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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung einer optischen Einrichtung, insbesondere einer Kamera, an der Windschutzscheibe eines Fahrzeuges.
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Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen und Lastkraftwagen, sind in einer Vielzahl von Fahrzeugtypen vorhanden, die unterschiedlich ausgebildete Windschutzscheiben aufweisen. So ist die Krümmung von Windschutzscheiben verschiedener Fahrzeugtypen sowohl in senkrechter als auch in waagerechter Richtung unterschiedlich. Die Fixierung von Vorrichtungen zur Befestigung einer optischen Einrichtung an der Innenseite einer Windschutzscheibe bereitet daher Probleme, da derartige Vorrichtungen an die verschiedenen Windschutzscheiben mit verschiedener Krümmung angepasst werden müssen. Solche optischen Einrichtungen, insbesondere Kameras, werden beispielsweise für Fahrerassistenzsysteme, wie Notbremsassistent, Spurhalteassistent, Abstandsregeltempomat, Verkehrsschildererkennung etc., benötigt.
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Es ist bekannt, solche Befestigungsvorrichtungen speziell für die verschiedenen Fahrzeugtypen auszubilden, d.h. für unterschiedliche Fahrzeugtypen ist eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen erforderlich, die jeweils an den speziellen Fahrzeugtyp mit seiner speziell ausgebildeten Windschutzscheibe angepasst sind. Für die Herstellung von derartigen Vorrichtungen fallen daher sehr hohe Kosten an, da eine Vielzahl von Varianten von Befestigungsvorrichtungen für unterschiedliche Fahrzeugtypen entwickelt werden muss. Die Fertigung kann dadurch unrentabel werden, da beispielsweise im Nutzfahrzeugbereich für verschiedene Fahrzeugtypen nur geringe Stückzahlen anfallen. In jedem Fall ist eine hohe Anzahl von Varianten erforderlich.
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DE 10 2004 042 217 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Befestigung einer optischen Einrichtung an einer Windschutzscheibe eines Fahrzeuges, die eine kastenförmige Halterung mit einer mit der Windschutzscheibe mithilfe eines Klebers verklebbaren Vorderseite mit Öffnung für die optische Einrichtung aufweist. Die optische Einrichtung weist eine mittlere Krümmung, einen in die Halterung einsetzbaren Halter für die optische Einrichtung und eine Abdeckung für die Halterung mit darin montiertem Halter nebst optischer Einrichtung auf.
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Die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Befestigen und Justieren von Sensoren an Windschutzscheiben verschiedenster Art, die sich in Größe, Krümmung, Anstellwinkel unterscheiden, zu ermöglichen und hierbei eine Variantenreduzierung der erforderlichen Befestigungsvorrichtungen zu erreichen. Speziell liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, die eine besonders hohe Variabilität aufweist und somit für eine Vielzahl von Fahrzeugtypen geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Befestigung einer optischen Einrichtung, insbesondere einer Kamera, an der Windschutzscheibe eines Fahrzeuges gelöst, die die folgenden Bestandteile umfasst:
- Eine kastenförmige Halterung mit einer mit der Windschutzscheibe mithilfe eines Flüssigklebers verklebbaren Vorderseite mit Öffnung für die optische Einrichtung, die eine mittlere Krümmung aufweist, welche aus einer Messung von Krümmungen von Standardwindschutzscheiben resultiert, und zwei sich an die Vorderseite anschließenden Seitenflächen;
- einem in die Halterung einsetzbaren und dort fixierbaren Halter für die optische Einrichtung, der an den beiden Seitenflächen der Halterung schwenkbar gelagert und in verschiedenen Positionen fixierbar ist und der mit Einrichtungen zur Lagerung der optischen Einrichtung versehen ist; und
- einer Abdeckung für die Halterung mit darin montiertem Halter nebst optischer Einrichtung.
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Die vorliegende Erfindung wendet sich somit von dem Prinzip ab, eine starre Befestigungsvorrichtung für jeweils einen spezifischen Fahrzeugtyp vorzusehen. Stattdessen wird eine Befestigungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, die an verschiedene Fahrzeuge adaptierbar ist. Mit anderen Worten, eine erfindungsgemäß ausgebildete Befestigungsvorrichtung ist ohne Veränderung und den Austausch von Teilen für verschiedene Fahrzeugtypen geeignet und ermöglicht die Anordnung von optischen Einrichtungen an den Windschutzscheiben dieser verschiedenen Fahrzeugtypen.
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Wesentlich ist, dass bei der Anbringung von optischen Einrichtungen an der Windschutzscheibe von Fahrzeugen die optische Achse dieser optischen Einrichtung immer genau horizontal ausgerichtet sein muss. Um dies in den verschiedensten Fahrzeugen zu bewerkstelligen, wurde die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung in der Form einer flexiblen Einrichtung entwickelt. Die Vorrichtung ist so aufgebaut, dass sie vom Endkunden schnell und einfach montiert werden kann. Hierdurch können diverse Fahrzeugtypen mit einer minimierten Anzahl von Varianten abgedeckt werden.
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Hauptteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Befestigungsvorrichtung ist eine kastenförmige Halterung (Bracket) mit einer Vorderseite und zwei sich an die Vorderseite anschließenden Seitenflächen. Die Vorderseite besitzt eine Öffnung für die optische Einrichtung. Sie ist mit einer mittleren Krümmung versehen, welche aus einer Messung von Krümmungen von Standardwindschutzscheiben resultiert. Auf diese Weise ist die kastenförmige Halterung für Windschutzscheiben mit verschiedener Krümmung geeignet, da die Krümmung der Vorderseite der Halterung einer mittleren Krümmung entspricht. Des Weiteren wird die Vorderseite bei der Montage mithilfe eines Flüssigklebers mit der Windschutzscheibe verklebt. Durch die Verwendung eines Flüssigklebers wird die Anpassungsfähigkeit der Vorderseite der Halterung an die Windschutzscheibe weiter verbessert, da hiermit Unterschiede in der Krümmung mit einem gewissen Ausmaß ausgeglichen werden können.
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Die Halterung schützt die optische Einrichtung vor Streulicht und gewährleistet so eine störungsfreie Funktion der optischen Einrichtung. Ein Teilbereich im optischen Pfad der Halterung muss reflexionsarm sein und weist vorzugsweise eine spezielle Oberflächenbehandlung auf.
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An die seitlichen Ränder der Vorderseite der Halterung schließen sich vorzugsweise unter einem Winkel von 90° Seitenflächen an, die zur Befestigung eines Halters für die optische Einrichtung dienen, der von einer Seitenfläche zur anderen Seitenfläche reicht.
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Mit der Befestigung des Halters an den Seitenflächen der Halterung lässt sich in Abhängigkeit von der Windschutzscheibenkrümmung die optische Achse der optischen Einrichtung einstellen. Der Halter ist an den beiden Seitenflächen der Halterung schwenkbar gelagert und dort in verschiedenen Positionen fixierbar. Der Halter kann somit mit den Seitenflächen der Halterung in verschiedenen Winkeln verbunden werden, um eine Positionsanpassung der optischen Einrichtung in Abhängigkeit von der Krümmung der Windschutzscheibe zu erreichen. Wie bereits erwähnt, muss die optische Achse bei derartigen optischen Einrichtungen immer eine horizontale Lage einnehmen, so dass zum Erreichen der Horizontallage der optischen Achse je nach Fahrzeugtyp eine Befestigung des Halters in unterschiedlichen Winkeln an der Halterung erfolgt. Dabei wird beim Zusammenbau der Halter relativ zur Halterung so weit gedreht bzw. verschwenkt, bis eine korrekte Position für die optische Einrichtung erreicht ist. Dann erfolgt eine Fixierung des Halters an den Seitenflächen der Halterung, um diese Position dauerhaft zu sichern. Das aus Halterung und Halter bestehende System kann dann an der Windschutzscheibe positioniert und mit dieser verklebt werden.
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Die optische Einrichtung kann dann am zugehörigen Halter befestigt und mit dem Fahrzeugkabelbaum verbunden werden. Schließlich wird eine Abdeckung für die Halterung mit darin montiertem Halter nebst optischer Einrichtung aufgesetzt und montiert.
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Der Halter für die optische Einrichtung besitzt vorzugsweise Elemente zur elastischen Lagerung der optischen Einrichtung. Hierbei kann es sich beispielsweise um Metallfedern handeln, die eine dauerhafte und schwingungsfreie Positionierung der optischen Einrichtung im Halter ermöglichen. Ferner kann der Halter Einrichtungen zum Verrasten der optischen Einrichtung am Halter aufweisen, so dass die optische Einrichtung bei der Montage in den Halter eingeklipst werden kann.
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Die auf die Halterung aufgebrachte Abdeckung schützt die optische Einrichtung vor mechanischer Beschädigung und gewährleistet so eine störungsfreie Funktion der optischen Einrichtung. Vorzugsweise wird die Abdeckung auf die Halterung aufgeklipst, so dass im endmontierten Zustand die Abdeckung die optische Einrichtung mit Halter und Halterung umschließt. Vorzugsweise weist daher die Halterung Einrichtungen zur mechanischen Fixierung der Abdeckung auf.
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Um eine variable Fixierung des Halters der optischen Einrichtung an den Seitenflächen der Halterung zu ermöglichen, weisen die Seitenflächen der Halterung vorzugsweise mehrere Fixierpunkte für Seitenflansche des Halters zur Festlegung desselben in verschiedenen Winkellagen auf. Der Halter ist daher drehbar bzw. schwenkbar an beiden Seitenflächen der Halterung angeordnet und weist an seinen Seitenflanschen zusammen mit der Halterung entsprechende Fixierpunkte auf, die eine Festlegung in verschiedenen Winkellagen ermöglichen. Diese Fixierpunkte können beispielsweise vorstehende Abschnitte am Halter oder der Halterung sein, die in Löcher des anderen Elementes eingreifen. Auch kann eine Befestigung in verschiedenen Winkellagen mittels Schrauben oder anderen Befestigungselementen erfolgen. Die entsprechenden Fixierpunkte sind beispielsweise in Abständen von 2° angeordnet, so dass eine Vielzahl von eng benachbarten Winkellagen für die Montage zur Verfügung steht.
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Insgesamt ermöglicht daher die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung eine Adaptierung einer optischen Einrichtung an verschiedenste Windschutzscheiben mit nur einer Variante der Vorrichtung. In der Produktion kann daher eine möglich späte Variantenbildung erfolgen. Hierdurch wird eine deutliche Kostenreduzierung für kleine Stückzahlen erreicht. Ferner wird eine schnelle Verfügbarkeit für funktionsfähige Vorrichtungen bei neuen Fahrzeugtypen erzielt. Es ist ein einfacher Aufbau bzw. eine einfache Montage durchführbar, und eine Variantenbildung kann ohne Spezialwerkzeug erfolgen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematisierte räumliche Darstellung einer kastenförmigen Halterung einer Befestigungsvorrichtung für eine optische Einrichtung;
- 2 eine schematisierte räumliche Darstellung eines Halters für die optische Einrichtung; und
- 3 eine schematisierte räumliche Darstellung einer an einer Windschutzscheibe montierten Befestigungsvorrichtung, die die Halterung und den Halter gemäß den 1 und 2 aufweist.
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Die hier dargestellte und beschriebene Befestigungsvorrichtung für eine optische Einrichtung zur Anbringung derselben an einer Windschutzscheibe eines Fahrzeuges besitzt drei Hauptteile, nämlich eine in 1 dargestellte Halterung 1, einen in 2 dargestellten Halter 13 und eine in 3 gezeigte Abdeckung 11. Der Halter 13 ist dabei an der Halterung 1 fixiert und trägt eine optische Einrichtung 9, beispielsweise eine Kamera, deren optische Achse sich horizontal durch eine in der Vorderseite 2 der Halterung 1 vorgesehene Öffnung 4 erstreckt. Die Abdeckung 11 überdeckt die Halterung 1 mit eingebautem Halter 13 und eingesetzter optischer Einrichtung 9.
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Im Gebrauch wird die Halterung 1 mit ihrer Vorderseite 2 von innen an der Windschutzscheibe eines Fahrzeuges befestigt. Die Vorderseite 2 ist dabei gekrümmt ausgebildet, wobei die Krümmung der Vorderseite einem Mittelwert von Krümmungen von Standardwindschutzscheiben entspricht. Ferner wird die Vorderseite 2 mithilfe eines Flüssigklebers an der Windschutzscheibe befestigt. Beide Maßnahmen sorgen dafür, dass die Halterung 1 an einer Vielzahl von Windschutzscheiben angebracht werden kann, die unterschiedliche Krümmungen in vertikaler und/oder horizontaler Richtung besitzen.
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Von der Vorderseite 2 aus erstrecken sich zwei Seitenflächen 3 unter einem Winkel von 90° in der Figur nach hinten. Diese Seitenflächen 3 weisen je einen Drehpunkt 7 auf, mit dem der in 2 dargestellte Halter 13 schwenkbar an den Seitenflächen 3 der Halterung 1 gelagert werden kann. Durch Drehen um den jeweiligen Drehpunkt 7 kann der Halter 13 so positioniert werden, dass sich die optische Achse der optischen Einrichtung 9 horizontal erstreckt. Um die entsprechende Drehlage zu fixieren, werden die beiden Seitenflansche 6 des Halters 13 mit Befestigungsstiften (nicht gezeigt) justiert, die sich in Befestigungslöcher an den Seitenflanschen 6 des Halters 13 erstrecken. Der Halter 13 besitzt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs Befestigungslöcher, die in Abständen von jeweils 2° angeordnet sind, so dass sich um 2° unterscheidende Winkel zwischen Halter 13 und Halterung 1 eingestellt und fixiert werden können. Die jeweiligen Drehpunkte sind in den Figuren bei 7 dargestellt.
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Bei der Montage der Befestigungsvorrichtung wird wie folgt vorgegangen: Der Halter 13 wird zuerst mithilfe der Drehpunkte schwenkbar an der Halterung 1 montiert. Danach erfolgt eine Fixierung des Halters 13 in der ausgewählten Drehlage, in der die optische Achse einer optischen Einrichtung 9 eine horizontale Lage einnimmt. Die Fixierung geschieht dabei über Befestigungsstifte, die in ein entsprechendes Befestigungsloch 8 eingesetzt werden. Dies kann beispielsweise über eine Verschraubung erfolgen.
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Danach wird die mit dem Halter 13 versehene Halterung 1 an der Windschutzscheibe angebracht. Hierzu wird die Vorderseite 2 der Halterung mit der Innenseite der Windschutzscheibe über einen Flüssigkleber verklebt. Danach wird die optische Einrichtung 9 am Halter 13 befestigt, indem die optische Einrichtung 9 beispielsweise am Quersteg 5 des Halters 13 mechanisch fixiert wird. Schließlich wird die Abdeckung 11 auf die Halterung mit eingesetzter optischer Einrichtung 9 aufgesetzt zu dieser fixiert. Halterung 1 und optische Einrichtung 9 sind dann von der Abdeckung 11 umschlossen.
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In 3 ist die an einem Teil einer Windschutzscheibe 12 angebrachte Befestigungsvorrichtung dargestellt.
