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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und eine Baugruppe mit einer Reinigungsfunktion zur Aufnahme eines Sensors für ein Fortbewegungsmittel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und eine Baugruppe zur Aufnahme eines Automotive-Lidar-Sensors.
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Moderne Fortbewegungsmittel sind häufig mit einer Vielzahl von Sensoren zur Erfassung eines jeweiligen Umfeldes der Fortbewegungsmittel ausgestattet. Neben Radar- und Ultraschallsensoren werden insbesondere auch optische Sensoren, beispielsweise in Form von Lidar-Sensoren eingesetzt. Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Vorrichtungen bekannt, welche eingerichtet sind, Sensorflächen von Umfeldsensoren bzw. Fensterflächen von Gehäusen von Umfeldsensoren zu reinigen, so dass eine Beeinträchtigung von Messungen der jeweiligen Sensoren aufgrund von Verschmutzungen und/oder Nässe usw. in Bereichen der Sensorflächen bzw. der Fensterflächen der Gehäuse reduziert bzw. vermieden werden kann.
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DE102016006039A1 beschreibt eine Reinigungseinrichtung eines Sensormoduls eines autonom gesteuerten Kraftwagens mit zumindest zwei Sensoren, welche mittels einer jeweils zugeordneten Schutzvorrichtung vor Umwelteinflüssen geschützt sind, welchen eine jeweilige Reinigungseinheit zum Reinigen der jeweiligen Schutzvorrichtung zugeordnet ist.
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DE102011122345 beschreibt eine optische Messvorrichtung mit einem Gehäuse, in welchem mindestens ein optischer Sender zum Abstrahlen mindestens eines Sendestrahls und mindestens ein optischer Empfänger angeordnet sind, wobei eine Abdeckscheibe das Gehäuse abschließt und ein Sendefenster sowie ein Empfangsfenster ausbildet, wobei die Abdeckscheibe eine Heizanordnung aufweist.
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DE102014114363A1 beschreibt eine Fensterkappe für ein Gehäuse einer abtastenden optoelektronischen Messvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft außerdem ein Gehäuse mit einer solchen Fensterkappe. Um die Betriebsfähigkeit einer optoelektronischen Messvorrichtung unter kalten Witterungsbedingungen zu verbessern, ist eine Fensterkappe mit einem für elektromagnetische Messstrahlen der Messvorrichtung transparenten Fenster und einer winklig zum Fenster ausgebildeten und eine umlaufende Kontur ausbildende Randwandung vorgesehen.
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EP2833706A1 beschreibt ein Lüftersystem zum Entfernen von Feuchtigkeit aus einem geschlossenen Gehäuse von Autoscheinwerfern. Das Lüftersystem beinhaltet einen Mikroblower und ein Ventilationsloch. Der Mikroblower bläst Luft in das Gehäuse, wobei die Luft das Gehäuse über ein Ventilationsloch wieder verlässt.
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EP2983352A1 beschreibt eine Reinigungs-/Trocknungseinrichtung für ein Windgeschwindigkeits-Lidar unter Verwendung eines Lüfters.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung mit einer Reinigungsfunktion zur Aufnahme eines Sensors für ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z. B. Motorrad, PKW, Transporter, LKW) oder ein Schienenfahrzeug oder ein Luftfahrzeug/Flugzeug und/oder ein Wasserfahrzeug sein. Der Sensor kann beispielsweise ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor, ein optischer Sensor wie eine Kamera und insbesondere ein Lidar-Sensor sein, welcher beispielsweise in einer Frontschürze oder im Bereich eines Daches oder an weiteren Positionen des Fortbewegungsmittels angeordnet sein kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einem Fenster und einen Strömungserzeuger mit einer Lufteintrittsöffnung und einer Luftaustrittsöffnung. Das Gehäuse ist eingerichtet, den Sensor im Inneren des Gehäuses an einer vordefinierten Position aufzunehmen. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse über eine entsprechende Befestigungseinheit für den Sensor verfügen. Das Gehäuse kann außerdem aus beliebigen Materialien, wie zum Beispiel Metall, Kunststoff, einem Verbundstoff oder aus davon abweichenden Materialien bestehen. Der Strömungserzeuger kann beispielsweise ein Axiallüfter, insbesondere ein Radiallüfter und bevorzugt ein piezoelektrischer Lüfter sein. Das Fenster ist ferner eingerichtet, für ein durch den Sensor ausgesendetes und/oder empfangenes Messsignal durchlässig bzw. teildurchlässig zu sein. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ein durch den Sensor im Inneren des Gehäuses erzeugtes Messsignal (z. B. ein Laserstrahl) durch das Fenster des Gehäuses in ein Umfeld des Fortbewegungsmittels ausgesendet werden kann und ein durch das Umfeld reflektierter Anteil des ausgesendeten Messsignals in umgekehrter Richtung durch das Fenster zu einer Detektoreinheit des Sensors zurückgeworfen werden kann. Der Strömungserzeuger des Weiteren ist eingerichtet, derart an einer Außenseite des Gehäuses im Umfeld des Fensters angeordnet zu werden, dass ein durch den Strömungserzeuger erzeugter Luftstrom eingerichtet ist, eine dem Umfeld zugewandte Außenfläche des Fensters zu reinigen. Zu diesem Zweck kann der Strömungserzeuger bevorzugt derart am Gehäuse angeordnet sein, dass eine Austrittsfläche der Luftaustrittsöffnung des Strömungserzeugers im Wesentlichen rechtwinklig zur Fläche des Fensters angeordnet ist, so dass der Strömungserzeuger weiter eingerichtet ist, den erzeugten Luftstrom im Wesentlichen parallel an der Außenfläche des Fensters entlang zu führen. Dies bietet den Vorteil, dass sich auf der Außenseite des Fensters befindende Schmutzpartikel und/oder Regentropfen und/oder weitere das Messsignal beeinträchtigende Stoffe mit einer durch den Luftstrom einwirkenden maximalen Kraft entlang des Fensters wegtransportiert werden können. Es sei explizit darauf hingewiesen, dass der Strömungserzeuger der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel bezüglich der Fläche des Fensters angeordnet werden kann. Des Weiteren kann der Strömungserzeuger über eine Abdeckung verfügen, welche ein separates Bauteil oder ein Bestandteil des Gehäuses sein kann, so dass der Strömungserzeuger vor Umwelteinflüssen wie Regen usw. geschützt ist.
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Eine Befestigung des Strömungserzeugers am Gehäuse kann beispielsweise mittels einer Schraub- und/oder Klebe- und/oder Klemm- und/oder Rastverbindung erfolgen. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse über eine mit dem Strömungserzeuger korrespondierende Befestigungseinheit verfügen, welche eingerichtet ist, den Strömungserzeuger aufzunehmen. Es sei darauf hingewiesen, dass jeweilige Anordnungspositionen und/oder Ausrichtungen des Strömungserzeugers grundsätzlich frei gewählt werden können und nicht auf eine bestimmte Anordnungsposition und/oder Ausrichtung beschränkt sind. So kann der Strömungserzeuger beispielsweise oberhalb des Fensters angeordnet sein, während die Luftaustrittsöffnung des Strömungserzeugers nach unten in Richtung des Fensters ausgerichtet ist. Alternativ kann der Strömungserzeuger auch unterhalb oder seitlich des Fensters oder auch unter beliebigen Winkeln diagonal zum Fenster angeordnet sein, solange die Luftaustrittsöffnung des Strömungserzeugers jeweils in Richtung des Fensters ausgerichtet ist.
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Eine elektrische Energieversorgung für den Strömungserzeuger und/oder den Sensor kann beispielsweise über eine an Gehäuse vorgesehene elektrische Steckverbindung erfolgen, welche eingerichtet ist, Energie von einer externen Energiequelle an den Sensor innerhalb des Gehäuses bzw. an den Strömungserzeuger am bzw. außerhalb des Gehäuses zu übertragen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Energieversorgung auch auf Basis einer an der Außenseite des Gehäuses angeordneten Solarzelle und/oder einer im bzw. am Gehäuse angeordneten Batterie erfolgen. Des Weiteren kann der Strömungserzeuger eingerichtet sein, mittels einer im bzw. am Gehäuse angeordneten und informationstechnisch mit dem Strömungserzeuger verbundenen Auswerteeinheit gesteuert zu werden, wobei die Auswerteeinheit ebenfalls über die oben beschriebenen Energieversorgungsvarianten mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise als ASIC, FPGA, Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o.ä., ausgestaltet sein.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich ein strömungsführendes Bauteil, wobei das strömungsführende Bauteil eingerichtet ist, an der Außenseite des Gehäuses in einem Bereich zwischen dem Strömungserzeuger und dem Fenster angeordnet zu werden und den durch den Strömungserzeuger erzeugten Luftstrom zur Außenfläche des Fensters zu führen. Die Verwendung eines solchen strömungsführenden Bauteils kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn der durch den Strömungserzeuger erzeugte Luftstrom stark diffus ist und/oder starke Verwirbelungen aufweist, so dass die Außenfläche des Fensters nicht in erforderlichem Maße gereinigt werden kann. Das strömungsführende Bauteil, welches beispielsweise eine Wabenstruktur oder eine Lamellenstruktur oder eine davon abweichende Struktur aufweisen kann, kann den durch den Strömungserzeuger erzeugten Luftstrom bevorzugt in Richtung des Fensters ausrichten. Das strömungsführende Bauteil kann insbesondere auch dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn eine Anordnung des Strömungserzeugers u. a. aufgrund konstruktionsbedingter Einschränkungen nicht in unmittelbarer Nähe des Fensters erfolgen kann. Eine Befestigung des strömungsführenden Bauteils am Gehäuse kann ebenfalls mittels einer Schraub- und/oder Klebe- und/oder Klemm- und/oder Rastverbindung erfolgen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich eine Heizvorrichtung, wobei die Heizvorrichtung eingerichtet ist, den durch den Strömungserzeuger erzeugten Luftstrom auf einer Seite der Lufteintrittsöffnung und/oder auf einer Seite der Luftaustrittsöffnung des Strömungserzeugers zu erwärmen. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn neben einer reinen Verschmutzung der Außenfläche des Fensters auch mit einer Vereisung an der Außenfläche des Fensters zu rechnen ist. Mittels der zusätzlichen Erwärmung des Luftstroms kann einer solchen Vereisung vorteilhaft entgegengewirkt werden. Darüber hinaus kann sich ein erwärmter Luftstrom auch positiv im Zusammenhang mit einer Entfernung stark anhaftender Schmutzpartikel usw. an der Außenfläche des Fensters auswirken.
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Die Heizvorrichtung kann beispielsweise ein Wärmetauscher sein, welcher eingerichtet ist, an der Außenseite des Gehäuses in einem Bereich zwischen dem Strömungserzeuger und dem Fenster angeordnet zu werden, Wärme von einer Wärmequelle aufzunehmen und den durch den Strömungserzeuger erzeugten Luftstrom mittels der aufgenommenen Wärme zu erwärmen. Der Wärmetauscher kann ähnlich wie das strömungsführende Bauteil eine Wabenstruktur oder eine Lamellenstruktur oder auch eine davon abweichende Struktur aufweisen. Ferner kann der Wärmetauscher bevorzugt aus einem Material bestehen, welches eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist (z. B. Aluminium, Kupfer, usw.). In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können der Wärmetauscher und das strömungsführende Bauteil ein und dasselbe Element sein, sofern eine entsprechend hohe Wärmeleitfähigkeit des Elements sichergestellt werden kann. Die den Wärmetauscher speisende Wärmequelle kann beispielsweise der Sensor innerhalb des Gehäuses sein, welcher in einem aktiven Betrieb eine entsprechende Abwärme erzeugen kann. Die sich im Inneren des Gehäuses befindende Abwärme des Sensors kann beispielsweise mittels einer in die Gehäusewand integrierten Wärmeleitfläche von der Innenseite des Gehäuses zur Außenseite des Gehäuses transportiert werden. Dies kann Beispielsweise derart umgesetzt werden, dass das Gehäuse im Bereich des Wärmetauschers über eine vordefinierte Aussparung verfügt, welche kraft- und/oder formschlüssig mit der an die Aussparung angepassten Wärmeleitfläche verbunden werden kann. Eine Befestigung des Wärmetauschers am Gehäuse bzw. an der Wärmeleitfläche kann wiederum mittels einer Schraub- und/oder Klebe- und/oder Klemm- und/oder Rastverbindung erfolgen. Alternativ können die Wärmeleitfläche und der Wärmetauscher ein und dasselbe Element sein. Darüber hinaus kann es sinnvoll sein, sämtliche oder einen Teil der Flächen des Gehäuses, welche nicht dem Fenster und der Wärmeleitfläche entsprechen, aus einem besonders gut isolierenden Material herzustellen bzw. diese Flächen innerhalb oder außerhalb des Gehäuses zusätzlich mit einer wärmedämmenden Schicht zu versehen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die im Inneren des Gehäuses erzeugte Wärme überwiegend über die Wärmeleitfläche zur Außenseite des Gehäuses transportiert wird und somit in einem möglichst großen Umfang zur Erwärmung des Luftstroms verwendet werden kann. Um eine evtl. Überhitzung des Sensors in einer solchen Ausgestaltung zu verhindern, kann diese Ausgestaltung in Verbindung mit weiter unten beschrieben Maßnahmen zur effizienten Ableitung von Wärme aus dem Gehäuse kombiniert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Wärmequelle alternativ oder zusätzlich zum oben beschriebenen Sensor ein elektrisches Heizelement, wobei das elektrische Heizelement eingerichtet ist, im Inneren und/oder an der Außenseite des Gehäuses angeordnet zu werden. Zusätzlich kann das elektrische Heizelement und/oder der Sensor eingerichtet sein, eine erzeugte Wärme mittels eines wärmeführenden Elements von einem Ort der Wärmeerzeugung an den Wärmetauscher zu übertragen. Das wärmeführende Element kann beispielsweise ein Wärmerohr (Heat-Pipe) und/oder ein ungeführtes Luftvolumen und/oder ein geführtes Luftvolumen und/oder der oben beschriebene wärmeleitfähige Abschnitt des Gehäuses sein.
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Das Wärmerohr kann beispielsweise die Abwärme des Sensors und/oder die durch das Heizelement erzeugte Wärme direkt zum Wärmetauscher transportieren. Das ungeführte Luftvolumen kann eine durch den Sensor und/oder das Heizelement erwärmte Luft innerhalb des Gehäuses sein, welche sich durch Konvektion im Gehäuse verteilt und somit auch den Bereich des Gehäuses erreicht, in welchem die Wärmeleitfläche bzw. der Wärmetauscher angeordnet ist. Das geführte Luftvolumen kann ebenfalls eine durch den Sensor und/oder das Heizelement erwärmte Luft sein, welche hier zusätzlich mittels eines Rohrs oder Schlauchs oder eines Führungskanals usw. und/oder eines zusätzlich im Gehäuse vorgesehenen Ventilators zum Wärmetauscher geführt wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich ein Luftkanal, wobei der Luftkanal eingerichtet ist, Luft aus dem Umfeld der Vorrichtung in das Gehäuse zu führen, die Luft im Inneren des Gehäuses zu erwärmen und die erwärmte Luft in einen Bereich der Lufteintrittsöffnung und/oder der Luftaustrittsöffnung des Strömungserzeugers zu transportieren und diese dort ausströmen zu lassen. Zu diesem Zweck kann in einer beliebigen Fläche des Gehäuses eine erste Öffnung vorgesehen sein, welche bevorzugt luftdicht mit dem bevorzugt ebenfalls luftdicht ausgestalteten Luftkanal verbunden sein kann. Der Luftkanal kann weiter bevorzugt unmittelbarer an einer jeweiligen Wärmequelle (z. B. dem Sensor oder dem Heizelement) vorbeigeführt werden, so dass die durch die Wärmequelle erzeugte Wärme zumindest teilweise durch die den Luftkanal durchströmende Luft aufgenommen werden kann. Hierfür kann ein mit der Wärmequelle in Kontakt stehender Teilabschnitt des Luftkanals insbesondere aus einem hochwärmeleitfähigen Material bestehen. Der Luftkanal kann durch eine zweite Öffnung in einer beliebigen Fläche des Gehäuses zur Außenseite des Gehäuses in den Bereich des Strömungserzeugers geführt werden, so dass die erwärmte Luft zur Reinigung bzw. Enteisung des Fensters bzw. zum Entfernen von am Fenster haftendem Schnee usw. verwendet werden kann. Die zweite Öffnung kann ebenso wie die erste Öffnung bevorzugt luftdicht mit dem Luftkanal verbunden sein. Für den Fall, dass eine natürliche Strömung der Außenluft durch den Luftkanal nicht ausreichend sein sollte, um eine für eine Reinigung bzw. Enteisung des Fensters erforderliche Wärme in den Bereich des Strömungserzeuger transportieren zu können, kann zusätzlich im Bereich der ersten Öffnung und/oder der zweiten Öffnung und/oder im Bereich des Luftkanals innerhalb des Gehäuses ein Lüfter vorgesehen werden, welcher eingerichtet ist, eine für die erfindungsgemäße Vorrichtung erforderliche Strömungsgeschwindigkeit der Luft sicherzustellen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrzahl von Strömungserzeugern nebeneinander an der Außenseite des Gehäuses angeordnet und eingerichtet, eine Mehrzahl von Luftströmungen zu erzeugen, welche im Wesentlichen parallel zueinander am Fenster entlanggeführt werden, so dass die Mehrzahl von Luftströmung eingerichtet ist, in Kombination die gesamte Außenfläche des Fensters zu reinigen. Eine Energieversorgung und/oder eine Ansteuerung der Mehrzahl von Strömungserzeuger kann analog zur obigen Beschreibung des einzelnen Strömungserzeugers erfolgen. Mit anderen Worten kann jeder der Strömungserzeuger der Mehrzahl von Strömungserzeugern informationstechnisch an die oben beschriebene Auswerteeinheit angebunden sein. Die Anbindung der Mehrzahl von Strömungserzeugern an die Auswerteeinheit kann separat oder gemeinsam erfolgen. Auf diese Weise kann die Auswerteeinheit eingerichtet sein, den Strömungserzeuger oder die Mehrzahl von Strömungserzeuger individuell oder gemeinsam zu aktivieren bzw. zu deaktivieren und/oder einen Volumenstrom des Strömungserzeugers individuell oder gemeinsam mit der Mehrzahl von Strömungserzeugern anzupassen. Indem der Volumenstrom durch die Auswerteeinheit für jeden Strömungserzeuger individuell angepasst wird, kann beispielsweise bei einer starken Vereisung des Fensters zunächst derjenige Strömungserzeuger angesteuert werden, welcher eingerichtet ist, denjenigen Bereich des Fensters zu reinigen, der in einem Hauptsichtfeld des Sensors liegt (z. B. ein mittlerer Bereich des Fensters). Auf diese Weise kann eine vorhandene elektrische Energie zur Ansteuerung des Strömungserzeugers und/oder eine vorhandene Wärmemenge zur Enteisung des Fensters zunächst in vollem bzw. überwiegendem Umfang für diesen Strömungserzeuger verwendet werden. Dadurch kann eine Funktionalität des Sensors zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt sichergestellt werden, auch wenn dies zunächst mit einem eingeschränkten Sichtfeld für den Sensor einhergehen kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse eingerichtet, einen den Sensor aufnehmenden Bereich im Inneren des Gehäuses bezüglich eines Umfeldes des Gehäuses luftdicht abzukapseln und/oder ein gekrümmtes Fenster zu umfassen. Durch das luftdichte Abkapseln des den Sensor aufnehmenden Bereichs kann insbesondere vermieden werden, dass Feuchtigkeit und/oder Staub und/oder Schmutzpartikel usw. in den Bereich des Sensors gelangen können, welche eine Einschränkung der Funktionalität des Sensors mit sich bringen können. Bevorzugt kann der gesamte Innenraum des Gehäuses luftdicht zur Außenseite abgekapselt sein, so dass auch eine Innenseite des Fensters und/oder ein Raum zwischen dem Fenster und dem Sensor frei von oben genannten Störeinflüssen gehalten werden kann.
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Ein gekrümmtes Fenster kann besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit einem rotierenden Sensor und/oder zur Verbesserung eines Luftwiderstandes der Außenseite des Gehäuses eingesetzt werden. Insbesondere in dem Fall, in dem das Gehäuse eine mit der Krümmung des Fensters korrespondierende Krümmung im Bereich des Fensters aufweist, kann eine Verwendung einer Mehrzahl von Strömungserzeugern besonders vorteilhaft sein. Auf diese Weise können die jeweiligen Strömungserzeuger hinsichtlich ihrer Anordnungsposition und/oder Ausrichtung jeweils optimal an den durch die jeweiligen Strömungserzeuger zu reinigenden Fensterabschnitt angepasst werden. Mit anderen Worten kann die Mehrzahl von Strömungserzeugern entlang einer Krümmungslinie angeordnet werden, welche im Wesentlichen parallel zu Krümmungslinie des Fensters verläuft.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Baugruppe umfassend ein Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche und ein Sensor vorgeschlagen, wobei der Sensor ein Automotive-Sensor und insbesondere ein Automotive-Lidar-Sensor ist und das Fenster des Gehäuses eingerichtet ist, für einen durch den Automotive-Lidar-Sensor verwendeten Wellenlängenbereich durchlässig zu sein. 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.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 eine erste schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2 eine zweite schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
- 3 eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Baugruppe.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine erste schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse 30, welches hier aus Kunststoff hergestellt ist. Das Gehäuse 30 verfügt über ein Fenster 35, welches aus Glas oder einem Kunststoff (z. B. PC, PMMA) besteht und für einen durch einen optischen Sensor genutzten Wellenbereich durchlässig ist. Das Fenster 35 und ein das Fenster 35 umgebender Bereich des Gehäuses 30 weisen eine einheitliche Krümmung auf, wodurch das Fenster 35 und das Gehäuse 30 an jeweiligen Kontaktflächen mittels einer Verklebung luftdicht miteinander verbindbar sind. Unmittelbar oberhalb des Fensters 35 ist ein Wärmetauscher 50 an einer Außenseite des Gehäuses 30 mittels einer Schraubverbindung befestigt. Der Wärmetauscher 50 ist aus Aluminium hergestellt und verfügt über eine Mehrzahl von Lamellen, welche eingerichtet sind, durch den Wärmetauscher 50 aufgenommene Wärme aus dem Inneren des Gehäuses 30 an einen den Wärmetauscher 50 durchströmenden Luftstrom abzugeben. Durch die Ausrichtung der Lamellen des Wärmetauschers 50 in Richtung des Fensters 50 fungiert der Wärmetauscher 50 gleichzeitig als ein strömungsführendes Bauteil 55. Der Luftstrom wird durch eine Mehrzahl piezoelektrischer Lüfter 40 erzeugt, welche derart oberhalb des Wärmetauschers 50 angeordnet sind, dass ihre jeweiligen Lufteintrittsöffnungen 42 nach oben ausgerichtet sind und ihre jeweiligen Luftaustrittsöffnungen 44 in Richtung des Wärmetauschers 50 ausgerichtet sind.
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2 zeigt eine zweite schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die in 2 gezeigten Komponenten entsprechen im Wesentlichen den in 1 dargestellten Komponenten, weshalb hier zur Vermeidung von Wiederholungen nur die Unterschiede zwischen den beiden Figuren beschrieben werden. 2 zeigt im Vergleich zu 1 zusätzlich eine Mehrzahl von Schmutzpartikel 38, welche auf einer Außenfläche des Fensters 35 anhaften. Mittels des ebenfalls in 2 dargestellten Luftstroms 46, welcher durch die Mehrzahl piezoelektrischer Lüfter 40 erzeugt wird, werden die Schmutzpartikel 38 in Richtung der im Bereich der Schmutzpartikel 38 dargestellten Pfeile von der Außenfläche des Fensters 35 wegtransportiert.
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3 zeigt eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Baugruppe. Die Baugruppe umfasst ein Gehäuse 30, welches über ein Fenster 35 verfügt. Das Gehäuse 30 ist eingerichtet, einen Lidar-Sensor 90 für eine Umfelderfassung eines Fortbewegungsmittels im Inneren des Gehäuses 30 aufzunehmen. Das Gehäuse 30 verfügt zudem über eine Wärmeleitfläche 70, welche hier aus Aluminium besteht. An der Wärmeleitfläche 70 ist ein Wärmetauscher 50 mittels einer Mehrzahl (nicht dargestellter) Schraubverbindungen befestigt, welcher gleichzeitig eine Funktion eines strömungsführenden Bauteils 55 einnimmt. Der Wärmetauscher 50 ist ebenfalls aus Aluminium hergestellt. Oberhalb des Wärmetauschers 50 ist eine Mehrzahl piezoelektrischer Lüfter 40 angeordnet, welche eingerichtet sind, über jeweilige Lufteintrittsöffnungen 42 Luft aus dem Umfeld des Gehäuses 30 anzusaugen und diese in Richtung des Wärmetauschers 50 auszustoßen. Auf diese Weise wird die den Wärmerauscher 50 durchströmende Luft erwärmt und nach Verlassen des Wärmetauschers 50 in Form eines Luftstroms 46 entlang des Fensters 35 geführt, um das Fenster 35 auf diese Weise zu reinigen. Da der Lidar-Sensor 90 im laufenden Betrieb eine Abwärme 80 im Inneren des Gehäuses 30 erzeugt, fungiert der Lidar-Sensor 90 hier gleichzeitig als Wärmequelle 60. Die Abwärme 80 des Lidar-Sensors 90 wird durch Konvektion u. a. zur Wärmeleitfläche 70 geführt, welche eingerichtet ist, die Abwärme 80 aufzunehmen und zum Wärmetauscher 50 zu führen. Die erfindungsgemäße Baugruppe verfügt des Weiteren über eine Auswerteinheit 10, die hier ein Mikrocontroller ist und welche an einer oberen Außenfläche des Gehäuses 30 am Gehäuse 30 angeordnet ist. Die Auswerteeinheit 10 ist über separate Datenausgänge 14 informationstechnisch mit den jeweiligen piezoelektrischen Lüftern 40 verbunden. Zusätzlich ist die Auswerteeinheit 10 mittels eines Dateneingangs 12 informationstechnisch mit dem Lidar-Sensor 90 verbunden. Dadurch ist die Auswerteeinheit 10 eingerichtet, ein Signal repräsentierend einen Aktivierungszustand des Lidar-Sensors 90 zu empfangen und im Ansprechen auf einen Empfang dieses Signals die Mehrzahl piezoelektrischer Lüfter 40 in Abhängigkeit jeweiliger Randbedingungen einzeln oder gemeinsam anzusteuern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016006039 A1 [0003]
- DE 102011122345 [0004]
- DE 102014114363 A1 [0005]
- EP 2833706 A1 [0006]
- EP 2983352 A1 [0007]
