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Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zur Herstellung eines Stoßanzeigers, einen entsprechenden Stoßanzeiger, insbesondere für eine Steuervorrichtung, sowie eine entsprechende Steuervorrichtung, insbesondere eine Steuervorrichtung, durch die eine (teil-) automatisierte Steuerung eines Fahrzeuges erfolgen kann.
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Technologischer Hintergrund
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Moderne Fortbewegungsmittel, wie Kraftfahrzeuge oder Motorräder, werden zunehmend mit Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet, welche mit Hilfe von Sensorsystemen die Umgebung erfassen, Verkehrssituation erkennen und den Fahrer unterstützen, z. B. durch einen Brems- oder Lenkeingriff oder durch die Ausgabe einer optischen oder akustischen Warnung. Als Sensorsysteme zur Umgebungserfassung werden regelmäßig Radarsensoren, Lidarsensoren, Kamerasensoren oder dergleichen eingesetzt. Aus den durch die Sensoren ermittelten Sensordaten können anschließend Rückschlüsse auf die Umgebung gezogen werden, womit z. B. eine Objekt- und/oder Umgebungsklassifizierung bzw. ein Umfeldmodell erstellt werden kann. Ferner ist die Umgebungserfassung nahezu unverzichtbar im Bereich des (teil-) autonomen Fahrens, sodass ein besonderes Interesse an der Fort- und Weiterentwicklung der entsprechenden Systeme besteht. Zur Ansteuerung von Aktoren (Bremse, Motor, Getriebe und dergleichen) und/oder Sensoren sowie zur Berechnung und Steuerung von Fahr- und Assistenzfunktionen werden in der Regel elektronische Steuergeräte (Electronic Control Unit, ECU) bzw. Steuervorrichtungen eingesetzt.
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Beispielsweise kann es bei der Auslieferung, Lagerung und Installation derartiger Steuergeräte zu Beschädigungen des Steuergerätes kommen, z. B. durch Sturz oder Herunterfallen. Mit sogenannten Stoßindikatoren oder Stoßanzeigern können Beschädigungen von Waren frühzeitig erkannt und zurückverfolgt werden. Dies ermöglicht eine einfache Transportüberwachung.
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Druckschriftlicher Stand der Technik
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Aus der
DE 20 2015 006 737 U1 ist eine Monitoringschicht als Stoßanzeiger bekannt, wobei auf einer Oberfläche eines Werkstücks eine Beschichtung als Monitoringschicht angebracht wird. Diese Beschichtung besteht aus einem bestimmten Kunststoff-Schaummaterial, wobei die nach außen gewandte Seite des Kunststoff-Schaummaterials mit einer Lackschicht versehen ist. Hierbei kann die Monitoringschicht Impacts bzw. Stöße, an den nach außen gewandten Oberflächen ab einer definierten Impactenergie erkennen und optisch anzeigen. Die Impacts können zum Beispiel während des Transports oder während der Montage des Werkstückes oder durch Herunterfallen erfolgen. Die Lackierung kann hell ausgeführt sein, während das harte Kunststoff-Schaummaterial dunkel eingefärbt ist. Somit wird erreicht, dass nach dem Impact und der damit einhergehenden lokalen Zerstörung der Lackschicht an der Impactstelle ein hoher Kontrast zwischen der hellen Gesamtoberfläche des Bauteils und lokal dunklen Stellen im Bereich des lokal zerstörten Kunststoff-Schaummaterials entsteht. Diese Ausgestaltung ist sehr aufwendig, da hier extra ein Kunststoffmaterial und danach eine bestimmte Lackschicht ausgewählt und aufgetragen werden muss. Dadurch entsteht ein hoher Kosten- und Arbeitsaufwand.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr darin, einen Stoßanzeiger zur Verfügung zu stellen, der in einfacher und kostengünstiger Weise angebracht werden kann und womit die aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile überwunden werden.
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Lösung der Aufgabe
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Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 sowie der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung eines Stoßanzeigers für eine Vorrichtung, wird eine Oberfläche der Vorrichtung mittels eines Lasers derart behandelt, dass eine Anzeigeschicht auf der Oberfläche erzeugt wird, welche eine andere Farbe und/oder eine andere Struktur als die Oberfläche der Vorrichtung aufweist.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann es sich bei der Oberfläche um eine Metalloberfläche handeln.
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Vorzugsweise wird die Anzeigeschicht durch Oxid- und Kohlenstoffeinlagerung auf der Oberfläche bzw. des Materials der Oberfläche erzeugt.
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Zweckmäßigerweise kann es sich bei der Anzeigeschicht um ein Metalloxidschicht handeln, z. B. eine Eisenoxid-, eine Chromoxid-, eine Spinellschicht oder dergleichen.
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Zweckmäßigerweise kann es sich bei dem Laser um einen Dauerstrichlaser oder einen Quasi-Dauerstrich-Laser, d. h. ein Laser dessen Betrieb periodisch unterbrochen wird, oder einen gepulsten Laser, d. h. ein Laser dessen Licht in zeitlich begrenzten Einheiten, sogenannten Pulsen, emittiert wird, handeln.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann es sich bei der Vorrichtung um eine elektronische Vorrichtung handeln, insbesondere eine Steuervorrichtung oder eine Sensorvorrichtung.
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Ferner beansprucht die vorliegende Erfindung einen Stoßanzeiger für eine Oberfläche einer Vorrichtung, der dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßanzeiger mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde.
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Vorzugsweise ist als Laser ein Laser vorgesehen, der ein
- - Laserspektrum zwischen 300 Nanometer und 1500 Nanometer, insbesondere zwischen 400 Nanometer und 1200 Nanometer, vorzugsweise zwischen 500 und 1100 Nanometer aufweist, und/oder
- - eine Optik mit einer Brennweite von 100 bis 700, insbesondere 200 bis 600, vorzugsweise 300 bis 500 aufweist, und/oder
- - eine Leistung zwischen 5 W und 500 W, insbesondere zwischen 50 W und 400 W, vorzugsweise zwischen 100 W und 300 W, besonders bevorzugt zwischen 25 W und 200 W aufweist, und/oder
- - eine Lasergeschwindigkeit im Bereich von 50 mm/s und 1500 mm/s, insbesondere zwischen 200 mm/s und 1200 mm/s, insbesondere zwischen 250 mm/s und 1000 mm/s, insbesondere zwischen 300 mm/s und 900 mm/s, vorzugsweise zwischen 350 mm/s und 800 mm/s aufweist.
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Darüber hinaus umfasst die vorliegende Erfindung auch eine Steuervorrichtung, die einen erfindungsgemäßen Stoßanzeiger umfasst.
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Die vorliegende Erfindung bietet u. a. den Vorteil, dass die Beschriftung beziehungsweise die Markierung der Oberfläche in einfacher Weise unabhängig von der Geometrie der Oberfläche angebracht werden kann. Das Verfahren ist in einfacher und kostengünstiger Weise umzusetzen und in bestehenden Fertigungsprozessen zu integrieren. Ferner besitzt der Stoßanzeiger eine erhöhte Haltbarkeit, d. h. dieser kann unempfindlich gegen Abrieb, Lösungsmittel und andere Umwelteinflüsse ausgestaltet werden - jedoch immer noch ausreichend zuverlässig Stürze anzeigen. Darüber hinaus kann das zu markierende Material sehr flexibel gewählt werden, und z. B. aus Acrylglas, Glas, Holz, Kunststoff, Leder, Metall, Papier, Pappe oder dergleichen sein. Zudem handelt es sich bei der (computergestützten) Laserbearbeitung um ein berührungsloses Verfahren, so dass keine Abnutzung entsteht und auch die Markierung schwieriger Oberflächen bzw. Oberflächengeometrien möglich ist.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zweckmäßigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausgestaltung einer Steuervorrichtung mit erfindungsgemäßen Stoßanzeiger;
- 2 eine vereinfachte schematische Darstellung der Steuervorrichtung aus 1 nach einem Sturz;
- 3 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Steuervorrichtung mit erfindungsgemäßen Stoßanzeigern, sowie
- 4 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines Fahrzeuges mit erfindungsgemäßer Steuervorrichtung.
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In 1 ist eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Stoßanzeigers dargestellt, der an einer Steuervorrichtung 2 angebracht ist. Der Stoßanzeiger kann jedoch auch an jeglicher beliebigen Vorrichtung angeordnet werden. Der Stoßanzeiger ist dabei an einem Vorsprung 11 der Steuervorrichtung 2 mittels eines Lasers angebracht worden, indem eine Anzeigeschicht 10 mittels Laser erzeugt worden ist. Durch die Laserbehandlung der Oberfläche auf dem Vorsprung 11 der Steuervorrichtung 2 wurde die Oberfläche eingefärbt bzw. farblich verändert, insbesondere schwarz eingefärbt. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass die Oberflächenstruktur verändert wird. Im Falle eines Sturzes der Steuervorrichtung 2 ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass diese auf die Oberfläche des Vorsprungs 11 landet und die Anzeigeschicht 10 bzw. die Oberfläche des Stoßanzeigers beschädigt, wie dies exemplarisch in 2 dargestellt ist. Dadurch können Stürze in einfacher Art und Weise angezeigt werden. Eine durch den Verursacher nachträgliche Reparatur der beschädigten Oberfläche ist nur schwer darstellbar. Ferner ist in 3 eine weitere Ausgestaltung einer Steuereinrichtung 2 gezeigt, wobei mehrere erfindungsgemäße Stoßanzeiger bzw. Anzeigeschichten 10 mittels Laser an markanten Stellen auf der Oberfläche des Gehäuses der Steuereinrichtung 2 erzeugt worden sind.
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Die Farbveränderung wird dabei erzeugt, indem der Laserstrahl das Werkstück bzw. die Vorrichtung an der Stelle, an der die Markierung angebracht werden soll, bist zu einer materialspezifischen Temperatur erhitzt wird, wobei z. B. Oxidschichten an der Oberfläche das Werkstückes entstehen, deren Beschaffenheit den Farbeindruck bestimmen. Insbesondere kann hierbei das sogenannte Schwarzmarkieren eingesetzt werden, was zu einer sehr dunklen und kontrastreichen Oberfläche mit minimaler Abtragung des Materials führt. Ferner entstehen hierbei durch kurze Laserpulse nanometergroße Strukturen auf der Werkstückoberfläche, sogenannte Nano- oder Mikrostrukturen. Die Mikrostrukturen sorgen dabei dafür, dass die Streuung des Lichts reduziert wird und eine permanente, homogene und Blick stabile Einfärbung beziehungsweise Schwärzung der markierten Oberfläche entsteht. Die Markierung besitzt unter anderem den Vorteil der Korrosionsbeständigkeit.
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Ferner kann neben der Oberflächenstrukturierung eine schwarze Oxidschicht, insbesondere eine Eisen- oder Chromoxidschicht gebildet werden bzw. auf der Oberfläche abgeschieden werden. Beispielsweise können entstehen korrosionsbeständige Schichten aus/mit Chromit (Fe2+Cr2O4), Magnetit (Fe3O4) oder einem Eisen-Chrom-Spinell (FeFe2-xCrxO4) entstehen.
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Vorzugsweise werden für die vorliegender Erfindung Laser eingesetzt mit einem Laserspektrum zwischen 300 Nanometer und 1500 Nanometer, wobei eine Optik mit einer Brennweite (f) von 100 bis 700 verwendet werden kann, die Leistung des Lasers vorzugsweise zwischen 5 W und 500 W und die Lasergeschwindigkeit vorzugsweise zwischen 50 mm/s und 1500 mm/s liegt.
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Bezugsziffer 1 in 4 bezeichnet ein Fahrzeug mit verschiedenen Aktoren (Lenkung 3, Motor 4, Bremse 5), welches eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung 2 (ECU, Electronic Control Unit oder ADCU, Assisted and Automated Driving Control Unit) aufweist, durch die eine (teil-) automatisierte Steuerung des Fahrzeuges 1 erfolgen kann, z. B. indem die Steuervorrichtung 2 auf die Aktoren des Fahrzeuges 1 zugreifen kann. Die Steuervorrichtung 2 umfasst dabei einen erfindungsgemäßen Stoßanzeiger. Zudem weist die Steuervorrichtung 2 eine Speichereinheit auf, um z. B. einen Algorithmus, Steueranweisungen oder Muster zu speichern. Ferner weist das Fahrzeug 1 Sensoren zur Umfelderfassung auf: einen Radarsensor 6, einen Lidarsensor 7 und eine Frontkamera 8 sowie mehrere Ultraschallsensoren 9a-9d, deren Sensordaten zur Umfeld- und Objekterkennung genutzt werden, sodass verschiedene Assistenzfunktionen, wie z. B. Notbremsassistent (EBA, Electronic Brake Assist), Abstandsfolgeregelung (ACC, Adaptive Cruise Control), Spurhalteregelung bzw. ein Spurhalteassistent (LKA, Lane Keep Assist), Parkassistent oder dergleichen, realisiert werden können. Die Ausführung der Assistenzfunktionen erfolgt dabei über die Steuervorrichtung 2 bzw. dem dort hinterlegten Algorithmus. Ferner können auch die Sensoren des Fahrzeugs 1 einen erfindungsgemäßen Stoßanzeiger aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Steuervorrichtung
- 3
- Lenkung
- 4
- Motor
- 5
- Bremse
- 6
- Radarsensor
- 7
- Lidarsensor
- 8
- Frontkamera
- 9a-9d
- Ultraschallsensor
- 10
- Anzeigeschicht
- 11
- Vorsprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202015006737 U1 [0004]
