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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs, wie sie insbesondere bei einem autonom fahrenden Fahrzeug vorgesehen ist, um das Sichtfeld beispielsweise einer Kamera beim Auftreten von Verschmutzungen, Regen o.ä. freizuhalten, damit eine fehlerfreie Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs ermöglicht werden kann.
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Stand der Technik
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Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2019 121 910 A1 der Anmelderin ist eine Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Die bekannte Reinigungseinrichtung zeichnet sich durch ein Wischblatt aus, das über einen Wischarm mit einem Elektromotor gekoppelt ist. Hierbei verläuft die Antriebswelle des Elektromotors, die mit dem Wischarm gekoppelt ist, in einem konstanten Abstand zu einer kreisabschnittsförmig gebogenen Sichtscheibe, auf der das Wischblatt entlang bewegt wird. Dadurch, dass der Elektromotor und der Antriebsmechanismus in etwa im Zentrum des Gehäuses der Reinigungseinrichtung angeordnet sind, ist dieser Bereich für andere Bauteile nicht verwendbar bzw. schränkt den entsprechenden Bauraum entsprechend ein.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht, die darüber hinaus an unterschiedlich geformte Gehäuse von Umfelderkennungseinrichtungen bzw. unterschiedlich geformten Sichtscheiben anpassbar ist.
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Die genannten Vorteile werden gemäß der Lehre des Anspruchs 1 dadurch erzielt, dass der Elektromotor zusammen mit dem Wischarm eine gemeinsam bewegliche Baueinheit ausbildet. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass beim Betätigen der Reinigungseinrichtung sich der Wischarm zusammen mit dem Elektromotor im Bereich der Sichtscheibe bewegt, um mit dem an dem Wischarm befestigten Wischblatt ein Sichtfeld für einen Sensor zu reinigen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Um eine gezielte bzw. definierte Bewegung der soweit beschriebenen, aus dem Wischarm und dem Elektromotor bestehenden Baueinheit mit relativ geringem konstruktivem Aufwand zu erzielen, ist es vorgesehen, dass im Bereich des Gehäuses der Reinigungseinrichtung eine Führung ausgebildet ist, entlang derer die Baueinheit bewegbar ist.
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In konstruktiver Ausgestaltung einer derartigen Führung ist es vorgesehen, dass die Führung zumindest mittelbar kraft- und/oder form- und/oder reibschlüssig mit einem Antriebselement des Elektromotors gekoppelt ist.
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Weiterhin kann es bei einer derartigen Führung bevorzugt vorgesehen sein, dass die Führung ein am Gehäuse ortsfest angeordnetes Zahnprofilelement aufweist, das mit einem mit dem Elektromotor verbundenen Antriebszahnrad als Antriebselement zusammenwirkt.
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Auch hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung der Baueinheit gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Baueinheit ein Trägerelement zur Befestigung des Elektromotors und des Wischarms aufweist, und dass das Trägerelement mit wenigstens einem mit der Führung zusammenwirkenden Führungselements zusammenwirkt, um das Trägerelement mit dem Wischarm und dem Wischblatt bei einer Bewegung der Baueinheit in einer definierten Stellung zum Sichtfeld zu führen.
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Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn das wenigstens eine Führungselement formschlüssig in einem Führungsabschnitt der Führung geführt ist.
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Weiterhin kann es bei einer derartigen Baueinheit vorgesehen sein, dass der Wischarm über eine Koppelstange mit dem Trägerelement verbunden ist, dass der Wischarm an der dem Trägerelement abgewandten Seite der Koppelstange um eine Achse schwenkbar an der Koppelstange befestigt ist, und dass die Koppelstange längsverstellbar ausgebildet und mittels eines Federelements in Richtung des Trägerelement kraftbeaufschlagt ist.
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Besonders bevorzugt hinsichtlich der Anordnung der Führung ist es darüber hinaus, wenn die Führung in einer Einbauposition des Gehäuses in dem Fahrzeug an einem oberhalb des Sichtfeldes und/oder der Sichtscheibe angeordneten Bereich des Gehäuses, vorzugsweise an der dem Innenraum des Gehäuses zugewandten Seite angeordnet ist. Dadurch wird zum einen ein ungehindertes Ablaufen von der Sichtscheibe befindlicher Flüssigkeit ermöglicht, und zum anderen ist es möglich, die Baueinheit relativ geschützt innerhalb des Gehäuses anzuordnen, wozu das Gehäuse ggf. einen entsprechenden Deckel aufweist.
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Die Führung ist insbesondere als eine am Gehäuse umlaufende, endlose Führung ausgebildet, wobei die Baueinheit vorzugsweise ausschließlich in einer Richtung bewegbar ist. Eine derartige Ausgestaltung der Führung ermöglicht es, das Sichtfeld als am Gehäuse vollständig umlaufendes Sichtfeld auszubilden, sodass ein in dem Gehäuse angeordneter Sensor, insbesondere in Form einer Kamera, ein Rundumbild der äußeren Umgebung des Fahrzeugs aufnehmen kann.
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Hierbei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das Gehäuse mehrere, vorzugsweise vier ebene erste Sichtscheibenabschnitte aufweist, die über gekrümmt ausgebildete zweite Sichtscheibenabschnitte miteinander verbunden sind.
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Alternativ zu einer Ausgestaltung der Sichtscheibe, die am Gehäuse eine 360°-Rundumsicht ermöglicht, kann es alternativ vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen einzigen ebenen Sichtscheibenabschnitt aufweist, und dass die Baueinheit entlang des Sichtscheibenabschnitts hin- und herbeweglich ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Umfelderkennungseinrichtung mit einer ersten Reinigungseinrichtung, bei der eine 360°-Rundumsicht ermöglicht wird,
- 2 Einzelteile der Reinigungseinrichtung gemäß 1 in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Explosionsdarstellung,
- 3 eine perspektivische Darstellung einer Umfelderkennungseinrichtung mit einer zweiten Reinigungseinrichtung, bei der ein ebenes Sichtfeld an einer Seitenwand des Gehäuses angeordnet ist und
- 4 eine Explosionsdarstellung der wesentlichen Bauteile der Reinigungseinrichtung gemäß 3.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In den 1 und 2 ist eine erste Reinigungseinrichtung 10 mit den für die Erfindung wesentlichen Bauteilen dargestellt. Die Reinigungseinrichtung 10 ist Bestandteil einer Umfelderkennungseinrichtung 100 eines nicht gezeigten Fahrzeugs und dient dazu, das Umfeld des Fahrzeugs mittels eines innerhalb eines Gehäuses 102 der Umfelderkennungseinrichtung 100 angeordneten, lediglich in der 1 stark vereinfacht dargestellten Sensors 1 zu erfassen. Bei dem Sensor 1 kann es sich insbesondere um eine bildaufnehmende Kamera handeln. Die Umfelderkennungseinrichtung 100 ist dazu ausgebildet, eine vollständige, d.h. 360°-Rundumsicht der Umgebung des Fahrzeugs zu ermöglichen. Weiterhin wird erwähnt, dass das Gehäuse 102, dessen Oberseite in der Darstellung der 1 und 2 offen dargestellt ist, insbesondere mittels eines nicht dargestellten, haubenförmigen Deckelelements verschließbar ist, um den Eintritt von Medien bzw. Feuchtigkeit und Schmutz in den Innenraum 104 des Gehäuses 102, in dem sich auch der Sensor 1 befindet, zu vermeiden.
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Das Gehäuse 102 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa mit einer quadratischen Grundfläche bzw. einem quadratischen Querschnitt ausgestattet und weist hierzu u.a. vier ebene erste Sichtscheibenabschnitte 106 auf, die über vier, viertelkreisförmig geformte, zweite Sichtscheibenabschnitte 108 miteinander verbunden sind. Die Sichtscheibenabschnitte 106, 108 bilden insgesamt eine Sichtscheibe 110 mit einem Sichtfeld 12 für den Sensor 1 aus und bestehen vorzugsweise aus einem transparenten bzw. für die Frequenzen des Sensors 1 durchlässigen Material.
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Zur Reinigung des Sichtfelds 12, insbesondere durch auf dem Sichtfeld 12 anhaftendem Schmutz oder Feuchtigkeit usw. ist es erforderlich, das Sichtfeld 12 des Gehäuses 102 zu reinigen. Hierzu weist die Reinigungseinrichtung 10 ein Wischblatt 14 mit einem Wischgummi 16 auf, das in Anlagekontakt mit dem Sichtfeld 12 angeordnet ist. Die Orientierung des Wischblatts 14 bzw. des Wischgummis 16 zum Sichtfeld 12 ist derart, dass sich das Wischblatt 14 parallel zu einer Längsachse 18 des Gehäuses 102 erstreckt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass zur Reinigung das Wischblatt 14 entweder ausschließlich in einer Richtung des (Doppel-) Pfeils 20 entlang des Sichtfelds 12 bewegt wird, oder abwechselnd in beide Richtungen des (Doppel-) Pfeils 20, um beispielsweise während einer Fahrt den in Fahrtrichtung des Fahrzeugs sich befindlichen Sichtscheibenabschnitt 106, 108 bei Auftreten von Regen intensiver zu reinigen, als die anderen Sichtscheibenabschnitte 106, 108, die infolge des Regens beispielsweise weniger mit Nässe beaufschlagt sind oder aber die aufgrund der augenblicklichen Fahrtrichtung nicht von dem Sensor 1 erfasst werden müssen.
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Das Wischblatt 14 ist an einem Wischarm 22 austauschbar befestigt. Zur Bewegung des Wischarms 22 mit dem Wischblatt 14 dient ein Elektromotor 24, der mittels eines Antriebsmechanismus 23 mit dem Wischblatt 14 gekoppelt ist und der zusammen mit dem Wischarm 22 eine gemeinsam bewegbare Baueinheit 25 ausbildet. Hierzu sind der Elektromotor 24 und der Wischarm 22 mit einem Trägerelement 26 als Teil des Antriebsmechanismus 23 verbunden bzw. gekoppelt. Das Trägerelement 26 weist eine Trägerplatte 27 auf, von deren Unterseite zwei im Wesentlichen zylindrisch ausgebildete Führungselemente 28, 30 abragen, deren Längsachsen (nicht dargestellt) parallel zueinander angeordnet sind. Die als Führungszapfen ausgebildeten Führungselemente 28, 30 weisen auf der der Trägerplatte 27 abgewandten Seite jeweils einen im Durchmesser vergrößerten, rund bzw. kreisförmig ausgebildeten Führungsabschnitt 32 auf. Weiterhin ist an der Unterseite der Trägerplatte 27 ein Antriebszahnrad 34 als Antriebselement 33 drehbeweglich angeordnet, das mit einer Abtriebswelle 35 des Elektromotors 24 drehfest verbunden ist.
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Der Wischarm 22 ist über eine Koppelstange 36 mit einer an dem Trägerelement 26 befestigten Koppelstangenführung 37 verbunden, wobei die Koppelstangenführung 37 eine Führung 38 in Form eines Führungsschlitzes aufweist, entlang derer die Koppelstange 36 längsverstellbar angeordnet ist. Mittels eines als Zugfeder 39 ausgebildeten Federelements wird die Koppelstange 36 in der Koppelstangenführung 37 in Richtung der Trägerplatte 27 kraftbeaufschlagt, um eine Anlage des Wischblatts 14 an den Sichtscheibenabschnitten 106, 108 zu ermöglichen. Hierzu dient u.a. eine weitere Zugfeder 40, die zwischen dem Wischarm 22 und der Koppelstange 36 befestigt ist, wobei der Wischarm 22, der auf der dem Trägerelement 26 abgewandten Seite der Koppelstange 36 angeordnet ist, um eine Achse 41 schwenkbar gelagert ist.
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Am oberen Bereich des Gehäuses 102 weist dieses eine umlaufende Führung 42 als Bestandteil der Reinigungseinrichtung 10 auf, die als Führungsrahmen ausgebildet ist. Der Führungsrahmen bzw. die Führung 42 dient der zumindest mittelbaren Kopplung der Baueinheit 25 mit dem Gehäuse 102. Hierzu weist die Führung 42 entsprechend der Form der Sichtscheibenabschnitte 106, 108 ausgebildete leistenförmige Führungsprofilabschnitte 44, 46 auf. Die insbesondere aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellten Führungsprofilabschnitte 44, 46 weisen auf der dem Innenraum 104 zugewandten Seite des Gehäuses 102 Zahnprofilelemente 48 auf, die mit dem Antriebszahnrad 34 der Baueinheit 25 zusammenwirken, um bei einer Drehung der Abtriebswelle 35 des Elektromotor 24 die Baueinheit 25 entlang der Sichtscheibenabschnitte 106, 108 bzw. entlang des Gehäuses 102 zu bewegen. Weiterhin weisen die Führungsprofilabschnitte 44, 46 nutartige Führungsabschnitte 50 auf, die mit den Führungselementen 28, 30 sowie den Führungsabschnitten 32 zusammenwirken. Insbesondere bewirken die Führungsabschnitte 32 hierbei auch, dass die Baueinheit 25 bzw. das Trägerelement 26 in Richtung der Längsachse 18 betrachtet ortsfest im Bereich der Führung 42 angeordnet ist.
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In den 3 und 4 ist eine Reinigungseinrichtung 10a dargestellt, die sich von der Reinigungseinrichtung 10 dadurch unterscheidet, dass das Gehäuse 102a, das im Querschnitt quadratisch ausgebildet ist, lediglich einen einzigen, ebenen Sichtscheibenabschnitt 106a mit einem Sichtfeld 12a aufweist. Die Führung 42a ist als geradlinig ausgebildetes Führungsprofil 52 ausgebildet. Weiterhin ist das mit dem Wischarm 22a verbundene Führungselement 28a in Form eines Profilabschnitts ausgebildet und unmittelbar in der Führung 42a des Führungsprofils 52 angeordnet bzw. geführt. An der Oberseite des Führungselements 28a ist die Trägerplatte 27a als Teil des Antriebsmechanismus 23a befestigt, welche einerseits den Elektromotor 24 trägt, welcher wiederum mit dem Antriebszahnrad 34 gekoppelt ist. Das Antriebszahnrad 34 kämmt mit dem an der Führung 42a ausgebildeten Zahnprofil 56.
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Im Gegensatz zur Reinigungseinrichtung 10a ist es vorgesehen, dass der Elektromotor 24 als reversierbarer Elektromotor 24 ausgebildet sein muss, um durch eine Hin- und Herbewegung entsprechend des Doppelpfeils 58 eine Reinigung des (ebenen) Sichtscheibenabschnitts 106a zu ermöglichen.
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Die soweit beschriebene Reinigungseinrichtung 10, 10a kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere kann es bei beiden Reinigungseinrichtungen 10, 10a vorgesehen sein, durch entsprechende Sprühdüsen Reinigungsflüssigkeit bzw. Wasser auf den Bereich der Sichtscheibe 12, 12a aufzubringen, um eine verbesserte Reinigungswirkung zu erzielen. Auch ist es denkbar, Bestandteile der Reinigungseinrichtung 10, 10a, insbesondere den Antriebsmechanismus 23, 23a, beispielsweise aus Bauraumgründen unterhalb des Sichtfelds 12, 12a anzuordnen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensor
- 10, 10a
- Reinigungseinrichtung
- 12, 12a
- Sichtfeld
- 14
- Wischblatt
- 16
- Wischgummi
- 18
- Längsachse
- 20
- Pfeil
- 22,22a
- Wischarm
- 23,23a
- Antriebsmechanismus
- 24
- Elektromotor
- 25
- Baueinheit
- 26
- Trägerelement
- 27, 27a
- Trägerplatte
- 28, 28a
- Führungselement
- 30
- Führungselement
- 32
- Führungsabschnitt
- 33
- Antriebselement
- 34
- Antriebszahnrad
- 35
- Abtriebswelle
- 36
- Koppelstange
- 37
- Koppelstangenführung
- 38
- Führung
- 39
- Zugfeder
- 40
- Zugfeder
- 41
- Achse
- 42, 42a
- Führung
- 44
- Führungsprofilabschnitt
- 46
- Führungsprofilabschnitt
- 48
- Zahnprofilelement
- 50
- nutartiger Führungsabschnitt
- 52
- Führungsprofil
- 56
- Zahnprofil
- 58
- Doppelpfeil
- 100
- Umfelderkennungseinrichtung
- 102, 102a
- Gehäuse
- 104
- Innenraum
- 106, 106a
- erster Sichtscheibenabschnitt
- 108
- zweiter Sichtscheibenabschnitt
- 110
- Sichtscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019121910 A1 [0002]
