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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs, insbesondere im Zusammenhang mit wenigstens einem Fahrzeug, welche wenigstens ein Gehäuse aufweist, in dem wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil der Detektionsvorrichtung angeordnet ist,
wobei wenigstens ein Gehäuseteil des wenigstens einen Gehäuses mit wenigstens einem Einlegeteil ausgestattet ist, wobei sich das Material des wenigstens einen Gehäuseteils und das Material des wenigstens einen Einlegeteils unterscheiden.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Gehäuse für eine Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs, insbesondere im Zusammenhang mit wenigstens einem Fahrzeug,
wobei in dem Gehäuse wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil der Detektionsvorrichtung angeordnet werden kann
und wenigstens ein Gehäuseteil des Gehäuses mit wenigstens einem Einlegeteil ausgestattet ist,
wobei sich das Material des wenigstens einen Gehäuseteils und das Material des wenigstens einen Einlegeteils unterscheiden.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs mittels elektromagnetischer Strahlung,
wobei die wenigstens eine Detektionsvorrichtung wenigstens ein Gehäuse aufweist, in dem wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil der Detektionsvorrichtung angeordnet ist,
wobei wenigstens ein Gehäuseteil des wenigstens einen Gehäuses mit wenigstens einem Einlegeteil ausgestattet ist,
wobei sich das Material des wenigstens einen Gehäuseteils und das Material des wenigstens einen Einlegeteils unterscheiden.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs, insbesondere im Zusammenhang mit wenigstens einem Fahrzeug, bei dem
in wenigstens einem Gehäuse wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil der Detektionsvorrichtung angeordnet wird,
wobei wenigstens ein Gehäuse mit wenigstens einem Gehäuseteil realisiert wird, welches mit wenigstens einem Einlegeteil ausgestattet wird,
wobei sich das Material des wenigstens einen Gehäuseteils und das Material des wenigstens einen Einlegeteils unterscheiden.
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Stand der Technik
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Aus der
US 2014/0354878 A1 ist bekannt, dass eine Anforderung an Kameraelektronik-Gehäuse die EMV-Abschirmung ist. Typischerweise wird diese durch die Aufbringung einer Metall- oder Ferritoberfläche oder durch die Verwendung eines Inlays oder durch Stahlteile innerhalb des Kunststoffs erreicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Detektionsvorrichtung, ein Gehäuse, ein Fahrzeug und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei dem die Eigenschaften der Detektionsvorrichtung verbessert werden können, insbesondere eine elektromagnetische Verträglichkeit und/oder eine Wärmeableitung verbessert werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Detektionsvorrichtung dadurch gelöst, dass wenigstens ein Einlegeteil wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil räumlich zugeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Einlegeteil wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil räumlich zugeordnet. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Einlegeteil seine Wirkung bezüglich des wenigstens einen elektrisch wirkenden Bauteils besser entfalten.
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Vorteilhafterweise kann mit wenigstens einem räumlich zugeordneten Einlegeteil aus geeignetem Material eine elektromagnetische Abschirmung zwischen dem wenigstens einen elektrisch wirkenden Bauteil und der Umgebung verbessert werden. Dabei kann das wenigstens eine Einlegeteil sowohl die Umgebung gegen elektromagnetische Strahlung, die von dem wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil ausgehen kann, als auch das wenigstens eine wenigstens elektrisch wirkende Bauteil gegen elektromagnetische Strahlung aus der Umgebung abschirmen.
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Alternativ oder zusätzlich kann über wenigstens ein räumlich zugeordnetes Einlegeteil aus geeignetem Material Wärme von dem wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil zur Umgebung abgeleitet werden, welche beim Betrieb des wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil entstehen kann. So kann das wenigstens eine wenigstens elektrisch wirkende Bauteil temperiert werden. Die Leistungsfähigkeit des wenigstens einen elektrisch wirkenden Bauteils kann so verbessert und/oder dessen Lebensdauer verlängert werden.
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Erfindungsgemäß kann mit wenigstens einem geeigneten Einlegeteil sowohl die elektromagnetische Verträglichkeit der Detektionsvorrichtung erhöht werden als auch deren Zuverlässigkeit verbessert werden.
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Das Material des wenigstens einen Gehäuseteils und das Material des wenigstens einen Einlegeteils unterscheiden sich insbesondere in wenigstens einer Komponente. Die Materialien des wenigstens einen Gehäuseteils und des wenigstens einen Einlegeteils können dabei jeweils aus einer Komponente, insbesondere einem Kunststoff, einem Metall, Kohlefasern, Glasfasern oder dergleichen, oder mehreren Komponenten, insbesondere einer Mischung oder einer Kombination aus mehreren Komponenten, insbesondere mehreren Kunststoffen, mehreren Metallen, mehreren Fasern oder dergleichen, bestehen. Die Materialien können auch Verbundwerkstoffe sein. Durch die unterschiedlichen Materialien können das wenigstens eine Einlegeteil einerseits und das wenigstens eine Gehäuseteil andererseits jeweils bezogen auf ihre jeweilige Funktion optimiert werden. Es kann jeweils das für die Funktion geeignete Material mit den entsprechenden Komponenten eingesetzt werden.
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Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs unter Verwendung von elektromagnetischer Strahlung ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung so ausgestaltet sein, dass mit dieser aus der Umgebung kommende elektromagnetische Strahlen erfasst werden, aus denen Informationen über den Überwachungsbereich, insbesondere Objekte im Überwachungsbereich, gewonnen werden können. Die elektromagnetischen Strahlen können dabei in Verbindung mit der Detektionsvorrichtung kontrolliert erzeugt werden oder unkontrolliert, insbesondere durch externe Lichtquellen, erzeugt werden.
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Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung eine optische Detektionsvorrichtung sein. Mit der optischen Detektionsvorrichtung kann wenigstens ein Überwachungsbereich mittels elektromagnetischer Strahlung in Form von optischer Strahlung, insbesondere Licht, überwacht werden. Dabei kann die elektromagnetische Strahlung mit wenigstens einer internen Strahlungsquelle der Detektionsvorrichtung und/oder wenigstens einer externen Strahlungsquelle erzeugt werden. Als Strahlungsquellen kommen insbesondere künstliche Strahlungsquellen, wie Laser, Straßenbeleuchtungen oder dergleichen, und/oder natürliche Strahlungsquellen, wie die Sonne, infrage.
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Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung eine Kamera, insbesondere eine Fahrzeugkamera, wie eine Frontkamera, eine Heckkamera, eine Bodenkamera, eine Dachkamera, eine Windschutzscheibenkamera, eine Innenraumkamera oder dergleichen, sein. Mit Kameras können Bilder vom Überwachungsbereich, insbesondere von Objekten im Überwachungsbereich, erfasst werden. Mit Fahrzeugkameras können eine Umgebung und/oder ein Innenraum eines Fahrzeugs auf Objekte hin überwacht werden. Mit der Kamera kann optische Strahlung aus der Umgebung aufgenommen werden, die sowohl von externen Strahlungsquellen als auch von internen Strahlungsquellen stammen kann.
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Vorteilhafterweise kann die Erfindung im Zusammenhang mit wenigstens einem Fahrzeug verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Landfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bussen, Motorrädern oder dergleichen, Luftfahrzeugen, insbesondere Drohnen, und/oder Wasserfahrzeugen verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung 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 ausgeführt werden.
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Die Detektionsvorrichtung kann zur Erfassung von stehenden oder bewegten Objekten, insbesondere Fahrzeugen, Personen, Tieren, Pflanzen, Hindernissen, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöchern oder Steinen, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräumen, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, und/oder von Bewegungen und/oder Gesten eingesetzt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann
wenigstens ein Einlegeteil wenigstens ein wärmeleitfähiges Material aufweisen oder daraus bestehen
und/oder
wenigstens ein Einlegeteil wenigstens ein elektromagnetisch abschirmendes Material aufweisen oder daraus bestehen
und/oder
wenigstens ein Einlegeteil aus einer einzigen Materialkomponente bestehen
und/oder
wenigstens ein Einlegeteil aus einer Kombination von mehreren Materialkomponenten bestehen
und/oder
wenigstens ein Einlegeteil wenigstens ein metallisches Material aufweisen oder daraus bestehen
und/oder wenigstens ein Einlegeteil wenigstens ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen oder daraus bestehen.
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Auf diese Weise kann durch eine geeignete Materialwahl für das wenigstens eine Einlegeteil eine Wärmeableitung und/oder eine elektromagnetisch abschirmende Wirkung erzielt werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Einlegeteil metallisches Material, insbesondere wenigstens ein Metall, aufweisen oder daraus bestehen. Mit metallischen Materialien kann eine gute Wärmeleitfähigkeit erreicht werden. Mit metallischen Materialien und/oder elektrisch leitfähigen Materialien kann eine elektromagnetische Abschirmung realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Einlegeteil ausschließlich aus metallischem Material bestehen. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Einlegeteil einfacher realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Einlegeteil aus einer Kombination aus mehreren Materialkomponenten und/oder einem Materialmix bestehen.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Einlegeteil aus Kunststoff sein, in welchem Metallpartikel, insbesondere Späne, Drähte oder dergleichen, eingebettet sind. Kunststoff kann einfach verarbeitet, insbesondere geformt, gespritzt, gegossen oder dergleichen, werden. Dabei können die Metallpartikel in den Kunststoff eingebettet, insbesondere eingespritzt oder eingeformt, werden. Mithilfe der Metallpartikel kann eine elektromagnetische Abschirmung und eine Wärmeleitfähigkeit verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Einlegeteil auf seiner dem Inneren des Gehäuses zugewandten Seite und seiner der Umgebung zugewandten Seite jeweils wenigstens einen Abschnitt aufweisen, in dem es nicht von Material des wenigstens einen Gehäuseteils bedeckt ist. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Einlegeteil auf der Innenseite und der Außenseite des Gehäuses jeweils insbesondere wärmeübertragend kontaktiert werden. An der Innenseite kann das wenigstens eine Einlegeteil wärmeübertragend mit dem wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil kontaktiert werden. An der Außenseite kann das wenigstens eine Einlegeteil mit der Umgebung, insbesondere mit der Luft in der Umgebung, wärmeübertragend kontaktiert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Einlegeteil als Formteil realisiert sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Einlegeteil individuell an das wenigstens eine Gehäuseteil und/oder das wenigstens eine wenigstens elektrisch wirkende Bauteil angepasst werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Einlegeteil ein Spritzteil, ein Gussteil, ein Spritzgussteil, gefräst, geschnitten, gestanzt oder dergleichen sein. Auf diese Weise kann die Herstellungsweise individuell an die gewünschte Form des wenigstens einen Einlegeteils und/oder die verwendeten Materialien angepasst werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Einlegeteil einstückig realisiert sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Einlegeteil einfacher hergestellt werden. Ferner kann eine Wärmeableitung und/oder eine elektromagnetische Abschirmung und/oder eine insbesondere mechanische Stabilität verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Gehäuseteil, welches mit wenigstens einem Einlegeteil ausgestattet ist, wenigstens ein Kunststoffmaterial aufweisen oder daraus bestehen. Aus oder mit Kunststoff kann das wenigstens eine Gehäuseteil mit einem geringeren Gewicht realisiert werden als dies insbesondere mit Metall der Fall ist. Ferner kann Kunststoffmaterial auf unterschiedliche Weise geformt, insbesondere gespritzt, gegossen, gepresst oder dergleichen, werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Gehäuseteil aus Kunststoff, Verbundstoff oder aus einem Materialmix oder einer Mischung oder einer Kombination mehrerer Materialkomponenten sein. So kann das wenigstens eine Gehäuseteil besser an den Verwendungszweck und/oder den Einbauort an gepasst werden. Mit einem Verbundwerkstoff kann eine insbesondere mechanische Stabilität des wenigstens einen Gehäuseteils weiter verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
wenigstens ein Einlegeteil wenigstens abschnittsweise wärmeübertragend mit wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil in Kontakt stehen
und/oder
wenigstens ein Einlegeteil wenigstens abschnittsweise direkt wärmeübertragend mit wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil in Kontakt stehen
und/oder
wenigstens ein Einlegeteil wenigstens abschnittsweise indirekt wärmeübertragend mit
wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil in Kontakt stehen
und/oder
wenigstens ein Einlegeteil wenigstens abschnittsweise flächig mit wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil direkt und/oder indirekt wärmeübertragend in Kontakt stehen.
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Mittels einem direkten Wärmekontakt kann ein Aufwand an Material und/oder Montage verringert werden. Das wenigstens eine Einlegeteil liegt dabei direkt an dem wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil an.
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Mit einem indirekten Wärmekontakt kann eine Montagetoleranz vergrößert werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Einlegeteil indirekt mittels wenigstens einem wärmeleitenden Medium, insbesondere Wärmeleitpaste oder dergleichen, wärmeübertragend mit wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil in Kontakt stehen. Mit wenigstens einem Wärmeleitmedium kann eine Wärmeübertragung zwischen dem wenigstens einen Einlegeteil und dem wenigstens einen elektrisch wirkenden Bauteil verbessert werden. Außerdem kann ein Toleranzabstand, insbesondere ein Spalt, zwischen dem wenigstens einen Einlegeteil und dem wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil ausgeglichen werden.
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Durch einen flächigen Wärmekontakt kann eine Wärmeübertragung zwischen dem wenigstens einen Einlegeteil und dem wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
wenigstens ein Einlegeteil wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil zur Umgebung des Gehäuses hin wenigstens teilweise abdecken
und/oder
wenigstens ein Einlegeteil wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil zur Umgebung des Gehäuses hin zumindest auf einer Seite gänzlich abdecken.
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Durch die wenigstens teilweise Abdeckung kann eine elektromagnetische Abschirmung des wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteils verbessert werden. Ferner können für einen Wärmekontakt zur Verfügung stehende Flächen vergrößert und damit die Wärmeübertragung verbessert werden. Außerdem kann ein mechanischer Schutz des wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteils zur Umgebung hin verbessert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Einlegeteil wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil überragen. Auf diese Weise kann die Abschirmung und/oder die Wärmeableitung weiter verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Einlegeteil wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden und wärmeerzeugenden Bauteil, insbesondere wenigstens einem Mikrocontroller, räumlich zugeordnet sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Einlegeteil das wenigstens eine wenigstens elektrisch wirkende Bauteil sowohl elektromagnetisch abschirmen als auch Wärme von diesem ableiten.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil, dem wenigstens ein Einlegeteil zugeordnet ist, eine lediglich elektrisch wirkendes Bauteil oder ein elektrisch wirkendes Bauteil mit einer zusätzlichen Wirkung, insbesondere einer optischen Wirkung, sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil ein Mikrocontroller, ein Prozessor, ein elektromagnetisch wirkendes Bauteil, insbesondere ein elektrooptisches Bauteil, sein oder dergleichen aufweisen. Mikrocontroller und Prozessoren können beim Betrieb Wärme und elektromagnetische Strahlung erzeugen. Außerdem können Mikrocontroller und Prozessoren gegenüber elektromagnetischer Strahlung aus der Umgebung empfindlich sein. Mit dem wenigstens einen entsprechend ausgestalteten Einlegeteil kann eine elektromagnetische Abschirmung und eine Wärmeableitung verbessert werden. So können die Eigenschaften des wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteils verbessert werden. Ferner können mit dem wenigstens einen Einlegeteil Anforderungen an eine elektromagnetische Verträglichkeit der Detektionsvorrichtung erfüllt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können einander zugewandte Oberflächen wenigstens eines wenigstens elektrisch wirkenden Bauteils und wenigstens eines räumlich zugeordneten Einlegeteils wenigstens abschnittsweise aneinander angepasst sein. Auf diese Weise kann eine Wärmeableitung über die Oberflächen verbessert werden.
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Vorteilhafterweise können einander zugewandte Oberflächen wenigstens eines wenigstens elektrisch wirkenden Bauteils und wenigstens eines räumlich zugeordneten Einlegeteils wenigstens abschnittsweise bezüglich ihrer Form und/oder ihrer Abmessung aneinander angepasst sein. Auf diese Weise können eine Wärmeableitung und/oder eine elektromagnetische Abschirmung weiter verbessert werden.
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Vorteilhafterweise können einander zugewandte Oberflächen wenigstens eines wenigstens elektrisch wirkenden Bauteils und wenigstens eines räumlich zugeordneten Einlegeteils wenigstens abschnittsweise komplementär verlaufen. Auf diese Weise können die Oberflächen wenigstens abschnittsweise parallel verlaufen anliegen. So kann ein Wärmeübergang weiter verbessert werden.
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Vorteilhafterweise können die zugewandten Oberflächen eben sein. Auf diese Weise kann eine Montage und/oder eine Herstellung vereinfacht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Einlegeteil mittels wenigstens einer materialschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung mit wenigstens einem Gehäuseteil verbunden sein
und/oder
wenigstens ein Einlegeteil mit Material des wenigstens einen Gehäuseteils umformt, insbesondere umspritzt und/oder umgossen, sein
und/oder
wenigstens ein Gehäuseteil mit wenigstens einem Einlegeteil als Mehrkomponenten-Bauteil realisiert sein. Auf diese Weise kann die Verbindung wenigstens eines Einlegeteils und wenigstens eines Gehäuseteils vereinfacht und/oder stabilisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Einlegeteil mittels wenigstens einer Klebeverbindung, Schweißverbindung, Steckverbindung, Klemmverbindung, Schraubverbindung und/oder Klammerverbindung oder dergleichen, mit wenigstens einem Gehäuseteil verbunden sein. Auf diese Weise können das wenigstens eine Einlegeteil und das wenigstens eine Gehäuseteil separat vorgefertigt und anschließend miteinander verbunden werden.
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Durch umformen des wenigstens einen Einlegeteils mit Material des wenigstens einen Gehäuseteils kann eine dichte und stabile Verbindung hergestellt werden.
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Mehrkomponenten-Bauteile können besonders einfach und stabil hergestellt werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, bei dem wenigstens einen Gehäuseteil eine Aussparung für das wenigstens eine Einlegeteil freizulassen. Ferner sind Verbindungen zwischen den Komponenten bei Mehrkomponenten-Bauteilen besonders dicht.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Gehäuseteil mit wenigstens einem Einlegeteil als Zweikomponenten-Bauteil realisiert sein. Auf diese Weise kann die Herstellung weiter vereinfacht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann
wenigstens ein Einlegeteil an seiner der Umgebung des Gehäuses zugewandten Außenseite mit der Umgebung in Wärmekontakt stehen
und/oder
wenigstens ein Einlegeteil an seiner der Umgebung des Gehäuses zugewandten Außenseite Kühlstrukturen aufweisen. Auf diese Weise kann Wärme von den wenigstens einen Einlegeteil besser an die Umgebung abgegeben werden.
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Mit Kühlstrukturen kann eine Oberfläche zur Wärmeübertragung vergrößert und damit eine Wärmeableitung weiter verbessert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Einlegeteil an seiner Außenseite Kühlstrukturen in Form von Kühlrippen oder dergleichen aufweisen. Mit Kühlrippen kann die Oberfläche einfach und platzsparend vergrößert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Gehäuse der Detektionsvorrichtung aus wenigstens zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt sein. Auf diese Weise kann zur Herstellung der Detektionsvorrichtung das wenigstens eine wenigstens elektrisch wirkende Bauteil und gegebenenfalls weitere Bauteile in wenigstens einem der Gehäuseteile angeordnet und das wenigstens eine Gehäuse anschließend mit wenigstens einem anderen der Gehäuseteile verschlossen werden.
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Vorteilhafterweise können die wenigstens zwei Gehäuseteile zerstörungsfrei trennbar miteinander verbunden sein. Auf diese Weise kann die Detektionsvorrichtung insbesondere zu Wartungszwecken geöffnet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaft Ausführungsform kann wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil, welches wenigstens einem Einlegeteil räumlich zugeordnet ist, an wenigstens einem Träger befestigt sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine wenigstens elektrisch wirkende Bauteil in dem Gehäuse besser gehalten werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil, welches wenigstens einem Einlegeteil räumlich zugeordnet ist, an wenigstens einer Leiterplatte, insbesondere einer Platine, einer gedruckten Leiterplatte oder dergleichen, angeordnet sein. Auf diese Weise können über die wenigstens eine Leiterplatte, insbesondere über Leiterbahnen, elektrische Verbindungen zu dem wenigstens einen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil und/oder zu anderen wenigstens elektrisch wirkenden Bauteilen realisiert werden. Ferner kann die Leiterplatte als Träger wirken, mit welcher das wenigstens eine elektrisch wirkende Bauteil gehalten werden kann.
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Vorteilhafterweise können an dem wenigstens einen Träger, insbesondere der wenigstens einen Leiterplatte, wenigstens ein weiteres Bauteil, insbesondere wenigstens ein elektrisch, elektrooptisch, mechanisch und/oder elektromechanisch wirkendes Bauteil angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Funktionalität des wenigstens einen Trägers vergrößert werden.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Gehäuse dadurch gelöst, dass wenigstens ein Einlegeteil so angeordnet ist, dass dieses bei montierter Detektionsvorrichtung wenigstens einem in dem Gehäuse angeordneten wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil räumlich zugeordnet werden kann.
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Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Gehäuseteil mit wenigstens einem Einlegeteil ausgestattet, welches wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil zugeordnet werden kann, welches in dem Gehäuse angeordnet werden kann. Auf diese Weise kann die Wirkung des wenigstens einen Einlegeteils bezogen auf das wenigstens eine wenigstens elektrisch wirkende Bauteil verbessert werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Gehäuse aus wenigstens zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine wenigstens elektrisch wirkende Bauteil und gegebenenfalls weitere Bauteile in wenigstens einem der Gehäuseteile angeordnet und das wenigstens eine Gehäuse anschließend mit wenigstens einem anderen der Gehäuseteile verschlossen werden.
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Vorteilhafterweise kann das Gehäuse wenigstens eine Aufnahme für wenigstens einen Träger, insbesondere wenigstens eine Leiterplatte, aufweisen, mit welchem wenigstens ein wenigstens elektrisch wirkendes Bauteil getragen wird. Auf diese Weise kann das wenigstens eine wenigstens elektrisch wirkende Bauteil präzise in dem Gehäuse angeordnet werden.
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Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrzeug dadurch gelöst, dass wenigstens ein Einlegeteil wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil räumlich zugeordnet ist.
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Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug wenigstens eine Detektionsvorrichtung auf, mit der die Umgebung des Fahrzeugs insbesondere auf Objekte hin überwacht werden kann.
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Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug wenigstens ein Fahrassistenzsystem aufweisen. Mit dem Fahrerassistenzsystem kann das Fahrzeug autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Detektionsvorrichtung mit wenigstens einem Fahrerassistenzsystem verbunden sein. Auf diese Weise können mit der wenigstens einen Detektionsvorrichtung gesammelte Informationen über den Überwachungsbereich mit dem wenigstens einen Fahrerassistenzsystem zum autonomen oder wenigstens teilautonomen Betreiben des Fahrzeugs verwendet werden.
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Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass wenigstens ein Einlegeteil wenigstens einem wenigstens elektrisch wirkenden Bauteil räumlich zugeordnet wird. Auf diese Weise kann die funktionale Wirkung des wenigstens einen Einlegeteils in Bezug auf das wenigstens eine wenigstens elektrisch wirkende Bauteil verbessert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Gehäuseteil mit wenigstens einem Einlegeteil ausgestattet werden, bevor das Gehäuse mit dem wenigstens einen Gehäuseteil montiert wird. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Gehäuseteil mit dem wenigstens einen Einlegeteil vorgefertigt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Gehäuseteil mit wenigstens einem Einlegeteil ausgestattet werden, nachdem das Gehäuse mit dem wenigstens einen Gehäuseteil montiert wurde. Auf diese Weise können das wenigstens eine Gehäuseteil und das wenigstens eine Einlegeteil separat vorgefertigt und bei der Endmontage der Detektionsvorrichtung miteinander verbunden werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Einlegeteil vorgefertigt werden und anschließend in das Material wenigstens eines Gehäuseteils eingeformt, insbesondere eingespritzt, eingegossen oder dergleichen, werden. Auf diese Weise kann eine dichte und stabile Verbindung zwischen dem wenigstens einen Einlegeteil und dem wenigstens einen Gehäuseteil realisiert werden.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung, dem erfindungsgemäßen Gehäuse, dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren 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 ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem und einer optischen Detektionsvorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug;
- 2 eine isometrische Darstellung der optischen Detektionsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel von schräg oben betrachtet, welche bei dem Kraftfahrzeug aus 1 verwendet werden kann;
- 3 eine isometrische Darstellung der optischen Detektionsvorrichtung aus der 2 von schräg unten betrachtet;
- 4 eine Schnittdarstellung der optischen Detektionsvorrichtung aus den 2 und 3;
- 5 eine Schnittdarstellung einer optischen Detektionsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welche bei dem Kraftfahrzeug aus der 1 verwendet werden kann.
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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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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht.
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Das Kraftfahrzeug 10 umfasst eine optische Detektionsvorrichtung 12. Die Detektionsvorrichtung 12 ist beispielhaft an der Innenseite der Windschutzscheibe des Fahrzeugs 10 angeordnet. Mit der Detektionsvorrichtung 12 kann durch die Windschutzscheibe hindurch ein Überwachungsbereich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 10 auf Objekte hin überwacht werden.
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Die Detektionsvorrichtung 12 kann sich auch an anderer Stelle am Fahrzeug 10 befinden und anders ausgerichtet sein, um Überwachungsbereiche außerhalb oder innerhalb des Fahrzeugs 10 zu überwachen. Dabei werden die Objekte mittels elektromagnetischer Strahlung in Form von Licht erfasst. Bei den Objekten kann es sich um stehende oder sich bewegende Objekte handeln, beispielsweise andere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, unebene Fahrbahnoberflächen, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Straßenbegrenzungen, Verkehrsschilder, Freiflächen, beispielsweise Parkplätze, Niederschläge oder ähnliches. Die Detektionsvorrichtung 12 kann auch so ausgestaltet sein, dass mit ihr Bewegungen und/oder Gesten erfasst werden können.
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Die Detektionsvorrichtung 12 ist mit einem Fahrerassistenzsystem 12 verbunden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 12 kann das Fahrzeug 10 autonom oder teilautonom betrieben werden.
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Die Detektionsvorrichtung 12 ist als sogenannte Frontkamera, beispielsweise als Windschutzscheibenkamera, ausgestaltet. Die 2 bis 4 zeigen Details der Detektionsvorrichtung 12 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die 2 und 3 zeigen die Detektionsvorrichtung 12 in isometrische Darstellung. 4 zeigt einen seitlichen Schnitt durch die Detektionsvorrichtung 12.
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Die Detektionsvorrichtung 12 umfasst ein Gehäuse 16, welches aus einem Basis-Gehäuseteil 18, einem Boden-Gehäuseteil 20 und einem Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 zusammengesetzt ist.
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Das Basis-Gehäuseteil 18 weist, in den 2 und 4 oben, einen gestuften Abschnitt auf, in dem sich eine Aufnahmeöffnung für das Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 befindet. Die Aufnahmeöffnung ist bei dem montierten Gehäuse 16 durch das Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 verschlossen.
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Die dem Boden-Gehäuseteil 20 zugewandte Seite des Basis-Gehäuseteils 18, in den 2 und 4 unten, bildet eine Einbauöffnung für eine Hauptplatine 24. Die Einbauöffnung ist bei montiertem Gehäuses 16 mit dem Boden-Gehäuseteil 20 verschlossen. Von unten auf das Gehäuse 16 betrachtet, haben die Einbauöffnung, das Boden-Gehäuseteil 20 und die Hauptplatine 24 jeweils eine etwa rechteckige Form.
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In dem Gehäuse 16 sind die Hauptplatine 24 und eine Bildsensor-Platine 26, welche auch als „Imager-PCB“ bezeichnet werden kann, angeordnet. Die Bildsensor-Platine 26 ist an der Rückseite des Objektivaufnahme-Gehäuseteils 22 befestigt.
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Die Bildsensor-Platine 26 erstreckt sich schräg zur Hauptplatine 24. Die Bildsensor-Platine 26 dient als Träger für einen Bildsensor, welcher in der 4 verdeckt und daher nicht gezeigt ist. Bildsensoren können auch als „Imager“ bezeichnet werden. Der Bildsensor ist mit Leiterbahnen der Bildsensor-Platine 26 elektrisch kontaktiert.
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Ferner ist in dem Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 ein Objektiv 28 befestigt. Das Objektiv 28 ist so ausgerichtet, dass Bilder aus dem Überwachungsbereich auf dem Bildsensor fokussiert werden.
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Die Hauptplatine 24 dient als Träger für unterschiedliche Bauteile, unter anderem für elektrisch wirkende Bauteile, wie einen Mikrocontroller 30. Der Mikrocontroller 30 ist auf der dem Boden-Gehäuseteil 20 zugewandten Seite der Hauptplatine 24 angeordnet.
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Eine dem Boden-Gehäuseteil 20 zugewandte Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 ist eben und in der Draufsicht etwa rechteckig. Beim Betrieb der Detektionsvorrichtung 12 erwärmt sich der Mikrocontroller 30. Ferner kann der Mikrocontroller 30 elektromagnetische Strahlung abstrahlen.
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Die Hauptplatine 24 liegt umfangsmäßig auf einer Stufe 34 des Basis-Gehäuseteils 18, welche die Einbauöffnung umfangsmäßig umgibt. Auf der Seite, die der Stufe 34 gegenüberliegt, wird die Hauptplatine 24 mit einem umfangsmäßigen Rand 36 des Boden-Gehäuseteils 20 gehalten. Die Hauptplatine 24 ist in einer so gebildeten Aufnahme zwischen der Stufe 34 und dem Rand 36 eingeklemmt.
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Das Basis-Gehäuseteil 18 und das Objektivaufnahme-Gehäuseteil 20 sind jeweils beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens aus Kunststoff gefertigt.
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In einem Bodenabschnitt 38 des Boden-Gehäuseteils 20 ist ein Einlegeteil 40 eingebracht. Das Material des Boden-Gehäuseteils 20 und das Material des Einlegeteils 40 unterscheiden sich. Das Einlegeteil 40 ist aus einem wärmeleitfähigen und elektromagnetisch abschirmenden Material, beispielsweise Metall, im Besonderen Aluminium. Das Einlegeteil 40 ist beispielsweise als Gussteil realisiert.
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Das Boden-Gehäuseteil 20 mit dem Einlegeteil 40 ist beispielhaft mittels eines Spritzgussverfahrens als Zweikomponenten-Bauteil hergestellt, bei dem das vorgefertigte Einlegeteil 40 mit dem Kunststoff des Boden-Gehäuseteils 20 umspritzt wird.
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Das Einlegeteil 40 ist dem Mikrocontroller 30, respektive der Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30, räumlich zugeordnet. Eine der Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 zugewandte Oberfläche 42 des Einlegeteils 40 ist in ihrer Form und ihrer Ausdehnung an die Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 angepasst. Die Oberfläche 42 des Einlegeteils 40 ist eben und erstreckt sich parallel zur Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30. Die Oberfläche 42 ist in der Draufsicht etwa rechteckig und entsprechend der rechteckigen Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 ausgerichtet. Die Oberfläche 42 des Einlegeteils 40 deckt die Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 vollständig ab.
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Außerhalb der Oberfläche 42 weist das Einlegeteil 40 neben einer sich von dem Mikrocontroller 30 weg erstreckenden Stufe einen umlaufenden Befestigungsbereich 44 auf. Mit dem Befestigungsbereich 44 ist das Einlegeteil 40 mit dem Kunststoff des Boden-Gehäuseteils 20 verbunden. Der Befestigungsbereich 44 überragt die Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 umfangsmäßig.
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Insgesamt bewirkt das Einlegeteil 40 eine elektromagnetische Abschirmung für den Mikrocontroller 30. So erfüllt die Detektionsvorrichtung 12 die Erfordernisse in Bezug auf elektromagnetische Verträglichkeit.
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Zwischen der Oberfläche 42 des Einlegeteils 40 und der Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 befindet sich ein schmaler Spalt 46. Der Spalt 46 ermöglicht einen Toleranzausgleich. Der Spalt 46 ist mit einem wärmeleitfähigen Medium, beispielsweise Wärmeleitpaste 48, gefüllt. Über die Wärmeleitpaste 48 ist das Einlegeteil 40 flächig indirekt wärmeübertragend mit dem Mikrocontroller 30 in Kontakt. Auf diese Weise kann Wärme, welche vom Mikrocontroller 30 beim Betrieb erzeugt wird, über die Wärmeleitpaste 48 und das Einlegeteil 40 zur Umgebung 52 abgegeben werden. Der Mikrocontroller 30 wird auf diese Weise gekühlt.
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Auf der dem Mikrocontroller 30 abgewandten Außenseite weist das Einlegeteil 40 gegenüber der Oberfläche 42 eine Vielzahl von Kühlrippen 50 auf. Die Kühlrippen 50 können von Luft der Umgebung 52 zur Kühlung umströmt werden.
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Schräg neben den Kühlrippen 50 und der Oberfläche 42 weist das Einlegeteil 40, wie in der 3 gezeigt, einen rechteckigen Absatz 54 auf, welcher sich zum Innenraum des Gehäuses 16 erhebt. Der Bereich des Einlegeteils 40 mit dem Absatz 54 vergrößert insgesamt die Oberfläche des Einlegeteils 40, sodass eine Wärmeabgabe zur Umgebung 52 weiter verbessert wird.
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Der Bereich des Einlegeteils 40 mit dem Absatz 54 ist weiteren elektrisch wirkenden Bauteilen auf der Hauptplatine 24 räumlich zugeordnet und dient der elektromagnetischen Abschirmung und Wärmeableitung für diese Bauteile.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung der Detektionsvorrichtung 12 werden das Basis-Gehäuseteil 18, das Boden-Gehäuseteil 20 mit dem Einlegeteil 40 und das Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 separat vorgefertigt.
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Die Bildsensor-Platine 26 wird mit dem Bildsensor bestückt. Die Hauptplatine 24 wird mit dem Mikrocontroller 30 und den weiteren Bauteilen bestückt.
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Die bestückte Bildsensor-Platine 26 wird so an der Rückseite des Objektivaufnahme-Gehäuseteils 22 befestigt, dass sich der Bildsensor auf der dem Objektiv 28 später zugewandten Seite befindet. Außerdem wird das Objektiv 28 in das Objektivaufnahme-Gehäuseteils 22 gesteckt, bezüglich dem Bildsensor ausgerichtet und fixiert.
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Das Objektivaufnahme-Gehäuseteil 22 mit der Bildsensor-Platine 26 und dem Objektiv 28 wird in die dafür vorgesehene Öffnung des Basis-Gehäuseteils 18 eingebracht und fixiert.
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Die bestückte Hauptplatine 24 wird von unten mit der dem Mikrocontroller 30 abgewandten Seite voran in die Einbauöffnung des Basis-Gehäuseteils 18 gesteckt und auf der Stufe 34 positioniert.
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Anschließend wird eine hier nicht weiter interessierende Verbindungsleitung der Bildsensor-Platine 26 mit der Hauptplatine 24 verbunden.
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Die Wärmeleitpaste 48 wird auf die Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich kann Wärmeleitpaste 48 auf die Oberfläche 42 des Einlegeteils 40 aufgebracht werden.
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Das Boden-Gehäuseteil 20 wird mit der Oberfläche 42 des Einlegeteils 40 voran in die Einbauöffnung des Basis-Gehäuseteils 18 gebracht, derart, dass die Oberfläche 42 des Einlegeteils 40 der Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 räumlich angeordnet ist. Dabei wird die Wärmeleitpaste 48 zwischen der Oberfläche 32 und der Oberfläche 42 so verteilt, dass ein indirekter Wärmekontakt zwischen der Oberfläche 32 der Oberfläche 42 realisiert wird.
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Anschließend wird das Boden-Gehäuseteil 20 beispielhaft mittels Schrauben an dem Basis-Gehäuseteil 18 fixiert.
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Der Zusammenbau der Detektionsvorrichtung 12 wird beispielhaft vollständig automatisiert, beispielsweise mittels eines Roboters oder dergleichen, durchgeführt. Alternativ können einzelne Schritte des Herstellungsverfahrens auch manuell durchgeführt werden.
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In der 5 ist eine Detektionsvorrichtung 12 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 2 bis 4 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass zwischen der Oberfläche 42 des Einlegeteils 40 und der Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 kein Spalt vorgesehen ist. Die Oberfläche 32 des Mikrocontrollers 30 liegt direkt wärmeleitend an der Oberfläche 42 des Einlegeteils 40 an. Auf Wärmeleitpaste kann so verzichtet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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