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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse wenigstens für eine Signal-Umwandlungseinrichtung einer Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs mittels elektromagnetischer Signale,
mit wenigstens einem Gehäuseinnenraum zur Aufnahme der wenigstens einen Signal-Umwandlungseinrichtung und mit wenigstens einem Transmissionsbereich, welcher für elektromagnetische Signale durchlässig ist.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs mittels elektromagnetischer Signale,
mit wenigstens einem Gehäuse, welches wenigstens einen Gehäuseinnenraum und wenigstens einen Transmissionsbereich aufweist, welcher für elektromagnetische Signale durchlässig ist,
und mit wenigstens einer Signal-Umwandlungseinrichtung, welche in dem wenigstens einen Gehäuseinnenraum angeordnet ist.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs mittels elektromagnetischer Signale welche umfasst
wenigstens ein Gehäuse, welches wenigstens einen Gehäuseinnenraum und wenigstens einen Transmissionsbereich aufweist, welcher für elektromagnetische Signale durchlässig ist,
und wenigstens eine Signal-Umwandlungseinrichtung, welche in dem wenigstens einen Gehäuseinnenraum angeordnet ist.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2010 047 984 A1 ist eine optische Messvorrichtung bekannt, welche ein Gehäuse mit einer Bodenplatte umfasst. Im Gehäuse sind ein Sendefenster, durch das beispielsweise gepulstes Laserlicht abgestrahlt wird, und ein Empfangsfenster eingebracht, durch das von Objekten in einem Überwachungsbereich reflektiertes Laserlicht empfangen wird. Innerhalb des Gehäuses sind eine Sendeeinheit, eine Empfängereinheit sowie eine Umlenkspiegelanordnung angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse, eine Detektionsvorrichtung und ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen ein Druckausgleich zwischen wenigstens einem Gehäuseinnenraum und der Umgebung ermöglicht wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Gehäuse dadurch gelöst, dass das Gehäuse wenigstens eine Druckausgleichsverbindung zwischen dem wenigstens einen Gehäuseinnenraum und der Umgebung aufweist.
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Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Druckausgleichverbindung vorgesehen, mit welcher insbesondere bei Temperaturschwankungen ein Druckausgleich zwischen dem wenigstens einen Gehäuseinnenraum und der Umgebung ermöglicht wird.
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Vorteilhafterweise kann es sich bei dem wenigstens einen Transmissionsbereich um Fenster handeln. Die Fenster können aus zumindest für die verwendeten elektromagnetischen Signale durchlässigen Material sein.
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Vorteilhafterweise kann es sich bei wenigstens einer Signal-Umwandlungseinrichtung für elektromagnetische Signale um eine Sendeeinrichtung und/oder eine Empfangseinrichtung handeln. Mit der Signal-Umwandlungseinrichtung können elektromagnetische Signale, insbesondere Lichtsignale, Radarsignale oder dergleichen, in elektrische Signale und/oder umgekehrt umgewandelt werden.
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Vorteilhafterweise können mit der wenigstens einen Signal-Umwandlungseinrichtung, insbesondere wenigstens einem Sender, aus elektrischen Signalen elektromagnetische Abtastsignale erzeugt werden. Mit elektromagnetischen Abtastsignalen kann der Überwachungsbereich abgetastet werden.
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Alternativ oder zusätzlich können mit der wenigstens einen Signal-Umwandlungseinrichtung, insbesondere wenigstens einem Empfänger, aus elektromagnetischen Signalen, insbesondere reflektierten Abtastsignalen, welche aus dem wenigstens einen Überwachungsbereich kommen, elektrische Signale ermittelt werden. Elektrische Signale können mit einer entsprechenden elektrischen Auswerteeinrichtung verarbeitet werden. Elektrische Auswerteeinrichtung kann dabei Teil der wenigstens einen Signal-Umwandlungseinrichtung sein.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung als Time-of-Flight-(TOF), Light-Detection-and-Ranging-Systeme (LiDAR), Laser-Detection-and-Ranging-Systeme (LaDAR), Radar oder dergleichen ausgestaltet sein. Auf diese Weise können mit der wenigstens einen Detektionsvorrichtung Objektinformationen, insbesondere Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten, von erfassten Objekten ermittelt werden.
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Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug, insbesondere Drohnen, und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Detektionsvorrichtung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Detektionsvorrichtung ist jedoch nicht beschränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch im stationären Betrieb, in der Robotik und/oder bei Maschinen, insbesondere Bau- oder Transportmaschinen, wie Kränen, Baggern oder dergleichen, eingesetzt werden.
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Die Detektionsvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs oder einer Maschine, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein Teil der Funktionen des Fahrzeugs oder der Maschine autonom oder teilautonom betrieben werden.
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Mit der Detektionsvorrichtung können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Druckausgleichsverbindung wenigstens eine Membran aufweisen. Auf diese Weise kann der Gehäuseinnenraum gegenüber der Umgebung abgedichtet werden. Mit einer Membran kann eine nachhaltige Staub- und Wasserdichtigkeit des Gehäuses gewährleistet werden.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Membran dicht sein gegenüber Partikeln. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Schmutz und Feuchtigkeit aus der Umgebung in den Gehäuseinnenraum gelangt. Mit der wenigstens einen Membran kann der wenigstens eine Gehäuseinnenraum vor dem Eindringen von Flüssigkeit, auch unter Druck, geschützt werden.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Membran wasserdampfdurchlässig sein. Auf diese Weise kann zum Druckausgleich Wasserdampf durch die wenigstens eine Membran vom Gehäuseinnenraum in die Umgebung oder umgekehrt gelangen.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Membran aus einem mikroporösen Material, insbesondere Polytetrafluorethylen, sein. Auf diese Weise kann ein Druckausgleich über Wasserdampf erfolgen, ohne dass Schmutz und Feuchtigkeit aus der Umgebung in den Gehäuseinnenraum gelangen können.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Membran mittels wenigstens einer formschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels Kleben oder Heißverstemmen, mit dem Gehäuse verbunden sein. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Membran einfach und stabil mit dem Gehäuse befestigt werden.
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Vorteilhafterweise kann das Gehäuse wenigstens teilweise aus Metall, Kunststoff und/oder Verbundwerkstoff oder dergleichen sein. Auf diese Weise kann das Gehäuse stabil und/oder einfach realisiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Druckausgleichsverbindung wenigstens ein Druckausgleichs-Kanalsystem aufweisen, das zur Umgebung hin offen ist. Durch das wenigstens eine Druckausgleichs-Kanalsystem kann insbesondere gasförmiges Medium, insbesondere Wasserdampf, zum Druckausgleich aus dem Gehäuseinnenraum in die Umgebung gelangen oder umgekehrt.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Druckausgleichs-Kanalsystem als Belüftung wenigstens einer innen liegenden Membran dienen. Auf diese Weise kann die Funktion der Membran verbessert werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Druckausgleichs-Kanalsystem so ausgestaltet sein, dass etwaige Flüssigkeit zur Umgebung hin ablaufen kann. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich die Flüssigkeit in der wenigstens einen Druckausgleichsverbindung, insbesondere im Bereich einer Membran, staut und dadurch deren Funktion behindert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Membran der Druckausgleichsverbindung in und/oder an einem Druckausgleichs-Kanalsystem angeordnet sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Druckausgleichs-Kanalsystem gegenüber Partikeln, insbesondere Schmutz und/oder Feuchtigkeit, abgedichtet werden. Die wenigstens eine Membran lässt dabei einen Druckausgleich zwischen dem Gehäuseinnenraum und der Umgebung zu. Über das wenigstens eine Druckausgleichs-Kanalsystem kann gasförmiges Medium, insbesondere Wasserdampf,, welches aus dem Gehäuseinnenraum durch die wenigstens eine Membran strömen kann, zur Umgebung abgeführt werden. Das wenigstens eine Druckausgleichs-Kanalsystem kann zur Entlüftung und zum Abführen von Flüssigkeit dienen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Membran der wenigstens einen Druckausgleichsverbindung auf der dem wenigstens einen Gehäuseinnenraum zugewandten Seite wenigstens eines Druckausgleichs-Kanalsystems der Druckausgleichsverbindung angeordnet sein. Auf diese kann die wenigstens eine Membran zur Umgebung hin geschützt angeordnet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei Kanalabschnitte wenigstens eines Druckausgleichs-Kanalsystems wenigstens einer Druckausgleichsverbindung schräg zueinander verlaufen. Auf diese Weise kann bei einer Vielzahl von räumlichen Montageorientierungen des Gehäuses erreicht werden, dass ein Kanalabschnitt Gehäuseinnenraum betrachtet nach räumlich unten oder schräg nach räumlich unten verläuft. So kann etwa in dem wenigstens einen Druckausgleichs-Kanalsystem vorhandene Flüssigkeit nach räumlich unten ablaufen. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die Druckausgleichsverbindung, insbesondere das wenigstens eine Druckausgleichs-Kanalsystem, durch Flüssigkeit blockiert wird.
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Durch die Vielzahl von mögliche räumlichen Montageorientierung des Gehäuses kann mit nur einer Gehäusevariante unterschiedliche Einbaulagen realisiert werden. So kann insgesamt ein Aufwand, insbesondere ein Kostenaufwand, an erforderlichen Gehäusevarianten für unterschiedliche Einsatzbereiche verringert werden.
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Vorteilhafterweise können die entsprechenden Umgebungsöffnungen der wenigstens zwei Kanalabschnitte an unterschiedlichen Stellen angeordnet sein. So kann stets ein freier Zugang in einer Vielzahl von Montageorientierungen und Einbaulagen des Gehäuses sichergestellt werden.
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Vorteilhafterweise können wenigstens zwei Kanalabschnitte wenigstens eines Druckausgleichs-Kanalsystems in spitzem Winkel, insbesondere etwa zwischen 30° und 90°, zueinander verlaufen. Auf diese Weise kann eine große Auswahl von möglichen Montageorientierungen realisiert werden, in denen das Gehäuse angeordnet werden kann und in denen wenigstens einer der zwei Kanalabschnitte nach räumlich unten oder schräg nach räumlich unten verläuft.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei Kanalabschnitte wenigstens eines Druckausgleichs-Kanalsystems wenigstens einer Druckausgleichsverbindung über wenigstens einen Verbindungsraum miteinander verbunden sein. Auf diese Weise kann etwa in dem wenigstens einen Druckausgleichs-Kanalsystem vorhandene Flüssigkeit gesammelt werden. Ferner kann verhindert werden, dass sich die Flüssigkeit vor einer etwaigen Membran der wenigstens ein Druckausgleichsverbindung stauen kann und so die Membran verschließt. Die Flüssigkeit aus dem wenigstens einen Verbindungsraum kann über wenigstens einen Kanalabschnitt, insbesondere einen Außen-Kanalabschnitt, zu Umgebung hin ablaufen.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Verbindungsraum als Schnittbereich von mehreren Kanalabschnitten realisiert sein. So kann eine entsprechende Raumvergrößerung erreicht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Druckausgleichs-Kanalsystem wenigstens einer Druckausgleichsverbindung wenigstens einen Zentral-Kanalabschnitt und wenigstens einen Außen-Kanalabschnitt aufweisen, welche miteinander verbunden sind, wobei der wenigstens eine Zentral-Kanalabschnitt zu wenigstens einem Gehäuseinnenraum führt und wenigstens ein Außen-Kanalabschnitt wenigstens eine Umgebungsöffnung zur Umgebung hin aufweist. Auf diese Weise kann ein Zentral-Kanalabschnitt von dem wenigstens einen Gehäuseinnenraum weg führen und in wenigstens einen Außen-Kanalabschnitt münden. Der wenigstens eine Außen-Kanalabschnitt führt zur Umgebung.
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Der wenigstens eine Zentral-Kanalabschnitt und der wenigstens eine Außen-Kanalabschnitt können vorteilhafterweise schräg zueinander verlaufen. Auf diese Weise kann eine Art Labyrinth erzeugt werden. So kann besser verhindert werden, dass Schmutz und Flüssigkeit aus der Umgebung zum Gehäuseinnenraum, insbesondere zu einer etwaigen Membran zwischen dem wenigstens einen Druckausgleichs-Kanalsystem und dem wenigstens einen Gehäuseinnenraum, gelangen kann. Außerdem kann mit eine derartigen Anordnung von Kanalabschnitte der Gehäuseinnenraum und gegebenenfalls wenigstens eine Membran, vor mechanischen Einflüssen aus der Umgebung, insbesondere Einstiche durch Draht oder spitze Gegenstände, geschützt werden.
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Vorteilhafterweise können wenigstens ein Zentral-Kanalabschnitt und wenigstens zwei Außen-Kanalabschnitte gegebenenfalls über einen Verbindungsraum miteinander verbunden sein. Auf diese Weise kann eine noch komplexere Form in Art eines Labyrinth realisiert werden. So kann der Schutz insbesondere wenigstens eine Membran zur Umgebung hin weiter verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Kanalabschnitt wenigstens eines Druckausgleichs-Kanalsystems der wenigstens einen Druckausgleichsverbindung eine gerade Kanalachse aufweisen. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Kanalabschnitt einfacher, insbesondere mithilfe einer Bohrung, realisiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Kanalachse wenigstens eines Kanalabschnitts wenigstens eines Druckausgleichs-Kanalsystems der wenigstens einen Druckausgleichsverbindung parallel zu einer Montageebene und/oder einer Ausrichtungsachse des Gehäuses verlaufen
und/oder
eine Kanalachse wenigstens eines Kanalabschnitts wenigstens eines Druckausgleichs-Kanalsystems der wenigstens einen Druckausgleichsverbindung kann schräg zu einer Montageebene und/oder wenigstens einer Ausrichtungsachse des Gehäuses verlaufen. Auf diese Weise kann je nach Montageorientierung der Montageebene des Gehäuses an einem Montageteil wenigstens ein Kanalabschnitt so ausgerichtet sein, dass etwa vorhandenen Flüssigkeit nach räumlich unten ablaufen kann.
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Die Montageebene des Gehäuses ist eine gedachte Ebene, welche die Orientierung des Gehäuses relativ zu einem Montageteil, an dem das Gehäuse montiert wird, vorgibt. Bei dem Montageteil kann es sich vorteilhafterweise um ein Teil eines Fahrzeugs, insbesondere eine Stoßstange, ein Unterboden oder dergleichen, handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Montageteil um einen Kühlkörper, insbesondere ein Kühlblech, oder dergleichen handeln. Mit dem Kühlkörper kann die Detektionsvorrichtung gekühlt werden.
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Vorteilhafterweise kann die Montageebene des Gehäuses durch den Verlauf einer Montageseite vorgegeben sein. Vorteilhafterweise kann sich die Montageseite auf der dem wenigstens einen Transmissionsbereich gegenüberliegenden Seite des Gehäuses befinden. Auf diese Weise kann das Gehäuse auf seine Rückseite an einem Montageteil befestigt werden.
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Entsprechend ist eine Ausrichtungsachse des Gehäuses eine gedachte Achse, welche die Orientierung des Gehäuses relativ zu einem Montageteil vorgibt. Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Ausrichtungsachse parallel zu einer Seitenfläche des Gehäuses verlaufen. Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Längs-Ausrichtungsachse parallel zu einer Längsseite des Gehäuses verlaufen. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Quer-Ausrichtungsachse parallel zu einer Querseite des Gehäuses verlaufen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Kanalachsen von wenigstens drei Kanalabschnitten wenigstens eines Druckausgleichs-Kanalsystems der wenigstens einen Druckausgleichsverbindung eine gemeinsame Ebene aufspannen
oder
die Kanalachsen von wenigstens drei Kanalabschnitten wenigstens eines Druckausgleichs-Kanalsystems der wenigstens einen Druckausgleichsverbindung können keine gemeinsame Ebene aufspannen. Auf diese Weise kann die Ausgestaltung des wenigstens einen Druckausgleichs-Kanalsystems an unterschiedliche geplante Montagesituation so angepasst werden, dass wenigstens ein Kanalabschnitt nach räumlich unten ausgerichtet ist, damit etwa in dem wenigstens einen Druckausgleichs-Kanalsystem vorhandene Flüssigkeit nach räumlich unten ablaufen kann.
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Mit wenigstens drei Kanalabschnitten, die eine gemeinsame Ebene aufspannen, kann das Gehäuse zumindest in zwei Dimensionen flexibler ausgerichtet werden.
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Mit wenigstens drei Kanalabschnitten, die keine gemeinsame Ebene aufspannen, kann das Gehäuse in drei Dimensionen flexibler ausgerichtet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Umgebungsöffnung der wenigstens einen Druckausgleichsverbindung außerhalb eines Montagebereichs des Gehäuses angeordnet sein, mit dem das Gehäuse an einem Montageteil montiert werden kann. Auf diese Weise wird die wenigstens eine Umgebungsöffnung nach der Montage des Gehäuses an dem Montageteil nicht verdeckt. So kann auf einen zusätzlichen Kanal aufseiten des Montageteils, welcher mit der wenigstens ein Druckausgleichsverbindung verbunden ist, verzichtet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Gehäuse wenigstens ein Montagemittel aufweisen zur Montage an wenigstens einem Montageteil. Auf diese Weise kann das Gehäuse einfacher an dem wenigstens Montageteil montiert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Montagemittel einen Montageflansch, eine Montagebohrung, einen Teil einer Steckverbindung, Rastverbindung und/oder dergleichen aufweisen. Derartige Montagemittel können einfach realisiert und verbunden werden.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei der Detektionsvorrichtung dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Gehäuse wenigstens eine Druckausgleichsverbindung zwischen dem wenigstens einen Gehäuseinnenraum und der Umgebung aufweist.
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Erfindungsgemäß weist das wenigstens eine Gehäuse wenigstens eine Druckausgleichsverbindung auf. Auf diese Weise können insbesondere temperaturbedingte Überdrücke in dem wenigstens einen Gehäuse abgebaut werden, um Beschädigungen der wenigstens einen Signal-Umwandlungseinrichtung zu vermeiden.
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Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrzeug dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Gehäuse der wenigstens einen Detektionsvorrichtung wenigstens eine Druckausgleichsverbindung zwischen dem wenigstens einen Gehäuseinnenraum und der Umgebung aufweist.
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Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug wenigstens eine Detektionsvorrichtung auf, mit dem das Umfeld des Fahrzeugs überwacht werden kann. Das wenigstens eine Gehäuse wenigstens einer Detektionsvorrichtung verfügt über wenigstens eine Druckausgleichsverbindung. Auf diese Weise können temperaturbedingte Überdrücke in dem wenigstens ein Gehäuse abgebaut werden. So kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung auch unter extremen Temperaturbedingungen, welche beim Betrieb eines Fahrzeugs vorliegen können, zuverlässig betrieben werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Fahrzeug wenigstens ein Fahrerassistenzsystem aufweisen. Mit dem Fahrerassistenzsystem kann das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Fahrerassistenzsystem mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung verbunden sein. Auf diese Weise können Informationen über die Umgebung, welche mit der wenigstens einen Detektionsvorrichtung gewonnen werden können, mit dem wenigstens ein Fahrerassistenzsystem zum Betreiben des Fahrzeugs verwendet werden.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gehäuse, der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
- 1 eine Vorderansicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem und einem LiDAR-System zur Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug;
- 2 eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs aus der 1 mit dem Fahrerassistenzsystem und dem LiDAR-System;
- 3 eine isometrische Ansicht von schräg vorne eines LiDAR-Systems, welches als LiDAR-System bei dem Fahrzeug aus den 1 und 2 verwendet werden kann, mit einem Gehäuse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 4 eine isometrische Ansicht des LiDAR-Systems aus den 1 und 3 von schräg hinten;
- 5 eine längsseitige Ansicht eines Gehäusegrundkörpers des Gehäuses des LiDAR-Systems aus den 3 und 4;
- 6 einen Querschnitt durch den Gehäusegrundkörper aus der 5 entlang der dortigen Schnittlinie VI-VI;
- 7 eine Draufsicht auf die Innenseite des Gehäusegrundkörpers aus den 5 und 6;
- 8 einen Längsschnitt durch den Gehäusegrundkörper aus der 7 entlang der dortigen Schnittlinie VIII-VIII;
- 9 eine querseitige Ansicht eines Gehäuses eines LiDAR-Systems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches als LiDAR-System bei dem Fahrzeug aus den 1 und 2 verwendet werden kann;
- 10 einen Schnitt durch das Gehäuse aus der 9 entlang der dortigen Schnittlinie X-X;
- 11 eine querseitige Ansicht eines Gehäuses eines LiDAR-Systems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, welches als LiDAR-System bei dem Fahrzeug aus den 1 und 2 verwendet werden kann;
- 12 einen Schnitt durch das Gehäuse aus der 11 entlang der dortigen Schnittlinie XII-XII;
- 13 eine querseitige Ansicht eines Gehäuses eines LiDAR-Systems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, welches als LiDAR-System bei dem Fahrzeug aus den 1 und 2 verwendet werden kann;
- 14 einen Schnitt durch das Gehäuse aus der 13 entlang der dortigen Schnittlinie XIV-XIV.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In der 1 ist ein Fahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Die 2 zeigt eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs 10.
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Das Fahrzeug 10 verfügt über eine optische Detektionsvorrichtung beispielsweise in Form eines LiDAR-Systems 12. Das LiDAR-System 12 ist beispielhaft in der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs 10 angeordnet und in einen Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung 16 vor dem Fahrzeug 10 gerichtet. Mit dem LiDAR-System 12 kann der Überwachungsbereich 14 auf Objekte 18 hin überwacht werden. Das LiDAR-System 12 kann auch an anderer Stelle des Fahrzeugs 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein. Es können auch mehrere LiDAR-Systeme 12 vorgesehen sein.
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Mit dem LiDAR-System 12 können stehende oder bewegte Objekte 18, beispielsweise Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden.
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Ferner verfügt das Fahrzeug 10 über ein Fahrerassistenzsystem 20. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 kann das Fahrzeug 10 autonom oder teilweise autonom betrieben werden. Das Fahrerassistenzsystem 20 ist funktional mit dem LiDAR-System 12 verbunden. So können Informationen aus dem Überwachungsbereich 14, beispielsweise Objektinformationen über Objekte 18, welche mit dem LiDAR-System 12 erfasst werden, an das Fahrerassistenzsystem 20 übermittelt werden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 können die Informationen zur Unterstützung von Funktionen des Fahrzeugs 10 herangezogen werden.
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Die Objektinformationen können beispielsweise Entfernungen, Geschwindigkeiten und/oder Richtungen von Objekten 18 relativ zu dem Fahrzeug 10 und/oder zu dem LiDAR-System 12 sein.
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Das LiDAR-System 12 umfasst ein Gehäuse 22, in welchem eine Signal-Umwandlungseinrichtung 24 angeordnet ist. Die Signal-Umwandlungseinrichtung 24 dient der Umwandlung von elektrischen Signalen in optische Abtastsignale 26a und der Umwandlung von reflektierten optischen Abtastsignalen 26b in elektrische Signale.
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Die Signal-Umwandlungseinrichtung 24 umfasst beispielhaft einen Sender 28, eine Abtastsignal-Beeinflussungseinrichtung 30, einen Empfänger 32 und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 34.
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Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 34 kann der Sender 28 mit elektrischen Signalen so angesteuert werden, dass mit dem Sender 28 optische Abtastsignale 26a zu der Abtastsignal-Beeinflussungseinrichtung 30 gesendet werden. Die Abtastsignale 26a sind beispielhaft gepulste Laserstrahlen.
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Bei der Abtastsignal-Beeinflussungseinrichtung 30 kann es sich beispielhaft um eine Umlenkspiegeleinrichtung oder dergleichen handeln. Mit der Abtastsignal-Beeinflussungseinrichtung 30 können die von dem Sender 28 kommenden Abtastsignale 26a durch ein Sendefenster 36 des Gehäuses 28 in den Überwachungsbereich 14 gelenkt werden.
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Die an einem Objekt 18 reflektierten optischen Abtastsignale 26b können durch ein Empfangsfenster 38 des Gehäuses 28 zu der Abtastsignal-Beeinflussungseinrichtung 30 gelangen und mit dieser zu dem Empfänger 32 gelenkt werden.
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Das Sendefenster 36 und das Empfangsfenster 38 sind Transmission Bereiche, welcher zumindest für die optischen Abtastsignale 26a und 26b durchlässig sind.
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Mit dem Empfänger 32 werden die reflektierten optischen Abtastsignale 26b in elektrische Signale umgewandelt, welche mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 34 verarbeitet werden können.
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Das Gehäuse 22 des LiDAR-Systems 12 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der 3 bis 8 näher erläutert.
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Das Gehäuse 22 umfasst einen Gehäusegrundkörper 40 und einen Gehäusedeckel 42. Der Gehäusegrundkörper 40 und der Gehäusedeckel 42 können aus Kunststoff, Metall, Verbundwerkstoff oder dergleichen sein. Der Gehäusegrundkörper 40 und der Gehäusedeckel 42 können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien sein.
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Der Gehäusegrundkörper 40 und der Gehäusedeckel 42 umgeben einen Gehäuseinnenraum 44. In dem Gehäuseinnenraum 44 ist, wie in der 2 angedeutet, die Signal-Umwandlungseinrichtung 24 angeordnet. In den 3 bis 8 wurde der besseren Übersichtlichkeit wegen auf die Darstellung der Signal-Umwandlungseinrichtung 24 verzichtet.
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Das Gehäuse 22 ist insgesamt etwa quaderförmig, beispielhaft mit abgerundeten Kanten. Auf der dem Gehäusegrundkörper 40 abgewandten Vorderseite 46 des Gehäusedeckels 42 sind das Sendefenster 36 und das Empfangsfenster 38 angeordnet. Das Sendefenster 36 und das Empfangsfenster 38 sind jeweils für die optischen Abtastsignale 26a und 26b durchlässig und bilden so einen jeweiligen Transmissionsbereich. Die Vorderseite 26 ist in der betriebsbereiten Montagesituation dem Überwachungsbereich 14 zugewandt.
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Die dem Gehäusedeckel 42 abgewandte Rückseite des Gehäusegrundkörpers 40 bildete eine Montageseite 48 des Gehäuses 42. Mit der Montageseite 48 kann das LiDAR-System 12 einem Montageteil, beispielsweise der Stoßstange des Fahrzeugs 10, zugewandt montiert werden. Die Montageseite 48 des Gehäusegrundkörpers 40 ist beispielhaft mit Kühlrippen 50 ausgestaltet.
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Auf der Montageseite 48 des Gehäusegrundkörpers 40 befindet sich außerdem ein Anschlussteil 52, durch das beispielsweise elektrische Anschlussleitungen für die Signal-Umwandlungseinrichtung 24 führen.
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An den beiden gegenüberliegenden Längsseiten 54 des Gehäusegrundkörpers 40 sind beispielhaft insgesamt drei Montageflansche 56 jeweils mit Montagebohrungen angeordnet. Mithilfe der Montageflansche 56 kann das Gehäuse 22 an dem Montageteil befestigt werden.
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Das Gehäuse 22 weist eine Montageebene 58 auf. Mit der Montageebene 58 kann eine Orientierung des Gehäuses 22 im Raum charakterisiert werden. Die Montageebene 58 verläuft beispielhaft parallel zu einer Verbindungsebene zwischen dem Gehäusedeckel 42 und dem Gehäusegrundkörper 40.
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Ferner weist das Gehäuse 22 eine Längs-Ausrichtungsachse 60 und eine Quer-Ausrichtungsachse 62 auf. Mithilfe der Längs-Ausrichtungsachse 60 und der Quer-Ausrichtungsachse 62 kann die Ausrichtung des Gehäuses 22 im Raum charakterisiert werden. Die Längs-Ausrichtungsachse 60 verläuft senkrecht zur Quer-Ausrichtungsachse 62. Ferner verlaufen die Längs-Ausrichtungsachse 60 und die Quer-Ausrichtungsachse 62 beispielhaft parallel zur Montageebene 58. bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft die Längs-Ausrichtungsachse 60 parallel zu den Längsseiten 54 des Gehäusegrundkörpers 40. Die Quer-Ausrichtungsachse 62 verläuft parallel zu entsprechenden Querseiten 82 des Gehäusegrundkörpers 40.
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Das Gehäuse 22 umfasst eine Druckausgleichsverbindung 64. Die Druckausgleichsverbindung 64 befindet sich an dem Gehäusegrundkörper 40. Die Druckausgleichsverbindung 64 dient einem Druckausgleich zwischen dem Gehäuseinnenraum 44 und einer Umgebung 66 des Gehäuses 22. Mithilfe der Druckausgleichsverbindung 64 können beispielsweise bei Temperaturerhöhungen entstehende Überdrücke im Gehäuseinnenraum 44 abgebaut werden. So kann verhindert werden, dass Teile der Signal-Umwandlungseinrichtung 24 durch Überdrücke beschädigt werden.
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Die Druckausgleichsverbindung 64 umfasst ein Druckausgleichs-Kanalsystem 68 und eine Druckausgleichsmembran 70. Die Druckausgleichsmembran 70 deckt, wie beispielsweise in der 8 gezeigt, eine Öffnung des Druckausgleichs-Kanalsystems 68 in einem Bodenabschnitt 68 des Gehäusegrundkörpers 40 zu dem Gehäuseinnenraum 44 hin ab.
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Bei der Druckausgleichsmembran 70 handelt es sich beispielhaft um eine mikroporöse Membran, beispielsweise auf Basis von Polytetrafluorethylen. Die Druckausgleichsmembran 70 ist dicht gegenüber Partikeln. Auf diese Weise wird verhindert, dass Schmutz und Feuchtigkeit aus der Umgebung 66 durch das Druckausgleichs-Kanalsystem 68 in den Gehäuseinnenraum 44 gelangen kann. Gegenüber Wasserdampf ist die Druckausgleichsmembran 70 durchlässig, sodass ein Überdruck im Gehäuseinnenraum 44 durch Wasserdampfdiffusion durch die Druckausgleichsmembran 70 und das Druckausgleichs-Kanalsystem 68 ausgeglichen werden kann.
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Das Druckausgleichs-Kanalsystem 68 weist beispielhaft einen Zentral-Kanalabschnitt 72 und zwei Außen-Kanalabschnitte 74 auf. Der Zentral-Kanalabschnitt 72 und die Außen-Kanalabschnitte 74 sind jeweils gerade und weisen jeweils eine Kanalachse 76 auf.
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Die Kanalachse 76 des Zentral-Kanalabschnitts 72 verläuft senkrecht zur Montageebene 58. Der Zentral-Kanalabschnitt 72 erstreckt sich vom Gehäuseinnenraum 44 zu einem Teil in den Bodenabschnitt 78 des Gehäusegrundkörpers 40.
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Die dem Gehäuseinnenraum 44 zugewandte Öffnung des Zentral-Kanalabschnitts 72 ist durch die Druckausgleichsmembran 70 abgedeckt. Die Druckausgleichsmembran 70 ist auf der dem Gehäuseinnenraum 44 zugewandten Innenseite des Bodenabschnitts 78 geklebt. Alternativ kann sie auch Heißverstemmen mit dem Gehäusegrundkörper 40 verbunden sein. Die Druckausgleichsmembran 70 kann auch in anderer Weise mit einer formschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung an dem Gehäusegrundkörper 40 befestigt sein.
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Auf der dem Gehäuseinnenraum 44 abgewandten Seite mündet der Zentral-Kanalabschnitt 72 in einen Verbindungsraum 80.
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Von dem Verbindungsraum 80 führen die beiden Außen-Kanalabschnitte 74 weg zu einer Längsseite 54 des Gehäusegrundkörpers 40. Jeder Außenkanalabschnitt 74 weist in der Längsseite 54 eine Umgebungsöffnung 75 zur Umgebung 66 auf.
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Die Kanalachsen 76 des Zentral-Kanalabschnitts 72 und der Außen-Kanalabschnitte 74 kreuzen sich in dem Verbindungsraum 80. Der Verbindungsraum 80 wird beispielhaft durch den Schnitt des Zentral-Kanalabschnitts 72 mit den Außen-Kanalabschnitten 74 gebildet.
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Die Kanalachsen 76 der Außen-Kanalabschnitte 74 verlaufen schräg zueinander unter einem Winkel von beispielsweise 90°. Die Kanalachsen 76 der Außen-Kanalabschnitte 74 erstrecken sich jeweils parallel zur Montageebene 58 und jeweils unter einem Winkel von beispielhaft 45° zu der Längs-Ausrichtungsachse 60 und der Quer-Ausrichtungsachse 62. Die Kanalachsen 76 der Außen-Kanalabschnitte 74 verlaufen außerdem schräg, beispielhaft unter einem Winkel von 90°, jeweils zur Kanalachse 76 des Zentral-Kanalabschnitts 72.
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Dadurch, dass die Kanalachsen 76 des Zentral-Kanalabschnitts 72 und der Außen-Kanalabschnitte 74 jeweils schräg zueinander verlaufen, wird eine Art Labyrinth gebildet. Mit dem Labyrinth kann das Eindringen von Schmutz und Flüssigkeit aus der Umgebung 66 erschwert werden. So kann vermieden werden, dass die Druckausgleichsmembran 70 verschmutzt oder mit Flüssigkeit benetzt wird, was zu Funktionseinbußen führen kann.. Etwa eindringende Flüssigkeit oder Schmutz können sich im Verbindungsraum 80 sammeln und gelangen so nicht direkt in den Bereich vor der Druckausgleichsmembran 70. Durch die Außen-Kanalabschnitte 74 kann etwaige Flüssigkeit aus dem Verbindungsraum 80, beispielsweise unterstützt durch Kapillarwirkung, nach au-ßen in die Umgebung 66 ablaufen.
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Dadurch, dass die Kanalachsen 76 der Außen-Kanalabschnitte 74 schräg zueinander und schräg zu der Längs-Ausrichtungsachse 60 und der Quer-Ausrichtungsachse 62 verlaufen, kann in einer Vielzahl von unterschiedlichen räumlichen Montageorientierungen des Gehäuses 22 erreicht werden, dass wenigstens einer der Außen-Kanalabschnitte 74 nach räumlich unten geneigt ist. So kann etwaige Flüssigkeit aus dem Druckausgleichs-Kanalsystem 68 in einer Vielzahl von Montageorientierungen des Gehäuses 22 ablaufen.
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In den 9 und 10 ist ein Gehäuse 22 für ein LiDAR-System 12 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 3 bis 8 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel spannen die Kanalachsen 76 der Außen-Kanalabschnitte 74 eine Ebene auf, welche schräg zur Montageebene 58 verläuft. Beispielhaft verläuft die Ebene der Kanalachsen 76 der Außen-Kanalabschnitte 74 unter einem Winkel von etwa 45° schräg zur Kanalachse 76 des Zentralkanalabschnitts 72. Die Kanalachsen 76 der Außen-Kanalabschnitte 74 sind von der Montageseite 48 weg geneigt. Die beiden Umgebungsöffnungen 74 der Außen-Kanalabschnitte 74 befinden sich in einer Querseite 82 des Gehäusegrundkörpers 40. Die beiden Umgebungsöffnungen 75 liegen auf einer gedachten Linie, welche parallel zur Montageebene 58 und parallel zur Quer-Ausrichtungsachse 72 verläuft.
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Durch die Neigung der Außen-Kanalabschnitte 74 von der Montageseite 48 weg, sind die Außen-Kanalabschnitte 74 in einer Montageorientierung des Gehäuses 22, bei der das Sendefenster 36 und das Empfangsfenster 38 wie in den 9 und 10 nach räumlich unten gerichtet sind, schräg nach räumlich unten gerichtet. So kann auch bei dem nach unten gerichteten LiDAR-System 12 etwaige Flüssigkeit aus dem Druckausgleichs-Kanalsystem 68 nach räumlich unten in die Umgebung 66 ablaufen. So kann das LiDAR-System 12 beispielsweise an der Unterseite des Fahrzeugs 10 nach unten gerichtet angeordnet werden, um einen Überwachungsbereich 14 unterhalb des Fahrzeugs 10 zu überwachen.
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In den 11 und 12 ist ein Gehäuse 22 für ein LiDAR-System 12 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des zweiten Ausführungsbeispiels aus den 9 und 10 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel aus den 9 und 10 verläuft bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Kanalachse 76 eines der Außen-Kanalabschnitte 74 parallel zur Montageebene 58. Auf diese Weise weitere Montageorientierungen des Gehäuses 22 ermöglicht werden, in denen ein Ablaufen von etwaige Flüssigkeit aus dem Druckausgleichs-Kanalsystem 68 nach räumlich unten gewährleistet wird.
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In den 13 und 14 ist ein Gehäuse 22 für ein LiDAR-System 12 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des dritten Ausführungsbeispiels aus den 11 und 12 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel aus den 11 und 12 sind beim vierten Ausführungsbeispiel die Kanalachsen 76 der Außen-Kanalabschnitte 74 in einer gedachten Ebene angeordnet, welche senkrecht zur Montageebene 58 verläuft. Die entsprechenden Umgebungsöffnungen 75 befinden sich auf einer gedachten Linie, welche beispielhaft senkrecht zur Montageebene 58 verläuft. Auf diese Weise können weitere Montageorientierungen des Gehäuses 22 ermöglicht werden, in denen ein Ablaufen von Flüssigkeit aus dem Druckausgleichs-Kanalsystem 68 nach räumlich unten gewährleistet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010047984 A1 [0004]
