DE102020122332A1

DE102020122332A1 - Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020122332A1
Application number: DE102020122332.3A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Stefani; Radu-George Bute; Michael Schäuble; Ralf Beuchle
Original assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Current assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date: 2020-08-26
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2022-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung (10) für eine Umfelderkennungseinrichtung (100) eines Fahrzeugs, wobei die Reinigungseinrichtung (10) ein Wischblatt (18) aufweist, das dazu ausgebildet ist, entlang einer Sichtscheibe (12) der Umfelderkennungseinrichtung (100) bewegt zu werden, wobei das Wischblatt (18) mit einem Wischarm (16) verbunden ist, und wobei der Wischarm (16) mit einem Elektromotor (20) als Bestandteil eines Antriebsmechanismus (22) zur Bewegung des Wischblatts (18) gekoppelt ist.

Description

Technisches Gebiet
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.
Stand der Technik
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.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie bei Verwendung eines lediglich in einer Drehrichtung angetriebenen Elektromotors eine Hin- und Herbewegung des Wischblatts im Bereich eines Sichtfeldes bei einem konstruktiv vorteilhaft ausgebildeten Antriebsmechanismus aufweist.
Zur Erzielung der oben genannten Vorteile sieht es die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung vor, dass der Wischarm zumindest mittelbar an einer Verbindungsstelle mit einem endlosen Antriebsmittel verbunden ist, dass das Antriebsmittel um zwei, um jeweils eine Drehachse drehbare Umlenkelemente geführt ist, dass das Antriebsmittel von dem Elektromotor bewegbar ist, und dass der Elektromotor dazu ausgebildet ist, das Antriebsmittel ausschließlich in einer Richtung anzutreiben, sodass die Verbindungsstelle bei der Bewegung des Antriebsmittels entlang einer geschlossenen Bewegungsbahn geführt ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
In einer Weiterbildung der soweit beschriebenen Reinigungseinrichtung bzw. deren Antriebsmechanismus ist es vorgesehen, dass das Antriebsmittel als Zahnriemen ausgebildet ist, dass die Umlenkelemente als mit dem Zahnriemen zusammenwirkende Zahnriemenräder ausgebildet sind, dass die Verbindungsstelle auf der einer Verzahnung des Zahnriemens abgewandten Seite des Zahnriemens angeordnet ist, und dass der Elektromotor zum Bewegen des Antriebs mit einem der Umlenkelemente verbunden ist.
Weiterhin sieht es eine bevorzugte konstruktive Ausgestaltung des Antriebsmechanismus vor, dass der Wischarm zusätzlich mit einer parallel zu einem oberen und einem unteren Trum des Antriebsmittels angeordneten, geradlinig ausgebildeten Führungsschiene verbunden ist, die eine Linearführung für den Wischarm ausbildet, dass der Wischarm mittels eines Koppelmechanismus mit dem Antriebsmittel verbunden ist, dass ein Zwischenelement des Koppelmechanismus um eine Drehachse drehbar gelagert ist, und dass ein Verbindungselement, das mit dem Antriebsmittel an der Verbindungsstelle verbunden und mit dem Zwischenelement gekoppelt ist, in einem radialen Abstand zur Drehachse angeordnet ist.
In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es vorgesehen, dass das Verbindungselement in einer Aufnahme an der Verbindungsstelle am Antriebsmittel drehbar gelagert ist, und dass eine mittig zwischen den beiden Trumen des endlosen Antriebsmittels angeordnete Symmetrieebene fluchtend zur Drehachse des Koppelmechanismus verläuft.
Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Zwischenelement mehrere, in einem radialen Abstand zur Drehachse angeordnete Zentrierfortsätze aufweist, die mit einer kreisförmig ausgebildeten Lauffläche des Koppelmechanismus zusammenwirken.
Um einen Zutritt von Schmutz bzw. Feuchtigkeit zu dem Antriebsmechanismus zu verhindern, kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass der Antriebsmechanismus zumindest teilweise innerhalb eines mit einem Gehäuse der Umfelderkennungseinrichtung verbindbaren Schutzgehäuses angeordnet ist, und dass der Wischarm bereichsweise aus dem Schutzgehäuse herausragt.
In Weiterbildung eines derartigen Schutzgehäuses kann es vorgesehen sein, dass wenigstens ein, vorzugsweise zwei, auf gegenüberliegenden Seiten des Wischarms im Bereich eines Eintrittsbereichs des Wischarms in das Schutzgehäuse angeordnete Abdichtelemente vorgesehen sind, die dazu ausgebildet sind, den Innenraum des Schutzgehäuses gegenüber dem Wischarm abzudichten.
Hierbei kann es insbesondere auch vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Abdichtelement als Abdichtleiste, aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material bestehend ausgebildet ist, das in Anlagekontakt mit dem Wischarm angeordnet ist.
Auch hinsichtlich der konstruktiven Ausbildung bzw. der Fertigung des Wischarms gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Wischarm als Stanz-/Biegeteil mit flachem Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Breitseite des Querschnitts zumindest im Bereich des Wischblatts senkrecht zu einer Wischblattebene verläuft.
Auch kann es vorgesehen sein, dass das Wischblatt am Wischarm austauschbar angeordnet ist, um beispielsweise bei einem beschädigten Wischblatt oder im Rahmen von Inspektionen einen einfachen Austausch des Wischblatts zu ermöglichen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs,
2 die wesentlichen Bestandteile der Reinigungseinrichtung gemäß der 1 in einer Explosionsdarstellung,
3 einen Antriebsmechanismus der Reinigungseinrichtung in montiertem Zustand in einer perspektivischen Darstellung,
4 und 5 in jeweils perspektivischer Darstellung Teile des Antriebsmechanismus gemäß der 2 und 3 in unterschiedlichen Positionen des Wischblatts,
6 Bauteile des Antriebsmechanismus im Bereich eines Koppelmechanismus in perspektivischer Darstellung,
7 die Bestandteile des Koppelmechanismus gemäß der 6 in einem Längsschnitt und
8 einen Längsschnitt durch die Umfelderkennungseinrichtung mit deren Reinigungseinrichtung gemäß der 1.

Ausführungsformen der Erfindung
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In den 1 und 8 ist eine Umfelderkennungseinrichtung 100 mit daran angeordneter, erfindungsgemäß ausgebildeter Reinigungseinrichtung 10 dargestellt. Die Umfelderkennungseinrichtung 100 dient dazu, insbesondere bei einem autonom fahrenden Fahrzeug (nicht dargestellt) eine Erfassung des vor dem Fahrzeug befindlichen Bereichs zu ermöglichen. Hierzu weist die Umfelderkennungseinrichtung 100 ein Gehäuse 102 auf, das im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen quaderförmig bzw. kubisch ausgebildet ist. Innerhalb des Gehäuses 102 ist eine im Einzelnen nicht dargestellte Sensoreinrichtung 1, insbesondere in Form einer Kamera, angeordnet, die den Bereich vor dem Fahrzeug erfasst. Hierzu weist das Gehäuse 102 eine ebene Sichtscheibe 12 zur Ausbildung eines Sichtfeldes 15 für die Sensoreinrichtung 1 auf. Die Sichtscheibe 12 besteht aus einem für die Wellenlänge des Sensors 1 durchsichtigem Material, insbesondere aus Glas. Demgegenüber kann das (restliche) Gehäuse 102 beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet sein.
An der Oberseite des Gehäuses 102 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Schutzgehäuse 14 zur Aufnahme wesentlicher Bestandteile der Reinigungseinrichtung 10 angeordnet und mit dem Gehäuse 102 verbunden. Aus dem Schutzgehäuse 14 ragt ein Wischarm 16 heraus, an dem ein Wischblatt 18 mit einem Wischgummi austauschbar befestigt ist. Das Wischblatt 18 dient der Reinigung der Sichtscheibe 12 im Bereich des Sichtfeldes 15. Der Wischarm 16 ist als Stanz-/Biegeteil ausgebildet, wobei eine Breitseite 17 des Querschnitts des Wischarms 16 zumindest im Bereich des Wischblatts 18 senkrecht zu einer Wischblattebene 19 angeordnet ist (3).
Die Bewegung des Wischarms 16 bzw. des Wischblatts 18 entlang des Sichtfelds 15 der Sichtscheibe 12 zwischen zwei Umkehrpositionen U₁ und U₂ in Richtung des Doppelpfeils 21 (1) erfolgt mittels eines Elektromotors 20, der beispielhaft außerhalb des Schutzgehäuses 14 angeordnet ist und mittels eines Antriebsmechanismus 22 mit dem Wischarm 16 verbunden ist.
Das Schutzgehäuse 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgebildet und weist ein Bodenelement 24 zur Verbindung mit dem Gehäuse 102 und ein haubenförmiges Deckelelement 26 auf.
Innerhalb des Bodenelements 24 bzw. des Schutzgehäuses 14 sind zwei, um jeweils eine Drehachse 27, 28 in einem Abstand zueinander angeordnete Umlenkelemente 29, 30 in Form von Zahnriemenrädern 32 angeordnet. Die Zahnriemenräder 32 bzw. Umlenkelemente 29, 30 dienen der Führung und Bewegung eines als endlosen Antriebsmittels 33 ausgebildeten Zahnriemens 34. Die Bewegung des Zahnriemens 34 bzw. des Antriebsmittels 33 erfolgt beispielhaft über das eine Umlenkelement 29 bzw. dessen Zahnriemenrad 32, das über eine Achse 35 mit einem Kupplungselement 36 mit einer Abtriebswelle 37 des Elektromotors 20 drehfest verbunden ist.
An der einer Verzahnung 41 des Zahnriemens 34 abgewandten Seite ist ein Verbindungselement 38 mit einer als Aufnahme dienenden Durchgangsbohrung 39 zur Ausbildung einer Verbindungsstelle 40 mit einem Koppelmechanismus 42 angeordnet. Der Koppelmechanismus 42 umfasst einen Zapfen 44 als Verbindungselement, der die Durchgangsöffnung 39 durchsetzt. Die Längsachse 43 des Zapfens 44 bzw. das Verbindungselement ist in einem Abstand a von einer Drehachse 46 eines Zwischenelements 48 angeordnet, an dem auch der Zapfen 44 befestigt ist.
Das Zwischenelement 48 weist drei, um 120° zur Drehachse 46 angeordnete Arme 50 auf, von denen zwei Arme 50 auf der dem Zapfen 44 abgewandten Seite Zentrierfortsätze 52 aufweisen, ebenso wie der Zapfen 44, der auf der Seite der Zentrierfortsätze 42 entsprechend verlängert ausgebildet ist oder alternativ einen eigenen Zentrierfortsatz 52 aufweist.
Die Zentrierfortsätze 52 wälzen auf einer Lauffläche 54 eines Laufrings 56 des Koppelmechanismus 42 ab. Weiterhin ist das Zwischenelement 48 über einen in einer entsprechenden Bohrung des Zwischenelements 48 angeordneten Zapfen 58 mit einem Abschnitt 59 des Wischarms 16 verbunden. Am Wischarm 16 ist darüber hinaus ein leistenabschnittartiges Führungselement 60 befestigt, das in einem Führungsabschnitt 61 einer geradlinig ausgebildeten Führungsschiene 62 geführt ist. Die Führungsschiene 62 ist parallel zu einem oberen Trum 63 bzw. unteren Trum 64 des Zahnriemens 34 angeordnet. Weiterhin ist die Führungsschiene 62 mittels Befestigungsschrauben 65 mit dem Bodenelement 24 verbunden.
Um den Innenraum des Schutzgehäuses 14 vor dem Zutritt von Schmutz bzw. Medien zu schützen, sind in einem Eintrittsbereich 66 des Wischarms 16 in das Schutzgehäuse 14 beispielhaft zwei insbesondere aus Gummi bzw. einem ähnlichen Material bestehende Abdichtelemente 68 in Form von Abdichtleisten 71 vorgesehen, die mit lippenförmigen Abschnitten 69 an dem entsprechenden Abschnitt des Wischarms 16 dichtend anliegen.
Bei einem Betrieb des Elektromotors 20 wird der Koppelmechanismus 42 über das Verbindungselement 38 bzw. den Zapfen 44 bewegt. Dabei wird die Längsachse 43 des Zapfens 44 entlang einer geschlossenen, lediglich in der 5 dargestellten Bewegungsbahn 70 bewegt, die in einem Abstand zum Zahnriemen 34 verläuft. Eine mittig zwischen den beiden Trumen 63, 64 des Zahnriemens 34 verlaufende Symmetrieebene 67 fluchtet zur Drehachse 46 des Koppelmechanismus 42. Die Zentrierfortsätze 52 bewirken, dass trotz der ortsfest angeordneten Führung vor dem Wischarm 16 eine entsprechende Anpassung bzw. Bewegung des Zapfens 44 an dem Verbindungselement 38 ermöglicht wird.
Die soweit beschriebene Reinigungseinrichtung 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So kann es insbesondere auch vorgesehen sein, dass eine zusätzliche Sprüheinrichtung zum Aufbringen eines Reinigungsmediums auf die Sichtscheibe 12 vorgesehen sein kann.
Bezugszeichenliste

1: Sensoreinrichtung
10: Reinigungseinrichtung
12: Sichtscheibe
14: Schutzgehäuse
15: Sichtfeld
16: Wischarm
17: Breitseite
18: Wischblatt
19: Wischblattebene
20: Elektromotor
21: Doppelpfeil
22: Antriebsmechanismus
24: Bodenelement
26: Deckelelement
27: Drehachse
28: Drehachse
29: Umlenkelement
30: Umlenkelement
32: Zahnriemenrad
33: Antriebsmittel
34: Zahnriemen
35: Achse
36: Kupplungselement
37: Abtriebswelle
38: Verbindungselement
39: Durchgangsbohrung
40: Verbindungsstelle
41: Verzahnung
42: Koppelmechanismus
43: Längsachse
44: Zapfen
46: Drehachse
48: Zwischenelement
50: Arm
52: Zentrierfortsatz
54: Lauffläche
56: Laufring
58: Zapfen
59: Abschnitt
60: Führungselement
61: Führungsabschnitt
62: Führungsschiene
63: oberes Trum
64: unteres Trum
65: Befestigungsschraube
66: Eintrittsbereich
67: Symmetrieebene
68: Abdichtelement
69: lippenförmiger Abschnitt
70: Bewegungsbahn
71: Abdichtleiste
100: Umfelderkennungseinrichtung
102: Gehäuse
a: Abstand
U1: Umkehrposition
U2: Umkehrposition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102019121910 A1 [0002]

Claims

Reinigungseinrichtung (10) für eine Umfelderkennungseinrichtung (100) eines Fahrzeugs, wobei die Reinigungseinrichtung (10) ein Wischblatt (18) aufweist, das dazu ausgebildet ist, entlang einer Sichtscheibe (12) der Umfelderkennungseinrichtung (100) bewegt zu werden, wobei das Wischblatt (18) mit einem Wischarm (16) verbunden ist, und wobei der Wischarm (16) mit einem Elektromotor (20) als Bestandteil eines Antriebsmechanismus (22) zur Bewegung des Wischblatts (18) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wischarm (16) zumindest mittelbar an einer Verbindungsstelle (40) mit einem endlosen Antriebsmittel (33) verbunden ist, dass das Antriebsmittel (33) um zwei, um jeweils eine Drehachse (27, 28) drehbare Umlenkelemente (29, 30) geführt ist, dass das Antriebsmittel (33) von dem Elektromotor (20) bewegbar ist, und dass der Elektromotor (20) dazu ausgebildet ist, das Antriebsmittel (33) ausschließlich in einer Richtung anzutreiben, sodass die Verbindungsstelle (40) bei der Bewegung des Antriebsmittels (33) entlang einer geschlossenen Bewegungsbahn (70) geführt ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (33) als Zahnriemen (34) ausgebildet ist, dass die Umlenkelemente (29, 30) als mit dem Zahnriemen (34) zusammenwirkende Zahnriemenräder (32) sind, dass die Verbindungsstelle (40) auf der einer Verzahnung (41) des Zahnriemens (34) abgewandten Seite des Zahnriemens (34) angeordnet ist, und dass der Elektromotor (20) zum Bewegen des Antriebsmittels (33) mit einem der Umlenkelemente (29, 30) verbunden ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wischarm (16) zusätzlich mit einer parallel zu einem oberen und einem unteren Trum (63, 64) des Antriebsmittels (33) angeordneten, geradlinig ausgebildeten Führungsschiene (62) verbunden ist, die eine Linearführung für den Wischarm (16) ausbildet, dass der Wischarm (16) mittels eines Koppelmechanismus (42) mit dem Antriebsmittel (33) verbunden ist, dass ein Zwischenelement (48) des Koppelmechanismus (42) um eine Drehachse (46) des Koppelmechanismus (42) drehbar gelagert ist, und dass ein an dem Koppelmechanismus (42) drehbar gelagertes Verbindungselement (44), das mit dem Antriebsmittel (33) an der Verbindungsstelle (40) verbunden und mit dem Zwischenelement (48) gekoppelt ist, in einem radialen Abstand (a) zur Drehachse (46) angeordnet ist.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (44) in einer Aufnahme (39) an der Verbindungsstelle (40) drehbar gelagert ist, und dass eine mittig zwischen den beiden Trumen (63, 64) angeordnete Symmetrieebene (67) fluchtend zur Drehachse (46) des Koppelmechanismus (42) verläuft.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (48) mehrere, in einem radialen Abstand (a) zur Drehachse (46) angeordnete Zentrierfortsätze (52) aufweist, die mit einer kreisförmig ausgebildeten Lauffläche (54) des Koppelmechanismus (42) zusammenwirken.
Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus (22) zumindest teilweise innerhalb eines mit einem Gehäuse (102) der Umfelderkennungseinrichtung (100) verbindbaren Schutzgehäuses (14) angeordnet ist, und dass der Wischarm (16) bereichsweise aus dem Schutzgehäuse (14) herausragt.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein, vorzugsweise zwei, auf gegenüberliegenden Seiten des Wischarms (16) im Bereich eines Eintrittsbereichs (66) des Wischarms (16) in das Schutzgehäuse (14) angeordnete Abdichtelemente (68) vorgesehen sind, die dazu ausgebildet sind, den Innenraum des Schutzgehäuses (14) gegenüber dem Wischarm (16) abzudichten.
Reinigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abdichtelement (68) als Abdichtleiste (71), aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material bestehend ausgebildet ist, das in Anlagekontakt mit dem Wischarm (16) angeordnet ist.
Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wischarm (16) als Stanz-/Biegeteil mit flachem Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Breitseite (17) des Querschnitts zumindest im Bereich des Wischblatts (18) senkrecht zu einer Wischblattebene (19) angeordnet ist.
Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wischblatt (18) am Wischarm (16) austauschbar angeordnet ist.