sensor kann beispielsweise ein LIDAR-Sensor des Fortbewegungsmittels sein, welcher beispielsweise auf einem Dach des Fortbewegungsmittels angeordnet ist und für eine Umfelderfassung eines Fahrerassistenzsystems des Fortbewegungsmittels eingesetzt wird. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung für beliebige weitere Sensoren und/oder Steuergeräte von Fortbewegungsmitteln und auch abseits von Fortbewegungsmitteln verwendbar. Die Kühlvorrichtung umfasst einen ersten Luftkanal, einen zweiten Luftkanal und einen Kühlkörper. Der erste Luftkanal und/oder der zweite Luftkanal können aus demselben oder aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, solange eine für die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung erforderliche Festigkeit der jeweiligen Luftkanäle sichergestellt werden kann. Als Materialien für den ersten und zweiten Luftkanal kommen beispielsweise Aluminium, ein Polycarbonatmaterial, verschiedene Verbundmaterialen und weitere Materialien in Frage. Der erste Luftkanal und der zweite Luftkanal sind erfindungsgemäß an einer Schnittstelle miteinander verbunden, wobei eine Querschnittsfläche des ersten Luftkanals abseits der Schnittstelle größer ist, als eine Querschnittsfläche des zweiten Luftkanals abseits der Schnittstelle. An der Schnittstelle selbst kann eine Querschnittsfläche und eine Form der beiden Luftkanäle bevorzugt im Wesentlichen identisch sein, so dass eine durch die beiden Luftkanäle strömende Luft nicht, oder nur in äußerst geringem Maße an der Schnittstelle aus den Luftkanälen in ein Umfeld der Luftkanäle entweichen kann. Eine Querschnittsform des ersten Luftkanals und/oder zweiten Luftkanals kann bevorzugt eine rechteckige Form sein, es können aber auch dreieckige, trapezförmige, kreisförmige, elliptische oder auch weitere, beliebige Querschnittsformen eingesetzt werden.According to a first aspect of the present invention, a cooling device for a sensor of a means of transportation is proposed. The means of transportation can be, for example, a road vehicle (e.g. motorcycle, car, van, truck, shuttle bus) or a rail vehicle or an aircraft / aircraft or a watercraft. The sensor can be, for example, a LIDAR sensor of the means of transportation, which is arranged, for example, on a roof of the means of transportation and is used for environment detection of a driver assistance system of the means of transportation. In addition, the cooling device according to the invention can be used for any further sensors and / or control devices for means of transportation and also apart from means of transportation. The cooling device comprises a first air duct, a second air duct and a heat sink. The first air duct and / or the second air duct can be produced from the same or from different materials, as long as a strength of the respective air ducts required for the cooling device according to the invention can be ensured. Materials for the first and second air ducts are, for example, aluminum, a polycarbonate material, various composite materials and other materials. According to the invention, the first air duct and the second air duct are connected to one another at an interface, a cross-sectional area of the first air duct away from the interface being larger than a cross-sectional area of the second air duct away from the interface. At the interface itself, a cross-sectional area and a shape of the two air channels can preferably be essentially identical, so that air flowing through the two air channels cannot escape, or can only escape to an extremely small extent at the interface, from the air channels into an environment of the air channels. A cross-sectional shape of the first air duct and / or second air duct can preferably be a rectangular shape, but triangular, trapezoidal, circular, elliptical or also any other cross-sectional shapes can be used.

Darüber hinaus ist der erste Luftkanal eingerichtet, einen Luftstrom aus einem Umfeld der Kühlvorrichtung an einer Lufteintrittsöffnung des ersten Luftkanals aufzunehmen. Bei einer Anordnung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung auf einem Dach des Fortbewegungsmittels kann der Luftstrom insbesondere ein durch die Bewegung des Fortbewegungsmittels verursachter Fahrtwind sein. Ferner ist der zweite Luftkanal eingerichtet, den Luftstrom des ersten Luftkanals an der Schnittstelle zum ersten Luftkanal aufzunehmen und an einer Luftaustrittsöffnung des zweiten Luftkanals wieder an das Umfeld abzugeben. D. h., dass ein durch den ersten Luftkanal eintretender Luftstrom, dessen Geschwindigkeit bei Windstille im Wesentlichen einer Fahrtgeschwindigkeit des Fortbewegungsmittels entsprechen kann, den zweiten Luftkanal aufgrund des geringeren Querschnitts des zweiten Luftkanals mit einer höheren Geschwindigkeit durchströmen kann, als den ersten Luftkanal. Dieser Effekt ist auch als Venturi-Effekt bekannt.In addition, the first air duct is set up to receive an air flow from an environment of the cooling device at an air inlet opening of the first air duct. When the cooling device according to the invention is arranged on a roof of the means of transportation, the air flow can in particular be caused by the movement of the Wind is caused by the means of transportation. Furthermore, the second air duct is set up to receive the air flow of the first air duct at the interface to the first air duct and to release it to the environment again at an air outlet opening of the second air duct. In other words, an air flow entering through the first air duct, the speed of which, when there is no wind, can essentially correspond to a speed of travel of the means of transportation, can flow through the second air duct at a higher speed than the first air duct due to the smaller cross section of the second air duct. This effect is also known as the Venturi effect.

Darüber hinaus ist der Kühlkörper derart im zweiten Luftkanal angeordnet, dass ein zu kühler Teil des Kühlkörpers durch den Luftstrom im zweiten Luftkanal umströmt wird. Aufgrund der oben beschriebenen, höheren Strömungsgeschwindigkeit der Luft im zweiten Luftkanal, kann eine mittels des zu kühlenden Teils des Kühlkörpers abzuleitende Wärme durch die auf dem Venturi-Effekt basierende, erzwungene Konvektion im zweiten Luftkanal entsprechend schneller abgeleitet werden. Der zu kühlende Teil des Kühlkörpers kann beispielsweise eine aus einem gut wärmeleitenden Material, wie zum Beispiel einem Metall wie Aluminium hergestellte Kühlplatte sein. Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Kühlplatte kann der zu kühlende Teil des Kühlkörpers auch Kühlrippen und/oder Kühlstifte (auch Kühl-„Pins“ genannt) umfassen, die eingerichtet sind, eine Oberfläche des zu kühlenden Teils des Kühlkörpers zu vergrößern. In diesem Zusammenhang können zahlreiche Anordnungen der Kühlrippen und/oder Kühlstifte erdacht bzw. aus dem Stand der Technik übernommen werden, welche zu einer besonders vorteilhaften Wärmeableitung führen können. Darüber hinaus verfügt der Kühlkörper über eine Kontaktfläche, welche eingerichtet ist, mit dem durch die Kühlvorrichtung zu kühlenden Sensor thermisch gekoppelt zu werden. Die Kontaktfläche kann beispielsweise eine Grundplatte des Kühlkörpers darstellen, auf welcher die oben genannten Kühlrippen und/oder Kühlstifte auf einer sensorabgewandten Seite der Kontaktfläche angeordnet sein können. Die Kontaktfläche kann aus demselben Material wie die Kühlrippen und/oder die Kühlstifte, oder aus einem davon abweichenden Material bestehen, solange eine Wärmeableitungsfähigkeit des gesamten Kühlkörpers unter Berücksichtigung einer Dimensionierung des ersten und zweiten Luftkanals zu einer ausreichenden Kühlung des zu kühlenden Sensors und/oder Steuergerätes führt. Die Kontaktfläche kann entweder in direktem Kontakt mit dem zu kühlenden Sensor und/oder Steuergerät stehen, oder mittels einer weiteren Kontaktfläche, wie zum Beispiel einer gut wärmeleitenden Gehäusewandlung, thermisch mit dem zu kühlenden Sensor und/oder Steuergerät gekoppelt sein.In addition, the heat sink is arranged in the second air duct in such a way that a part of the heat sink that is too cool is flowed around by the air flow in the second air duct. Due to the higher flow velocity of the air in the second air duct described above, a heat to be dissipated by means of the part of the heat sink to be cooled can be dissipated correspondingly faster by the forced convection in the second air duct based on the Venturi effect. The part of the heat sink to be cooled can be, for example, a cooling plate made of a good heat-conducting material, such as a metal such as aluminum. As an alternative or in addition to such a cooling plate, the part of the heat sink to be cooled can also comprise cooling fins and / or cooling pins (also called cooling “pins”) which are designed to enlarge a surface of the part of the heat sink to be cooled. In this context, numerous arrangements of the cooling fins and / or cooling pins can be devised or adopted from the prior art, which can lead to particularly advantageous heat dissipation. In addition, the heat sink has a contact surface which is set up to be thermally coupled to the sensor to be cooled by the cooling device. The contact surface can represent, for example, a base plate of the heat sink, on which the cooling ribs and / or cooling pins mentioned above can be arranged on a side of the contact surface facing away from the sensor. The contact surface can consist of the same material as the cooling fins and / or the cooling pins, or of a different material, as long as the entire heat sink is capable of heat dissipation, taking into account the dimensioning of the first and second air channels, for sufficient cooling of the sensor and / or control device to be cooled leads. The contact surface can either be in direct contact with the sensor and / or control device to be cooled, or can be thermally coupled to the sensor and / or control device to be cooled by means of a further contact surface, such as a heat-conducting housing conversion.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Kühlvorrichtung weiter ein Gehäuse, welches den Sensor und/oder das Steuergerät umschließen kann. Im Sinne einer vereinfachten Beschreibung soll nachfolgend eine Nennung des Sensors stellvertretend für beliebige, mittels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung kühlbaren Geräte stehen und somit auch für die genannten Steuergeräte des Fortbewegungsmittels. Das Gehäuse kann als eine separate Komponente ausgeführt sein, in welcher der Sensor an einer vordefinierten Position angeordnet bzw. befestigt werden kann. Auf diese Weise kann das Gehäuse in Verbindung mit unterschiedlichen Sensoren verwendet werden. Alternativ kann das Gehäuse ein dediziertes Gehäuse des Sensors sein, welches explizit für einen jeweiligen Sensor ausgelegt wird. Das Gehäuse kann über ein optisch transparentes Fenster verfügen, um beispielsweise einen Betrieb eines optischen Sensors (z.B. eines LIDAR-Sensors) für eine Umfelderkennung zu ermöglichen, indem der Sensor im Innenraum des Gehäuses durch das optisch transparente Fenster ein Umfeld des Gehäuses bzw. des Fortbewegungsmittels abtasten kann. Das optisch transparente Fenster kann beispielsweise aus Glas oder aus Kunststoff bestehen. Darüber hinaus kann das Gehäuse über eine Befestigungseinheit verfügen, welche eine Befestigung des Gehäuses an einem Objekt, wie zum Beispiel einem Fortbewegungsmittel, ermöglicht. Die Befestigungseinheit kann insbesondere an einer Außenseite einer Bodenfläche des Gehäuses angeordnet sein und beispielsweise eine Schraubverbindung und/oder eine Klebeverbindung und/oder eine Rastverbindung und/oder eine Klemmverbindung und/oder eine magnetische Verbindung des Gehäuses mit einem jeweiligen Objekt bzw. Fortbewegungsmittel ermöglichen. Insbesondere durch eine Verwendung einer magnetischen Verbindung kann die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung auf besonders einfache Weise reversibel auf einem Dach oder an einer anderen Position des Fortbewegungsmittels befestigt werden.In an advantageous embodiment of the present invention, the cooling device further comprises a housing which can enclose the sensor and / or the control device. In the sense of a simplified description, a name for the sensor is intended to be representative of any devices that can be cooled by means of the cooling device according to the invention and thus also for the control devices of the means of transportation mentioned. The housing can be designed as a separate component, in which the sensor can be arranged or fastened at a predefined position. In this way, the housing can be used in conjunction with different sensors. Alternatively, the housing can be a dedicated housing of the sensor, which is explicitly designed for a respective sensor. The housing can have an optically transparent window, for example to enable operation of an optical sensor (for example a LIDAR sensor) for environment detection, in that the sensor in the interior of the housing through the optically transparent window surrounds the housing or the means of transportation can feel. The optically transparent window can be made of glass or plastic, for example. In addition, the housing can have a fastening unit which enables the housing to be fastened to an object, such as a means of transportation. The fastening unit can in particular be arranged on an outer side of a bottom surface of the housing and, for example, enable a screw connection and / or an adhesive connection and / or a latching connection and / or a clamp connection and / or a magnetic connection of the housing with a respective object or means of transportation. In particular, by using a magnetic connection, the cooling device according to the invention can be fastened reversibly on a roof or at another position of the means of transportation in a particularly simple manner.

Der Kühlkörper kann bevorzugt direkt mit dem Gehäuse verbunden und/oder mit diesem thermisch gekoppelt sein und/oder eine Wandung des Gehäuses darstellen. Zu diesem Zweck kann der Kühlkörper insbesondere an einer rückwärtigen Fläche, aber auch an weiteren Flächen des Gehäuses, am Gehäuse befestigt sein. Für den Fall, dass der Kühlkörper selbst eine Wandung des Gehäuses darstellt, kann die oben beschriebene Kontaktfläche des Kühlkörpers zum Beispiel derart ausgestaltet sein, dass sie eine vollständige Fläche (z.B. die gesamte rückwärtige Fläche) oder einen Teil der vollständigen Fläche einer jeweiligen Seite des Gehäuses abdecken kann. Entsprechend kann eine jeweils korrespondierende Öffnung des Gehäuses zur Aufnahme der Kontaktfläche vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich zu einer Anordnung des Kühlkörpers an einer Außenseite der Gehäusewandung oder als Bestandteil der Gehäusewandung, ist es auch denkbar, dass sich der Kühlkörper teilweise oder vollständig in einem Innenraum des Gehäuses befindet. In einem solchen Fall kann es erforderlich sein, dass sich auch der erste Luftkanal und/oder der zweite Luftkanal zumindest teilweise im Innenraum des Gehäuses befinden, um den Kühlkörper gemäß obiger Beschreibung mittels des Luftstroms im zweiten Luftkanal kühlen zu können.The heat sink can preferably be connected directly to the housing and / or thermally coupled to it and / or represent a wall of the housing. For this purpose, the heat sink can be attached to the housing, in particular on a rear surface, but also on further surfaces of the housing. In the event that the heat sink itself represents a wall of the housing, the contact surface of the heat sink described above can, for example, be designed such that it covers a complete area (for example the entire rear area) or part of the complete area of a respective side of the housing can cover. Accordingly, one can Corresponding opening of the housing can be provided for receiving the contact surface. As an alternative or in addition to an arrangement of the heat sink on an outside of the housing wall or as part of the housing wall, it is also conceivable that the heat sink is located partially or completely in an interior of the housing. In such a case, it may be necessary for the first air duct and / or the second air duct to also be located at least partially in the interior of the housing in order to be able to cool the cooling body in the second air duct by means of the air flow as described above.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Lufteintrittsöffnung des ersten Luftkanals im Wesentlichen in Richtung einer Hauptfahrtrichtung des Fortbewegungsmittels ausgerichtet. Eine Hauptfahrtrichtung kann i.d.R. einer Vorwärtsrichtung des Fortbewegungsmittels entsprechen. Durch eine Ausrichtung der Lufteintrittsöffnung des ersten Luftkanals in Richtung der Hauptfahrtrichtung kann sichergestellt werden, dass eine Bewegung des Fortbewegungsmittels zu einer optimalen Aufnahme einer Luftmenge aus dem Umfeld des Fortbewegungsmittels und somit zu einer maximal möglichen Strömungsgeschwindigkeit bzgl. einer aktuellen Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels führt.In a further advantageous embodiment of the present invention, the air inlet opening of the first air duct is oriented essentially in the direction of a main direction of travel of the means of transportation. A main direction of travel can usually correspond to a forward direction of the means of transportation. By aligning the air inlet opening of the first air duct in the direction of the main direction of travel, it can be ensured that a movement of the means of transportation leads to an optimal absorption of an amount of air from the environment of the means of transportation and thus to a maximum possible flow speed with respect to a current speed of the means of transportation.

Für den Fall, dass eine Haupterfassungsrichtung des zu kühlenden Sensors nicht im Wesentlichen in Richtung der Hauptfahrrichtung des Fortbewegungsmittels ausgerichtet ist, kann die Lufteintrittsöffnung des ersten Luftkanals bevorzugt derart ausgestaltet sein, dass sie in einem Winkel zur Haupterfassungsrichtung des Sensors am Gehäuse angeordnet ist. Ein solcher Fall kann beispielsweise vorliegen, wenn eine Mehrzahl von Sensoren für ein Umfelderfassungssystem des Fortbewegungsmittels parallel zu einer horizontalen Ebene auf dem Dach des Fortbewegungsmittels mit unterschiedlichen Erfassungsrichtungen angeordnet ist. In einem konkreten Fall kann zum Beispiel ein erster Sensor in Richtung der Hauptfahrrichtung des Fortbewegungsmittels ausgerichtet sein, während ein zweiter und ein dritter Sensor jeweils diagonal zur Hauptfahrrichtung in Richtung der linken und rechten Seite des Fortbewegungsmittels ausgerichtet sein können. Darüber hinaus kann ein Sensor auch seitlich am Fortbewegungsmittel in einem vordefinierten vertikalen Winkel zur Hauptfahrtrichtung am Fortbewegungsmittel angeordnet sein, wodurch eine Anpassung des Winkels der Lufteintrittsöffnung ebenfalls vorteilhaft angewendet werden kann. Darüber hinaus kann die Haupterfassungsrichtung des Sensors sowohl über einen horizontalen, als auch über einen vertikalen Winkel gegenüber der Hauptfahrtrichtung des Fortbewegungsmittels und somit bevorzugt über einen in beide Richtungen angepassten Winkel der Lufteintrittsöffnung verfügen. Der Winkel ist in diesem Zusammenhang bevorzugt derart festzulegen, dass die Lufteintrittsöffnung des ersten Luftkanals wiederum im Wesentlichen in der Hauptfahrrichtung des Fortbewegungsmittels liegt. Der in solchen Fällen herzustellende Winkel zwischen der Lufteintrittsöffnung des ersten Luftkanals und der Haupterfassungsrichtung des Sensors kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der erste Luftkanal mit einem vorgelagerten, angewinkelten Abschnitt versehen wird (der auch ein gebogenes Element sein kann), welcher eine ursprünglich in Richtung der Haupterfassungsrichtung des Sensors ausgerichtete Lufteintrittsöffnung durch den angewinkelten Abschnitt in Richtung der Hauptfahrtrichtung des Fortbewegungsmittels verlagert. Dieser zusätzliche Abschnitt kann beispielsweise als separates Element reversibel im Bereich der Lufteintrittsöffnung am ersten Luftkanal befestigt werden oder als fester Bestandteil des ersten Luftkanals ausgestaltet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der angewinkelte Abschnitt auch zwischen der Schnittstelle des ersten und zweiten Luftkanals und dem ersten Luftkanal angeordnet sein, so dass der erste Luftkanal bereits mehr oder weniger vollständig in Richtung der Hauptfahrtrichtung des Fortbewegungsmittels ausgerichtet ist. Weiter alternativ oder zusätzlich kann der angewinkelte Abschnitt auch an einer beliebigen Position zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Schnittstelle zum zweiten Luftkanal im ersten Luftkanal vorgesehen sein. Weiter alternativ oder zusätzlich kann auch eine Mehrzahl angewinkelter Abschnitte im ersten Luftkanal vorgesehen sein, deren aufsummierte Teilwinkel dem erforderlichen Winkel zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Haupterfassungsrichtung des Sensors entsprechen. Darüber hinaus kann der erste Luftkanal auch vollständig oder teilweise gebogen sein, um den erforderlichen Winkel zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Haupterfassungsrichtung des Sensors herzustellen. Es sei darauf hingewiesen, dass der angewinkelte Abschnitt entsprechend in horizontaler Richtung und/oder in vertikaler Richtung bezüglich des Gehäuses angewinkelt sein kann.In the event that a main detection direction of the sensor to be cooled is not oriented essentially in the direction of the main direction of travel of the means of transportation, the air inlet opening of the first air duct can preferably be configured such that it is arranged on the housing at an angle to the main detection direction of the sensor. Such a case can exist, for example, if a plurality of sensors for an environment detection system of the means of transportation are arranged parallel to a horizontal plane on the roof of the means of transportation with different detection directions. In a specific case, for example, a first sensor can be oriented in the direction of the main direction of travel of the means of transportation, while a second and a third sensor can each be oriented diagonally to the main direction of travel in the direction of the left and right sides of the means of transportation. In addition, a sensor can also be arranged on the side of the means of transportation at a predefined vertical angle to the main direction of travel on the means of transportation, as a result of which an adjustment of the angle of the air inlet opening can also be used advantageously. In addition, the main detection direction of the sensor can have both a horizontal and a vertical angle with respect to the main direction of travel of the means of transport and thus preferably an angle of the air inlet opening that is adapted in both directions. In this context, the angle is preferably to be determined such that the air inlet opening of the first air duct is again essentially in the main direction of travel of the means of transportation. The angle to be produced in such cases between the air inlet opening of the first air duct and the main detection direction of the sensor can be achieved, for example, by providing the first air duct with an upstream, angled section (which can also be a curved element), which is originally in the direction the main detection direction of the sensor aligned air inlet through the angled portion in the direction of the main direction of travel of the vehicle. This additional section can, for example, be reversibly attached as a separate element in the region of the air inlet opening on the first air duct or can be designed as a fixed component of the first air duct. Alternatively or additionally, the angled section can also be arranged between the interface of the first and second air channels and the first air channel, so that the first air channel is already more or less completely aligned in the direction of the main direction of travel of the means of transportation. Further alternatively or additionally, the angled section can also be provided at any position between the air inlet opening and the interface to the second air duct in the first air duct. Further alternatively or additionally, a plurality of angled sections can also be provided in the first air duct, the summed partial angles of which correspond to the required angle between the air inlet opening and the main detection direction of the sensor. In addition, the first air duct can also be completely or partially curved in order to produce the required angle between the air inlet opening and the main detection direction of the sensor. It should be noted that the angled section can be angled accordingly in the horizontal direction and / or in the vertical direction with respect to the housing.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können der erste Luftkanal und der zweite Luftkanal in ihren jeweiligen Längsrichtungen in einer Ebene hintereinander angeordnet sein. Dies kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass der erste Luftkanal und der zweite Luftkanal hintereinander auf einem Deckel des Gehäuses angeordnet werden. Auf diese Weise kann der Kühlkörper innerhalb oder direkt unterhalb des Deckels des Gehäuses angeordnet werden, wodurch beispielsweise eine Oberseite eines zu kühlenden Sensors im Gehäuse gekühlt werden kann, welcher bevorzugt thermisch mit dem Kühlkörper gekoppelt ist. Alternativ können der erste Luftkanal und der zweite Luftkanal auch in einem vordefinierten Winkel zueinander angeordnet sein, wobei der vordefinierte Winkel ein Winkel zwischen 0° und 90°, insbesondere ein Winkel zwischen 45° und 90° und bevorzugt ein Winkel zwischen 60° und 90° sein kann. In einer konkreten Ausgestaltung kann der erste Luftkanal zum Beispiel auf dem Deckel des Gehäuses angeordnet sein, während der zweite Luftkanal an einer Rückseite des Gehäuses angeordnet sein kann. Durch einen um 90° gebogenen Abschnitt des ersten Luftkanals oder des zweiten Luftkanals im Bereich der Schnittstelle zwischen dem ersten Luftkanal und dem zweiten Luftkanal, kann eine nahtlose Verbindung der beiden Kanäle sichergestellt werden. Alternativ kann der gebogene Abschnitt auch teilweise durch den ersten Luftkanal und teilweise durch den zweiten Luftkanal bereitgestellt werden.In a further advantageous embodiment of the present invention, the first air duct and the second air duct can be arranged one behind the other in their respective longitudinal directions in one plane. This can be configured, for example, in such a way that the first air duct and the second air duct are arranged one behind the other on a cover of the housing. In this way, the heat sink can be arranged inside or directly below the cover of the housing, as a result of which, for example, an upper side of a sensor to be cooled can be cooled in the housing, which is preferably thermally coupled to the heat sink. Alternatively, the first air duct and the second air duct can also be arranged at a predefined angle to one another, the predefined one Angle can be an angle between 0 ° and 90 °, in particular an angle between 45 ° and 90 ° and preferably an angle between 60 ° and 90 °. In a specific embodiment, the first air duct can be arranged, for example, on the cover of the housing, while the second air duct can be arranged on a rear side of the housing. A seamless connection of the two ducts can be ensured by a section of the first air duct or the second air duct bent by 90 ° in the region of the interface between the first air duct and the second air duct. Alternatively, the bent section can also be provided partly through the first air duct and partly through the second air duct.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können der erste Luftkanal und/oder der zweite Luftkanal weiter über ein an steuerbares Drosselelement verfügen, welches eingerichtet ist, den Luftstrom im ersten Luftkanal und somit auch im zweiten Luftkanal zu begrenzen. Ein solches Drosselelement kann beispielsweise eine die Luftkanäle teilweise oder vollständig verschließende, drehbar gelagerte Drosselklappe, oder auch eine rollladenähnliche Vorrichtung sein, welche eine Mehrzahl miteinander verbundener Lamellen in die Luftkanäle einfahren kann. Das Drosselelement bietet den Vorteil, dass ein die Luftkanäle durchströmendes Luftvolumen in der ansonsten rein passiv ausgelegten Kühlvorrichtung gesteuert bzw. geregelt werden kann. Auf diese Weise kann es ermöglicht werden, eine Temperatur eines zu kühlenden Sensors im Wesentlichen auf einer Zieltemperatur zu halten, indem einer das Drosselelement ansteuernden Auswerteeinheit Temperaturwerte des Sensors bereitgestellt werden. Dies kann insbesondere im Zusammenhang mit hochempfindlichen Sensoren vorteilhaft eingesetzt werden, deren Messergebnisse durch zu große Temperaturschwankungen ggf. verfälscht werden können.In a further advantageous embodiment of the present invention, the first air duct and / or the second air duct can furthermore have a controllable throttle element which is set up to limit the air flow in the first air duct and thus also in the second air duct. Such a throttle element can be, for example, a rotatably mounted throttle valve that partially or completely closes the air channels, or else a device similar to a roller shutter, which can move a plurality of interconnected lamellas into the air channels. The throttle element offers the advantage that an air volume flowing through the air channels can be controlled or regulated in the otherwise purely passive cooling device. In this way it can be made possible to maintain a temperature of a sensor to be cooled essentially at a target temperature by providing temperature values of the sensor to an evaluation unit that controls the throttle element. This can be used particularly advantageously in connection with highly sensitive sensors, the measurement results of which can possibly be falsified by excessive temperature fluctuations.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ein Verhältnis einer Breite zu einer Höhe wenigstens eines der beiden Luftkanäle einem Verhältnis von 2:1, insbesondere einem Verhältnis von 4:1 und bevorzugt einem Verhältnis von 6:1 entsprechen. Darüber hinaus kann der erste Luftkanal in einer vorteilhaften Ausgestaltung im Wesentlichen trichterförmig ausgebildet sein. Das bedeutet, dass dasjenige Ende des Trichters, welches über die größere Querschnittsfläche verfügt, die Lufteinlassöffnung des ersten Luftkanals darstellen kann, während das andere Ende des Trichters die Schnittstelle des ersten Luftkanals zum zweiten Luftkanal darstellen kann.In a further advantageous embodiment of the present invention, a ratio of a width to a height of at least one of the two air ducts can correspond to a ratio of 2: 1, in particular a ratio of 4: 1 and preferably a ratio of 6: 1. In addition, in an advantageous embodiment, the first air duct can be essentially funnel-shaped. This means that the end of the funnel which has the larger cross-sectional area can represent the air inlet opening of the first air duct, while the other end of the funnel can represent the interface of the first air duct to the second air duct.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Schnittstelle zwischen dem ersten Luftkanal und im zweiten Luftkanal eingerichtet sein, eine reversible Verbindung zwischen dem ersten Luftkanal und dem zweiten Luftkanal herzustellen. Mit anderen Worten kann eine entsprechende Auslegung der Schnittstelle dazu genutzt werden, dass insbesondere der erste Luftkanal auf einfache Weise aus der Kühlvorrichtung entfernt und mittels eines alternativen ersten Luftkanals ersetzt werden kann. Indem ein alternativer erster Luftkanal mit einer vom ersten Luftkanal abweichenden Form und/oder einer vom ersten Luftkanal abweichenden Querschnittsfläche verwendet wird, kann die erzwungene Konvektion im zweiten Luftkanal entsprechend angepasst werden. Dadurch kann die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung beispielsweise auf einfache Weise an unterschiedliche klimatische Umgebungsbedingungen angepasst werden. In einer konkreten Umsetzung kann der zweite Luftkanal beispielsweise fest mit dem Gehäuse verbunden sein, während der erste Luftkanal über eine weitere Befestigungseinheit verfügt, mittels derer der erste Luftkanal reversibel am Gehäuse und am zweiten Luftkanal befestigt werden kann. Die weitere Befestigungseinheit kann u.a. eine Schraubverbindung und/oder eine Rastverbindung und/oder eine Klemmverbindung und/oder eine magnetische Verbindung ermöglichen des ersten Luftkanals mit dem Gehäuse und/oder dem zweiten Luftkanal ermöglichen.In a further advantageous embodiment of the present invention, the interface between the first air duct and in the second air duct can be set up to produce a reversible connection between the first air duct and the second air duct. In other words, a corresponding design of the interface can be used so that in particular the first air duct can be removed from the cooling device in a simple manner and replaced by an alternative first air duct. By using an alternative first air duct with a shape that deviates from the first air duct and / or a cross-sectional area that deviates from the first air duct, the forced convection in the second air duct can be adapted accordingly. As a result, the cooling device according to the invention can be easily adapted to different climatic ambient conditions, for example. In a specific implementation, the second air duct can, for example, be permanently connected to the housing, while the first air duct has a further fastening unit, by means of which the first air duct can be reversibly fastened to the housing and to the second air duct. The other fastening unit can enable a screw connection and / or a snap connection and / or a clamp connection and / or a magnetic connection of the first air duct to the housing and / or the second air duct.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann eine Querschnittsfläche des zweiten Luftkanals über eine gesamte Länge des zweiten Luftkanals einheitlich sein oder variieren. Ein variierender Querschnitt kann zum Beispiel vorteilhaft eingesetzt werden, um eine Kühlleistung innerhalb des zweiten Luftkanals, in unterschiedlichen Abschnitten des zweiten Luftkanals, ungleichmäßig auszulegen. Auf diese Weise können sich besonders stark erwärmende Bereiche (sogenannte „Hotspots“) innerhalb einer Kontaktfläche des Sensors und/oder innerhalb der Kontaktfläche der Kühlvorrichtung mittels des variierenden Querschnittes des zweiten Luftkanals besonders stark gekühlt werden.In a further advantageous embodiment of the present invention, a cross-sectional area of the second air duct can be uniform or vary over an entire length of the second air duct. A varying cross section can be used advantageously, for example, in order to design a cooling capacity within the second air duct in different sections of the second air duct to be uneven. In this way, particularly hot areas (so-called “hotspots”) within a contact surface of the sensor and / or within the contact surface of the cooling device can be cooled particularly strongly by means of the varying cross section of the second air duct.

Zur Verbesserung einer Kühlleistung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung kann darüber hinaus im Bereich der Lufteintrittsöffnung des ersten Luftkanals und/oder im Bereich der Luftaustrittsöffnung des zweiten Luftkanals zusätzlich ein aktiver Lüfter vorgesehen sein. Eine Anordnung des aktiven Lüfters kann sowohl innerhalb, als auch vor der Lufteintrittsöffnung und/oder der Lufteintrittsöffnung erfolgen. Dieser kann zur Erhöhung einer aufgrund eines Fahrtwindes bereits vorhandenen Kühlleistung der Kühlvorrichtung permanent betrieben werden, oder nur dann betrieben werden, wenn aufgrund einer aktuellen Fahrtgeschwindigkeit die Kühlleistung der Kühlvorrichtung nicht mehr ausreichen sollte. Alternativ oder zusätzlich kann der Lüfter auch in Abhängigkeit eines jeweils aktuellen, zusätzlichen Kühlungsbedarfs auch mit entsprechend angepassten Rotationsgeschwindigkeiten betrieben werden. Eine Steuerung bzw. Regelung des Lüfters kann wiederum durch die oben genannte Auswerteeinheit erfolgen.In order to improve a cooling capacity of the cooling device according to the invention, an active fan can additionally be provided in the area of the air inlet opening of the first air channel and / or in the area of the air outlet opening of the second air channel. The active fan can be arranged both inside and in front of the air inlet opening and / or the air inlet opening. This can be operated permanently to increase a cooling capacity of the cooling device that is already present due to a driving wind, or can only be operated if the cooling capacity of the cooling device should no longer be sufficient due to a current driving speed. As an alternative or in addition, the fan can also be dependent on a current, additional one Cooling requirement can also be operated with appropriately adapted rotation speeds. The fan can in turn be controlled or regulated by the above-mentioned evaluation unit.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Sensorbaugruppe für ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welche eine Kühlvorrichtung gemäß obiger Beschreibung umfasst. Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erstgenannten Erfindungsaspekt ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.According to a second aspect of the present invention, a sensor assembly for a means of transportation is proposed, which comprises a cooling device as described above. The features, combinations of features and the advantages resulting from these correspond to those explained in connection with the first-mentioned aspect of the invention in such a way that reference is made to the above statements in order to avoid repetitions.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:

1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung;
2 eine seitliche Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung;
3 eine rückwärtige Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung; und
4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.

Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawing. Show:

1 a side view of a first embodiment of a cooling device according to the invention;
2nd a side cross-sectional view of the first embodiment of the cooling device according to the invention;
3rd a rear cross-sectional view of the first embodiment of the cooling device according to the invention; and
4th a side view of a second embodiment of a cooling device according to the invention.

1 zeigt eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. Die Kühlvorrichtung umfasst einen ersten Luftkanal 10, welcher auf einem Deckel eines aus Aluminium gefertigten Gehäuses 60 angeordnet ist. Der erste Luftkanal 10 verfügt über einen rechteckigen Querschnitt, welcher sich in Richtung einer Rückseite des Gehäuses 60 trichterförmig verjüngt. Eine Lufteintrittsöffnung 15 des ersten Luftkanals 10 ist in Richtung einer Vorderseite des Gehäuses 60 ausgerichtet, welche in Fahrtrichtung eines Fortbewegungsmittels am Fortbewegungsmittel angeordnet ist. Die Vorderseite des Gehäuses 60 verfügt über ein gekrümmtes Fenster 62 welches aus einem optisch transparenten Kunststoff hergestellt ist. An der Rückseite des Gehäuses 60 ist ein zweiter Luftkanal 20 senkrecht zum ersten Luftkanal 10 angeordnet, welcher im Bereich einer Schnittstelle 40 zwischen dem ersten Luftkanal 10 und dem zweiten Luftkanal 20 über einen gebogenen Abschnitt mit dem ersten Luftkanal 10 verbunden ist. Ein in die Lufteintrittsöffnung 15 eintretender Luftstrom aus einem Umfeld der Kühlvorrichtung wird somit vom ersten Luftkanal 10 in den zweiten Luftkanal 20 geleitet und tritt an einer Luftaustrittsöffnung 25 des zweiten Luftkanals 20 wieder in das Umfeld aus. Aufgrund einer geringeren Querschnittsfläche des zweiten Luftkanals 20 im Vergleich zum ersten Luftkanal 10, strömt die Luft im zweiten Luftkanal 20 mit einer höheren Geschwindigkeit, als im Luftkanal 10. Mittels des vorhandenen schnellen Luftstroms im zweiten Luftkanal 20, wird ein (nicht dargestellter) Kühlkörper 30 für einen (nicht dargestellten) LIDAR-Sensors 50 im Inneren des Gehäuses 60 mittels erzwungener Konvektion gekühlt. 1 shows a side view of a first embodiment of a cooling device according to the invention. The cooling device comprises a first air duct 10th , which is on a lid of an aluminum housing 60 is arranged. The first air duct 10th has a rectangular cross-section, which is towards a rear of the housing 60 funnel-shaped. An air inlet opening 15 of the first air duct 10th is towards a front of the case 60 aligned, which is arranged in the direction of travel of a means of transportation on the means of transportation. The front of the case 60 has a curved window 62 which is made of an optically transparent plastic. At the back of the case 60 is a second air duct 20 perpendicular to the first air duct 10th arranged, which in the area of an interface 40 between the first air duct 10th and the second air duct 20 over a curved section with the first air duct 10th connected is. One in the air inlet opening 15 Air flow entering from an environment of the cooling device is thus from the first air duct 10th in the second air duct 20 directed and enters an air outlet 25th of the second air duct 20 back into the environment. Due to a smaller cross-sectional area of the second air duct 20 compared to the first air duct 10th , the air flows in the second air duct 20 at a higher speed than in the air duct 10th . By means of the existing fast air flow in the second air duct 20 , becomes a heat sink (not shown) 30th for a LIDAR sensor (not shown) 50 inside the case 60 cooled by forced convection.

2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. Da 1 und 2 jeweils unterschiedliche Ansichten derselben Ausführungsform der Kühlvorrichtung darstellen, werden im Folgenden nur die Unterschiede zwischen den Figuren beschrieben. 2 zeigt zusätzlich einen LIDAR-Sensor 50, welcher an einer Innenseite einer Rückwand des Gehäuses 60 der Kühlvorrichtung befestigt ist. Außerdem zeigt 2 einen Kühlkörper 30, der im zweiten Luftkanal 20 an einer Außenseite der Rückwand des Gehäuses 60 befestigt ist. Der Kühlkörper 30 verfügt über eine Mehrzahl senkrecht angeordneter Kühlrippen, welche durch den Luftstrom im zweiten Luftkanal 20 umströmt werden. Eine Kontaktfläche des Kühlkörpers 30 ist mit der Rückwand des Gehäuses 60 thermisch gekoppelt. Da das Gehäuse 60 wie in 1 aus Aluminium besteht, ist eine gute Wärmeleitfähigkeit durch die Gehäusewand zum Kühlkörper 30 sichergestellt. 2nd shows a side cross-sectional view of the first embodiment of the cooling device according to the invention. There 1 and 2nd each represent different views of the same embodiment of the cooling device, only the differences between the figures are described below. 2nd also shows a LIDAR sensor 50 , which on an inside of a rear wall of the housing 60 the cooling device is attached. Also shows 2nd a heat sink 30th that in the second air duct 20 on an outside of the rear wall of the housing 60 is attached. The heat sink 30th has a plurality of vertically arranged cooling fins, which are caused by the air flow in the second air duct 20 flow around. A contact surface of the heat sink 30th is with the back wall of the case 60 thermally coupled. Because the housing 60 as in 1 made of aluminum is a good thermal conductivity through the housing wall to the heat sink 30th ensured.

Eine zu kühlende Fläche des LIDAR-Sensors 50 ist wiederum mit der Rückwand des Gehäuses 60 thermisch gekoppelt, wodurch eine gute Wärmeableitung vom LIDAR-Sensor 50 bis zum Kühlkörper 30 sichergestellt wird.A surface of the LIDAR sensor to be cooled 50 is in turn with the back wall of the case 60 thermally coupled, which ensures good heat dissipation from the LIDAR sensor 50 to the heat sink 30th is ensured.

3 zeigt eine rückwärtige Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. Da die 1, 2 und 3 jeweils unterschiedliche Ansichten derselben Ausführungsform der Kühlvorrichtung darstellen, werden im Folgenden nur die Unterschiede zwischen den jeweiligen Figuren beschrieben. 3 zeigt u.a. einen Querschnitt durch den zweiten Luftkanal 20, wodurch die im zweiten Luftkanal 20 angeordneten Kühlrippen des Kühlkörpers 30 sichtbar sind. Diese sind, wie in 3 beschrieben, vertikal angeordnet, so dass sie für einen durch den zweiten Luftkanal 20 fließenden Luftstrom nur einen geringen Widerstand darstellen und strömungsbeeinträchtigende Luftverwirbelungen im Wesentlichen vermieden werden. 3rd shows a rear cross-sectional view of the first embodiment of the cooling device according to the invention. Since the 1 , 2nd and 3rd each represent different views of the same embodiment of the cooling device, only the differences between the respective figures are described below. 3rd shows a cross section through the second air duct 20 , causing the in the second air duct 20 arranged cooling fins of the heat sink 30th are visible. These are as in 3rd described, arranged vertically so that they pass through the second air duct 20 flowing air flow represent only a low resistance and flow-disturbing air turbulence are essentially avoided.

4 zeigt eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. Eine Grundform der Kühlvorrichtung ist in dieser Ausführungsform eine eckige Form, weshalb auch ein in die Kühlvorrichtung optisch transparentes Fenster 62 über eine eckige Form verfügt. Das Fenster 62 besteht in dieser Ausführungsform aus Glas, während ein Gehäuse 60 der Kühlvorrichtung hier aus einem Polycarbonat-Kunststoff gefertigt ist. Im Unterschied zu den 1, 2 und 3 sind hier ein erster Kühlkanal 10 und ein zweiter Kühlkanal 20 in einer Ebene hintereinander auf einem Deckel des Gehäuses 60 angeordnet. Aufgrund der unterschiedlichen Querschnittsflächen des ersten Luftkanals 10 und des zweiten Luftkanals 20 kann auch in dieser Variante der Venturi-Effekt für eine erzwungene Konvektion im zweiten Luftkanal 20 genutzt werden. Ein zu kühlender (nicht dargestellter) LIDAR-Sensor ist in diesem Fall in einem Bereich unterhalb des zweiten Luftkanals 20 an einer Unterseite des Deckels des Gehäuses 60 angeordnet, so dass dieser durch den Luftstrom im zweiten Luftkanal 20 gekühlt werden kann. 4 zeigt außerdem eine Mehrzahl von Befestigungseinheiten 64, welche für eine reversible Befestigung des Gehäuses 60 auf einem Dach eines Fortbewegungsmittels verwendet werden können. 4th shows a side view of a second embodiment of a cooling device according to the invention. A basic shape of the cooling device in this embodiment is an angular shape, which is why it is also optically transparent in the cooling device window 62 has an angular shape. The window 62 in this embodiment consists of glass, while a housing 60 the cooling device here is made of a polycarbonate plastic. Unlike the 1 , 2nd and 3rd are a first cooling channel here 10th and a second cooling channel 20 in a plane in a row on a cover of the housing 60 arranged. Due to the different cross-sectional areas of the first air duct 10th and the second air duct 20 In this variant, the Venturi effect can also be used for forced convection in the second air duct 20 be used. In this case, a LIDAR sensor to be cooled (not shown) is in an area below the second air duct 20 on a bottom of the cover of the case 60 arranged so that this by the air flow in the second air duct 20 can be cooled. 4th also shows a plurality of mounting units 64 which is used for a reversible attachment of the housing 60 can be used on a roof of a means of transportation.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims

A cooling device for a sensor (50) of a means of transportation, comprising: • a first air duct (10), • a second air duct (20), and • a heat sink (30), wherein The first air duct (10) and the second air duct (20) are connected to one another at an interface (40), A cross-sectional area of the first air duct (10) away from the interface (40) is larger than a cross-sectional area of the second air duct (20) away from the interface (40), • the first air duct (10) is set up to receive an air flow from an environment of the cooling device at an air inlet opening (15) of the first air duct (10), • the second air duct (20) is set up to receive the air flow of the first air duct (10) at the interface (40) to the first air duct (10) and to be emitted to the surroundings at an air outlet opening (25) of the second air duct (20), and • the heat sink (30) o is arranged in the second air duct (20) such that a part of the heat sink (30) to be cooled is flowed around by the air flow in the second air duct (20), and ◯ has a contact surface which is set up to be thermally coupled to the sensor (50) to be cooled by the cooling device.

Cooling device after Claim 1 further comprising a housing (60), wherein • the housing (60) has o an optically transparent window (62), and / or o has a fastening unit (64) for fastening the housing (60) to the means of transportation, and / or • the heat sink (30) is connected to the housing (60) and / or thermally coupled and / or represents a wall of the housing (60), and / or • the first air duct (10) and / or the second air duct (20) outside and / or are arranged within the housing (60).

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein the air inlet opening (15) of the first air duct (10) is oriented substantially in the direction of a main direction of travel of the means of transportation.

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein the first air duct (10) and the second air duct (20) are arranged one behind the other in a plane, or at a predefined angle to one another, the predefined angle being an angle between 0 ° and 90 °, in particular between 45 ° and 90 ° and preferably between 60 ° and 90 °.

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein the first air duct (10) and / or the second air duct (20) further comprise a controllable throttle element which is set up to limit the air flow in the first air duct (10) and in the second air duct (20) .

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein a ratio of a width to a height of at least one of the two air channels (10, 20) corresponds to a ratio of 2: 1, in particular a ratio of 4: 1 and preferably a ratio of 6: 1.

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein the first air duct (10) is substantially funnel-shaped.

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein the interface (40) between the first air duct (10) and the second air duct (20) is set up to produce a reversible connection between the first air duct (10) and the second air duct (20).

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein the cross-sectional area of the second air duct (20) is uniform or varies over an entire length of the second air duct (20).

Cooling device according to one of the preceding claims, wherein an active fan is additionally provided in the region of the air inlet opening (15) of the first air duct (10) and / or in the region of the air outlet opening (25) of the second air duct (20).

A sensor assembly for a means of transportation comprising a cooling device according to one of the preceding claims.