DE102022106654A1

DE102022106654A1 - Sensoranordnung mit Blendenelement und Verfahren zur Herstellung eines Blendenelements einer Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102022106654A1
Application number: DE102022106654.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Podolski
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2022-03-22
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2042-03-23
Also published as: CN116794599A; US20230305112A1; DE102022106654B4

Abstract

Es wird eine Sensoranordnung eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, umfassend ein Sensorelement (20), das zur Ermittlung eines Messsignals elektromagnetische Strahlung in mindestens eine Messrichtung abgibt und/oder erfasst, ein Blendenelement (18), das in der mindestens einen Messrichtung vor dem Sensorelement (20) angeordnet ist und ein mindestens einschichtiges Kunststoffspritzgießteil ist, das für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, und eine Heizeinrichtung, die eine Vielzahl von Leiterbahnen umfasst, die auf eine Trägerfolie aufgebracht sind, die an dem Blendenelement (18) angeformt ist, so dass die Trägerfolie mitsamt den Leiterbahnen ein Einlegeteil des nach einem Spritzgießprozess hergestellten Blendenelements (18) bildet, wobei die Leiterbahnen zumindest bereichsweise an der dem Sensorelement (20) zugewandten Seite der Trägerfolie liegen. Die Leiterbahnen sind durch mindestens zwei Sammelleiter elektrisch leitend und die mindestens zwei Sammelleiter bilden jeweils zumindest abschnittsweise ein elektrisches Verbindungselement aus, das jeweils aus dem Blendenelement (18) hervorsteht und freiliegt, um derart elektrisch kontaktierbar zu sein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Dachmodul mit mindestens einer solchen Sensoranordnung und ein Kraftfahrzeug, an dem mindestens ein solches Dachmodul angeordnet ist. Auch betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Blendenelements einer Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs.
Eine derartige Sensoranordnung ist aus der Praxis bekannt und kann bei einem Kraftfahrzeug zur Überwachung eines Fahrzeugumfelds eingesetzt werden. Hierzu umfasst die Sensoranordnung ein Sensorelement, das in eine oder mehrere bestimmte Richtungen elektromagnetische Strahlung, beispielsweise in Form von Laserstrahlung, abgibt, so dass die Fahrzeugumgebung einschließlich Straßenverlauf, Verkehrssituation und dergleichen von einem System des Fahrzeugs erkannt und verarbeitet werden kann. Das Sensorelement ist beispielsweise in einem Dachbereich des Fahrzeugs oder auch im Bereich des Fahrzeugbugs bzw. Front Ends angeordnet und hinter einem Blendenelement positioniert, das für die von dem Sensorelement abgegebene elektromagnetische Strahlung durchlässig ist. Das Blendenelement kann aus einem Kunststoffwerkstoff gefertigt sein. Um das Blendenelement auch bei schlechten Witterungsverhältnissen für die elektromagnetische Strahlung durchlässig zu halten und enteisen zu können, kann eine Heizeinrichtung vorgesehen sein, die Leiterbahnen umfasst, welche an der dem Sensorelement zugewandten Innenseite des Blendenelements angeordnet sind. Derartige Sensoranordnungen sind beispielsweise aus der DE 10 2018 109 884 A1 sowie der WO 2021/032599 A1 bekannt.
Auch Dachmodule finden im Fahrzeugbau bereits umfassend Verwendung, da diese Dachmodule als separate Funktionsmodule vorgefertigt sind und bei der Montage des Fahrzeugs an das Montageband geliefert werden können. Das Dachmodul bildet an seiner Außenfläche zumindest bereichsweise eine Dachhaut des Fahrzeugdachs, die ein Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Luftströmung in den Fahrzeuginnenraum verhindert. Die Dachhaut wird von einem oder mehreren Flächenbauteilen gebildet, die aus einem stabilen Material, beispielsweise lackiertem Blech oder lackiertem bzw. durchgefärbtem Kunststoff, gefertigt sein können. Bei dem Dachmodul kann es sich um ein Teil eines starren Fahrzeugdachs oder um ein Teil einer öffenbaren Dachbaugruppe handeln.
Ferner richtet sich die Entwicklung im Fahrzeugbau immer stärker auf autonom bzw. teilautonom fahrende Kraftfahrzeuge. Um der Fahrzeugsteuerung ein autonomes bzw. teilautonomes Steuern des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, wird eine Vielzahl von Sensorelementen, insbesondere Umfeldsensoren (z. B. Lidar-Sensoren, Radar-Sensoren, (Multi-)Kameras etc. mitsamt weiteren (elektrischen) Komponenten) eingesetzt, die in das Dachmodul integriert sind, die Umgebung rund um das Kraftfahrzeug erfassen und aus den erfassten Umgebungsdaten beispielsweise eine jeweilige Verkehrssituation ermitteln. Dachmodule, welche mit einer Vielzahl von Umfeldsensoren ausgestattet sind, sind auch als Roof Sensor Module (RSM) bekannt. Die bekannten Umfeldsensoren senden und/oder empfangen elektromagnetische Signale, beispielsweise Laserstrahlen oder Radarstrahlen, wobei durch eine Signalauswertung ein Datenmodell der Fahrzeugumgebung generiert und für die Fahrzeugsteuerung genutzt werden kann.
Die Umfeldsensoren zur Überwachung und Erfassung der Fahrzeugumgebung sind zumeist am Fahrzeugdach angeordnet, da das Fahrzeugdach in der Regel die höchste Erhebung eines Fahrzeugs ist, von der aus die Fahrzeugumgebung gut einsehbar ist. Die Sensormodule sind dabei als Aufsatz auf das die Dachhaut bildende Flächenbauteil des Dachmoduls aufgesetzt. Während der Benutzung des Umfeldsensors besteht aufgrund von Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Eisbildung, das Risiko, dass ein für den Umfeldsensor teiltransparenter oder transparenter Durchsichtsbereich von Eis überdeckt und derart eine Signalerfassung des Umfeldsensors gestört wird und der Durchsichtsbereich im schlimmsten Fall vollständig undurchsichtig wird. Aus diesem Grund ist die Enteisung des Durchsichtsbereiches, beispielsweise durch den Einsatz eines Blendenelements mit einer Heizeinrichtung bekannt.
In Zuge der weiteren Entwicklung im Bereich der Integration solcher Heizeinrichtungen, insbesondere Heizfolien, hat sich jedoch das Problem einer unzureichenden Kontaktierungsmöglichkeit beim Anschluss bzw. bei der Einbindung einer derartigen Heizeinrichtung in einen elektrischen Stromkreis herausgebildet. Insbesondere wird die Heizeinrichtung im Stand der Technik beispielsweise als flache Heizfolie im Zuge eines Spritzgießprozesses von einer Kunststoffschicht, beispielsweise einer transparenten Polycarbonat-(PC)-Schicht umspritzt und/oder in dieser integriert. Nach dem Einspritzen der Heizeinrichtung bzw. nach dem Ausformen des als Spritzgießteil ausgebildeten Blendenelements ist es im Stand der Technik notwendig, die elektrischen Kontaktbereiche der Heizeinrichtung wieder freizulegen, da diese durch den Spritzgießprozess von einer Kunststoffschicht überdeckt sind. Dies erfordert ein hohes Maß an Präzision, da die darunterliegenden Leiterbahnen, die zur elektrischen Kontaktierung genutzt sind, oftmals sehr dünnschichtig, beispielsweise nur ca. 0,1 mm dick, ausgeführt sind. Alternativ ist es im Stand der Technik möglich, die elektrischen Kontaktstellen während des Spritzgießprozesses, beispielsweise durch eine entsprechende Abdeckung und/oder Aussparung, abzudecken, so dass diese während des Spritzgießens nicht von einer Kunststoffschicht überdeckt werden. Bei aus dem Stand der Technik bekannten außenliegenden Heizfolien weist die Abdeckung im Bereich der Heizfolie eine Dicke auf, die lediglich der Heizfolie mitsamt einer Beschichtung entspricht. Die restliche Abdeckung weist hingegen eine größere und robuste Materialdicke auf. Diese lokale Ausdünnung führt zu optischen Einfallstellen und kann durch Fremdeinwirkung (Steinschlag, spitze Gegenstände etc.) sehr leicht beschädigt bzw. durchgestochen werden und somit eine Undichtigkeit der Abdeckung herbeiführen. Bei bekannten innenanliegenden Heizfolien bilden die Heizleiterbahnen bzw. bildet die Heizschicht eine Innenfläche der Abdeckung. Die Bahnen bzw. Schichten sind maximal durch eine lackierte Schutzbeschichtung geschützt. Die Kontaktflächen zur elektrischen Anbindung werden jedoch nicht beschichtet, d. h. freigehalten. Bei einer bekannten Zweikomponentenlösung wird durch eine zweite Materialkomponente die Heizfolie bis auf die Kontaktstellen umspritzt. Insgesamt bieten die bekannten Blendenelemente, die in Sensoranordnungen umfasst sind, daher in optischer und/oder herstellungsseitiger Hinsicht und/oder hinsichtlich ihrer Robustheit keine zufriedenstellende Lösung.
Aufgrund der vorgenannten Nachteile und Probleme besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine weiterentwickelte Sensoranordnung und/oder ein Verfahren vorzuschlagen, durch die die vorstehenden Probleme und Nachteile zumindest vermindert werden und insbesondere eine Kontaktierungsmöglichkeit einer Heizeinrichtung verbessert ist.
Die Aufgabe wird durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Dachmodul mit mindestens einer solchen Sensoranordnung gemäß Anspruch 14 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Dachmodul gemäß Anspruch 15 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In den Rahmen der Erfindung fallen zudem sämtliche Kombinationen aus mindestens zwei in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Es versteht sich, dass die zu der Sensoranordnung gemachten Ausführungen sich in äquivalenter Weise auf das erfindungsgemäße Dachmodul und/oder Kraftfahrzeug beziehen, ohne für dieses separat genannt zu werden. Ebenfalls beziehen sich sämtliche zu der Sensoranordnung offenbarten Merkmale und Ausführungsformen in äquivalenter, wenn auch nicht wortgleicher Art und Weise auf das erfindungsgemäße Verfahren. Hierbei versteht es sich insbesondere, dass sprachübliche Umformungen und/oder ein sinngemäßes Ersetzen von jeweiligen Begrifflichkeiten im Rahmen der üblichen sprachlichen Praxis, insbesondere das Verwenden von durch die allgemein anerkannte Sprachliteratur gestützten Synonymen, von dem vorliegenden Offenbarungsgehalt umfasst sind, ohne in ihrer jeweiligen Ausformulierung explizit erwähnt zu werden.
Erfindungsgemäß ist eine Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend mindestens ein Sensorelement, das zur Ermittlung eines Messsignals elektromagnetische Strahlung in mindestens eine Messrichtung abgibt und/oder erfasst, ein Blendenelement, das in der mindestens einen Messrichtung vor dem Sensorelement angeordnet ist und ein mindestens einschichtiges Kunststoffspritzgießteil ist, das für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, und eine Heizeinrichtung, die eine Vielzahl von Leiterbahnen umfasst, die insbesondere per Siebdruckverfahren oder durch Drahtlegen auf eine Trägerfolie aufgebracht sind, wobei die Trägerfolie an dem Blendenelement angeformt ist, so dass die Trägerfolie mitsamt den Leiterbahnen ein Einlegeteil des nach einem Spritzgießprozess hergestellten Blendenelements ausbildet, wobei die Leiterbahnen zumindest bereichsweise an der dem Sensorelement zugewandten Seite der Trägerfolie liegen. Die Vielzahl von Leiterbahnen kann in anderen Ausführungen auch als Vielzahl von Leiterflächen auf die Trägerfolie aufgedampft sein. Die Sensoranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen vorzugsweise durch mindestens zwei Sammelleiter elektrisch leitend miteinander verbunden sind und die mindestens zwei Sammelleiter jeweils zumindest abschnittsweise ein elektrisches Verbindungselement ausbilden, das jeweils aus dem Blendenelement hervorsteht und freiliegt, um derart elektrisch kontaktierbar zu sein. Besonders bevorzugt umfasst die Sensoranordnung zumindest einen Lidar-Sensor und einen Kamera-Sensor.
Das Blendenelement bildet vorzugsweise einen Durchsichtsbereich aus, durch den das mindestens eine Sensorelement die elektromagnetische Strahlung senden und/oder empfangen kann. Das Sensorelement ist vorzugsweise derart relativ zu dem und/oder an dem Blendenelement angeordnet, dass es durch dieses hindurchblickt. Besonders bevorzugt ist das Sensorelement dazu eingerichtet, das Messsignal in der Messrichtung, die insbesondere eine Hauptmessrichtung, bei einem optischen Messelement vorzugsweise eine optische Achse, definiert, abzugeben und/oder zu empfangen. Bevorzugt definiert die Messrichtung eine Hauptkegelachse, um welche sich ausgehend von dem Sensorelement ein kegelförmiges Erfassungsfeld öffnet. Ein Kegelöffnungswinkel ist vorzugsweise sensorspezifisch und kann ggf. mittels eines optischen Elementes, beispielsweiser einer Linse manipuliert, insbesondere vergrößert oder verkleinert werden. Die mindestens zwei Sammelleiter kontaktieren die Vielzahl von Leiterbahnen vorzugsweise derart, dass die Leiterbahnen miteinander in Reihe geschaltet sind. Ist jeder der Sammelleiter beispielsweise über ein oder mehrere Kabel mit einer Spannungsquelle verbunden, kann ein elektrischer Energiefluss durch die Vielzahl von Leiterbahnen erfolgen. Ein Teil der elektrischen Energie wird dabei in Wärme transformiert, wodurch der Heizeffekt bereitgestellt werden kann. Die Wärme wird bevorzugt durch die Kunststoffschicht an die außenliegende Seite des Blendenelements abgegeben, so dass an diesem gebildetes Eis geschmolzen werden kann. Dadurch kann die Enteisungswirkung erzielt werden.
Das mindestens eine Sensorelement ist vorzugsweise zumindest ein Teil eines Umfeldsensors, insbesondere eines Lidar-Sensors und/oder eines Radar-Sensors und/oder eines Kamera-Sensors und/oder eines Multikamera-Sensors und/oder eines Ultraschallsensors und/oder dergleichen. Lidar-Sensoren arbeiten beispielsweise in einem Wellenlängenbereich von 905 nm oder auch von etwa 1550 nm. Der Werkstoff des Blendenelements, das vorzugsweise einen Durchsichtsbereich ausbildet, durch den der Lidar-Sensor hindurchblickt, ist vorzugsweise für den von dem Umfeldsensor genutzten Wellenlängenbereich transparent und materialseitig daher in Abhängigkeit von der/den von dem Umfeldsensor genutzten Wellenlänge(n) ausgewählt. Ein Sichtfeld des Umfeldsensors erstreckt sich vorzugsweise in Form eines Kegels mit einem sensorspezifischen Kegelöffnungswinkel symmetrisch um die optische Achse des Umfeldsensors herum.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Blendenelements der Sensoranordnung umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Trägerfolie mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite; Aufbringen, insbesondere mittels Siebdruckverfahren oder durch Drahtlegen, einer Vielzahl von Leiterbahnen und mindestens zweier Sammelleiter auf die erste Seite, insbesondere eine Heizseite bzw. Innenseite der Folie; Einbringen, insbesondere im Wesentlichen U-förmiges Einlegen der Trägerfolie mit den Leiterbahnen in einen Formhohlraum eines Spritzgießwerkzeugs, derart dass die zwei Sammelleiter gegenüber den Leiterbahnen hervorstehen; Befüllen des Formhohlraums des Spritzgießwerkzeugs mit einem Kunststoffwerkstoff; Aushärten des Kunststoffwerkstoffs in dem Formhohlraum zur Ausbildung des Blendenelements mit der angeformten Folie; und Entformen des Blendenelements mit der angeformten Folie. Besonders bevorzugt wird auf die Trägerfolie, die zum Beispiel aus PC-Material besteht, eine beliebige Heizstruktur mitsamt den zwei Sammelleitern insbesondere innenliegend (bspw. eine +/--Kontaktierung bildend) vorzugsweise per Siebdruck aufgedruckt und/oder durch Drahtlegen aufgebracht. Die Trägerfolie ist vorzugsweise aus dem gleichen Material bzw. Kunststoff hergestellt, das bzw. der als Spritzgussmasse auch zur Herstellung des Blendenelements verwendet wird, um vorzugsweise nach dem Spritzgussprozess eine stabile und nicht ersichtliche Verbindung zu realisieren. Die Trägerfolie wird vorzugsweise U-förmig in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und mit dem Spritzgießkunststoff mindestens einfach, besonders bevorzugt jedoch zweifach umspritzt. Das U-förmige Einlegen bzw. Halten der Folie im Spritzgusswerkzeug erfolgt beispielsweise durch seitliche Werkzeugeinsätze, durch die die Folie gezielt umgelenkt wird. Vorzugsweise wird die Folie mittig zwischen den beiden Werkzeugeinsätzen per Vakuum auf ihrer vorbestimmten Position gehalten. Beispielsweise wird auf die Trägerfolie ein transparenter erster Kunststoff und/oder ein zumindest für das Sensorelement transparenter zweiter Kunstsoff per Spritzguss aufgebracht. Mit anderen Worten erfolgt die Umlenkung, d. h. die Biegung, der Trägerfolie in die erfindungsgemäße U-Form vor dem Einspritzen des Kunststoffes durch entsprechende Halter innerhalb des Spritzgießwerkzeuges. Die elektrischen Verbindungselemente und/oder Kontaktierungsstellen, die an dem jeweiligen Sammelleiter ausgebildet sind, werden im Spritzgießprozess vorzugsweise lokal freigehalten. Dies kann vorzugsweise dadurch erfolgen, dass die Sammelleiter an den Kontaktierungsstellen an das Spritzgießwerkzeug anschlagen und dadurch nicht von dem Kunststoff benetzt werden können. Auch zusätzliche Abdeckungen sind denkbar. Ansonsten wird die Trägerfolie vorzugsweise rundherum von mindestens einer Kunststoffschicht überzogen und/oder benetzt und/oder umspritzt. Besonders bevorzugt wird durch eine geometrische Ausformung des Spritzgussteils eine/die Schnittstelle ausgebildet, die beispielsweise als Anschlussverbindung zu einem Stecker mindestens eines Kabels ausgebildet ist. Diese Schnittstelle ist vorzugsweise aus dem Spritzgießkunststoff ausgebildet.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Blendenelements kann die optische Erscheinung bei der Anordnung des Blendenelements am Kraftfahrzeug und/oder am Dachmodul erheblich verbessert werden. Besonders wird erfindungsgemäß erreicht, dass die Heizeinrichtung, insbesondere die Vielzahl von Leiterbahnen, filigraner, beispielsweise schwebend wirkt. Die vorzugsweise im Vergleich zu der Vielzahl von Leiterbahnen größer dimensionierten Sammelleiter ragen hingegen vorzugsweise entgegen der Messrichtung des Sensorelements aus dem insbesondere flächenförmigen Teil des Blendenelements hervor. Dadurch treten die Sammelleiter optisch in den Hintergrund, so dass von außerhalb des Fahrzeugs keine Kontaktierungsstellen zu sehen sind. Ebenfalls ist die erfindungsgemäße Herstellung des Blendenelements kostengünstiger, da eine technisch einfache und günstige Kontaktierungslösung realisiert ist. Insbesondere ist erfindungsgemäß keine Steckerintegration an der oder auf der Trägerfolie mehr notwendig. Herstellungsseitig kann also zumindest der ansonsten aufwendige Kontaktierungsprozess, z. B. ein Anlöten von elektrischen Kontakten entfallen. Insgesamt werden also die Prozesssicherheit sowie die Robustheit des Blendenelements erhöht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trägerfolie nach dem Spritzgießprozess zusammen mit den Leiterbahnen derart an dem Blendenelement angeformt, dass die zumindest abschnittsweise durch die mindestens zwei Sammelleiter ausgebildeten Verbindungselemente insbesondere in einem Endabschnitt eines jeweiligen Schenkelbereiches des Blendenelements ausgebildet sind und vorzugsweise die Schenkelbereiche jeweils zumindest abschnittsweise eine mechanische Kontaktierung ausbilden. Das Blendenelement kann grundsätzlich beliebig geformt sein. Vorzugsweise umfasst es mindestens zwei Schenkel, die gegenüber einem ansonsten flächenmäßig ausgebildeten Blendenbereich hervorragen. Das Blendenelement kann grundsätzlich eine gekrümmte und/oder gekurvte, insbesondere konvexe Ausformung aufweisen, aus welcher die beiden Schenkel hervorstehen. Besonders bevorzugt weist das Blendenelement einen Verlauf auf, bei dem die beiden Schenkel wesentlich kürzer als die Schenkelverbindung ausgebildet sind. Der flächenmäßige Teil des Blendenelements definiert vorzugsweise die Schenkelverbindung. In jedem der Schenkel ist vorzugsweise einer der beiden Sammelleiter umfasst, wobei jeder der Schenkel vorzugsweise bis auf die jeweiligen Endabschnitte mit dem Spritzgießkunststoff umspritzt ist. Besonders bevorzugt sind die Schenkelbereiche mit einem für das menschliche Auge intransparenten, insbesondere schwarz erscheinenden Kunststoff umspritzt, so dass diese Bereiche im verbauten Zustand des Blendenelements nur noch wenig wahrnehmbar sind. Der Endbereich beschreibt vorzugsweise einen Endabschnitt bzw. einen Kopfbereich der Schenkel, durch den jeweils ein elektrisches Verbindungselement ausgebildet ist. Der Kopfbereich ist vorzugsweise nicht von einer Kunststoffschicht überzogen und/oder überdeckt, sondern liegt für die elektrische Kontaktierung frei.
Besonders bevorzugt bildet der in den beiden Schenkelbereichen spritzgegossene Kunststoff einen Teil einer Steckverbindung aus. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass ein entsprechender Negativabdruck der Steck- und/oder Klemm- und/oder Halteverbindung in dem Spritzgießwerkzeug in dem Schenkelbereich ausgeformt ist, so dass beim Einspritzen des Kunststoffes eine entsprechende Steck- und/oder Klemm- und/oder Halteverbindung hergestellt wird.
Besonders bevorzugt umfasst das als Spritzgießteil ausgebildete Blendenelement mindestens zwei Kunststoffschichten, die vorzugsweise aus unterschiedlichen Kunststoffen mit guten Verbindungseigenschaften zueinander ausgebildet sein können. Die erste Kunststoffschicht kann vorzugsweise innerhalb des für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereichs transparent sein, beispielsweise aus Polycarbonat ausgebildet sein. Die erste Kunststoffschicht kann beispielsweise im Bereich des flächenmäßigen Teils des Blendenelements, insbesondere im Bereich der Schenkelverbindung, um die Trägerfolie gespritzt sein. Die zweite Kunststoffschicht kann vorzugsweise innerhalb des für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereichs opak, d. h. intransparent sein und beispielsweise schwarz erscheinen. Besonders bevorzugt ist die Trägerfolie in den Schenkelbereichen zumindest mit der zweiten Kunststoffschicht umspritzt. Die erste und die zweite Kunststoffschicht sind vorzugsweise für einen von dem Sensorelement genutzten Wellenlängenbereich transparent. Falls die erste Kunststoffschicht transparent ist, ist es bevorzugt, wenn das gesamte Blendenelement opak, insbesondere schwarz mit der zweiten Kunststoffschicht hinterspritzt ist. Falls die erste Kunststoffschicht opak, insbesondere schwarz ist, ist es bevorzugt, wenn mit dieser Kunststoffschicht insbesondere lokal ein Zwischenschenkelbereich zwischen den Schenkeln hinterspritzt ist. Die zweite Schicht ist besonders bevorzugt zumindest im Bereich der Schenkel ausgebildet. Von außerhalb des Kraftfahrzeugs betrachtet ergibt sich ein Bild von „schwebenden Heizleiterbahnen“ vorzugsweise im Bereich des transparenten Kunststoffes. Diese „schwebenden“ Leiterbahnen verschwinden an beiden Enden des Blendenelements, insbesondere wo das Blendenelement in die Schenkelbereiche übergeht, durch eine Umlenkung in den intransparenten, insbesondere schwarzen Kunststoff. Die Sammelleiterbahnen befinden sich somit vorzugsweise hinter dem intransparenten Kunststoff und nehmen keinen Platz im sichtbaren Bereich des Blendenelements ein. Hierdurch wird ein eventueller zusätzlicher Schwarzdruck zum Verdecken der Sammelleiter vermieden. Zudem wird weniger Fläche in einem von außen sichtbaren Bereich eingenommen. Dies erhöht die optische Wertigkeit des Blendenelements.
In einer bevorzugten Ausführungsform stehen die beiden Schenkelbereiche des Blendenelements aus diesem entgegen der Messrichtung hervor. Die Schenkelbereiche des Blendenelements stehen bevorzugt entgegen einer Blickrichtung des Sensorelements aus dem Blendenelement hervor. Bevorzugt ragen die Schenkelbereiche in Richtung eines Inneren des Kraftfahrzeugs, wenn das Blendenelement an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils einer der Sammelleiter zumindest teilweise in jeweils einem der Schenkelbereiche des Blendenelements angeordnet und ist vorzugsweise von dem Spritzgießkunststoff, besonders bevorzugt von einer Kunststoffschicht, die für das menschliche Auge intransparent ist, insbesondere schwarz erscheint, umspritzt. Besonders bevorzugt liegen somit die an den Endabschnitten ausgebildeten Verbindungselemente frei und können besonders bevorzugt elektrisch kontaktiert werden. In den Schenkelbereichen ist hierzu vorzugsweise ein mechanisches Verbindungselement durch eine entsprechende geometrische Ausformung des mindestens einschichtigen Spritzgießkunststoffes ausgebildet.
Besonders bevorzugt umfasst das Blendenelement eine einer Fahrzeugumgebung zugewandte Außenseite und eine dem Sensorelement zugewandte Innenseite und die Trägerfolie ist an der Außenseite des Blendenelements angeordnet. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen die Trägerfolie auch an der Innenseite angeordnet sein kann. Besonders bevorzugt stellt die Trägerfolie die äußerste Schicht des Blendenelements, vorzugsweise ohne Berücksichtigung von weiteren Beschichtungen nach dem Spritzgussvorgang, dar. Bevorzugt bildet die Trägerfolie mitsamt den darauf aufgebrachten, beispielsweise aufgedruckten Leiterbahnen insbesondere lokal an dem Blendenelement dessen äußere Schicht. Dabei stellt die Trägerfolie die äußerste Schicht dar. Die Leiterbahnen sind an der Seite der Trägerfolie angeordnet, die dem Sensorelement zugewandt ist, um diese zu schützen. Alternativ ist es möglich, die Trägerfolie in einer ersten Spritzgusskomponente innenseitig zu integrieren. Dies kann vorteilhaft sein, da hierdurch auf die insbesondere U-förmige Umlenkung der Trägerfolie bei der Herstellung des Blendenelements verzichtet werden kann.
Das Blendenelement der Sensoranordnung nach der Erfindung kann insbesondere aus mindestens einem Polycarbonat-Werkstoff oder auch einem sonstigen für die betreffende Anwendung geeigneten Werkstoff gefertigt sein. Auch ist es bevorzugt, wenn das Blendenelement zumindest abschnittsweise und/oder bereichsweise aus unterschiedlichen Kunststoffen gebildet ist, um derart beispielsweise bereichsweise unterschiedliche optische Eigenschaften des Blendenelements bereitzustellen.
Entsprechend umfasst die Trägerfolie der Sensoranordnung nach der Erfindung bei einer bevorzugten Ausführungsform mindestens einen Polycarbonat-Werkstoff bzw. ist aus mindestens einem solchen gefertigt. Die Trägerfolie ist vorzugsweise aus einem gleichen Kunststoff wie das Blendenmaterial bzw. ein Grundkörper des Blendenmaterials hergestellt. Der Kunststoff des Blendenmaterials kann vorzugsweise ein Kunststoff-Basismaterial aufweisen, dass vorzugsweise zur Anpassung einer optischen und/oder mechanischen Eigenschaft mit mindestens einem Additiv versehen ist. Durch das Additiv kann das Basismaterial beispielsweise für Wellenlängen im für das menschliche Auge sichtbaren Bereich opak, d.h. intransparent sein.
Um das Blendenelement vor Beschädigungen und Verschleiß schützen zu können, ist es bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Sensoranordnung nach der Erfindung an seiner der Fahrzeugumgebung zugewandten Außenseite mit einer Schutzbeschichtung versehen. Besonders bevorzugt ist eine nach außen gerichtete Seite der insbesondere außenliegenden Trägerfolie mit der Schutzbeschichtung versehen. Die Schutzbeschichtung kann aus einem ein- oder zweischichtig aufgetragenen Lacksystem bestehen, das einen Kratz-, Witterungs- und/oder Chemikalienschutz bietet. Das verwendete Lacksystem kann thermisch aushärtend sein oder auch ein Lacksystem sein, das unter Verwendung von UV-Strahlung aushärtet. Denkbar ist es, dass das Lacksystem nach einem Sprühverfahren oder nach einem Flutbeschichtungsverfahren aufgetragen wird.
Zweckmäßigerweise hat die Schutzbeschichtung einen Brechungsindex, der kleiner ist als derjenige des spritzgegossenen Kunststoffwerkstoffs des Blendenelements. Damit kann das Transmissionsverhalten des Blendenelements verbessert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Blendenelement zumindest bereichsweise eine erste Kunststoffkomponente, die für das menschliche Auge intransparent und für das mindestens eine Sensorelement, insbesondere einen Lidar-Sensor transparent ist. Alternativ oder ergänzend (d.h. „und/oder“) umfasst das Blendenelement zumindest bereichsweise eine zweite Kunststoffkomponente, die für das menschliche Auge transparent und für das mindestens eine Sensorelement, insbesondere eine Kamera bzw. Kamera-Sensor ebenfalls transparent ist. Vorzugsweise umfasst das Blendenelement also zwei sich zumindest hinsichtlich ihrer Transparent (insbesondere für Wellenlängen des sichtbares Lichts) unterscheidende Kunststoffkomponenten. Die ersten und/oder die zweite Kunststoffkomponente kann/können jeweils einlagig oder zweilagig sein oder aus einem Kunststoffmaterial oder aus einem Mehrkomponenten-Kunststoffmaterial hergestellt sein. Bevorzugt weist das Blendenelement einen Bereich auf, der aus der ersten Kunststoffkomponenten gebildet ist und mindestens einen anderen Bereich auf, der aus der zweiten Kunststoffkomponenten gebildet ist. Durch das Vorsehen der ersten Kunststoffkomponente erscheint das Blendenelement vorzugsweise schwarz, so dass es sich vorzugweise optisch in die restliche Fahrzeugkarosserie einfügt. Durch das Vorsehen der zweiten Kunststoffkomponente kann zudem ein Bereich ausgebildet sein, durch den das Sensorelement, das im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeitet, elektromagnetische Signale senden und/oder empfangen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trägerfolie zumindest bereichsweise mit einer ersten Kunststoffkomponente hinterspritzt und/oder umspritzt, die für das menschliche Auge intransparent und für das mindestens eine Sensorelement, insbesondere einen Lidar-Sensor transparent ist. Alternativ oder ergänzend (d.h. „und/oder“) ist die Trägerfolie zumindest bereichsweise mit einer zweiten Kunststoffkomponente hinterspritzt und/oder umspritzt, die für das menschliche Auge transparent und für das mindestens eine Sensorelement, insbesondere eine Kamera bzw. Kamera-Sensor transparent ist. Die Trägerfolie bildet somit vorzugsweise die Außenseite (in Richtung der Messrichtung betrachtet) des Blendenelements.
Die Sensoranordnung nach der Erfindung kann grundsätzlich an einer beliebigen Stelle eines Kraftfahrzeugs und/oder eines Dachmoduls angeordnet sein und für unterschiedliche Zwecke ausgelegt sein. Beispielsweise ist die Sensoranordnung in ein Fahrzeugdach, insbesondere in ein Dachmodul, durch das das Fahrzeugdach zumindest bereichsweise gebildet wird, integriert und derart bevorzugt Bestandteil eines Systems zum autonomen oder teilautonomen Fahren des betreffenden Fahrzeugs. In diesem Falle bildet das Blendenelement vorzugsweise ein Außenhautelement des Fahrzeugdachs, das heißt insbesondere einen gegenüber dem Fahrzeugaufbau unbeweglichen Festdachabschnitt. Denkbar ist es aber auch, dass die Sensoranordnung nach Art eines Doms auf einem Fahrzeugdach und/oder dem Dachmodul angeordnet ist. Dann bildet das Blendenelement zumindest einen Bestandteil eines Gehäuses der Sensoranordnung, das das Sensorelement aufnimmt. Besonders bevorzugt können das Kraftfahrzeug und/oder das Dachmodul mehrere Sensoranordnungen und/oder mehrere Blendenelemente umfassen.
Bei einer alternativen Ausführungsform bildet das Blendenelement ein Außenhautelement eines Fahrzeugbugs oder eines Fahrzeughecks. Dann kann die Sensoranordnung auch Bestandteil eines Abstandshaltesystems, eines Parkassistenten und/oder einer sonstigen Sicherheitseinrichtung des betreffenden Fahrzeugs sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Dachmodul zur Bildung eines Fahrzeugdachs an einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, das ein Flächenbauteil, welches zumindest bereichsweise eine Dachhaut des Fahrzeugdachs bildet, die als eine äußere Dichtfläche des Dachmoduls fungiert, und mindestens eine Sensoranordnung nach einem beliebigen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst.
Auch ist ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie und mindestens einem derartigen Dachmodul bevorzugt, das als Baueinheit an der Fahrzeugkarosserie angeordnet, insbesondere mit dieser verklebt und/oder verschraubt und/oder verschweißt und/oder verlötet ist.
Die Leiterbahnen können nach einem beliebigen Verfahren auf die Trägerfolie aufgebracht bzw. aufgetragen werden. Denkbar ist es, hierzu Druckverfahren, Prägeverfahren oder Transferverfahren einzusetzen. Als spezielle Beispiele seien hier Siebdruckverfahren, Dispensverfahren, Heißprägeverfahren und Transferdruckverfahren genannt. Zudem können zum Aushärten der Leiterbahnen geeignete Aushärtungsverfahren, wie Laseraushärtungsverfahren eingesetzt werden.
Des Weiteren kann das Aufbringen der Leiterbahnen auf eine breite Folienbahn oder auch auf einen Folienzuschnitt erfolgen, dessen Abmessungen den Abmessungen der Trägerfolie entsprechen bzw. der der Trägerfolie entspricht, die in den Formhohlraum eingelegt wird.
Beim Spritzgießen des Blendenelements wird die Trägerfolie bzw. der Folienzuschnitt so überspritzt, dass die Seite, an der die Leiterbahnen angeordnet sind, von dem Kunststoffwerkstoff überspritzt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung ist insbesondere so ausgelegt, dass die bereits mit Leiterbahnen und Sammelleitern versehene Trägerfolie von einer ersten Rolle abgewickelt wird. Dann kann die Trägerfolie zur Fertigung eines Folienzuschnitts, der die Leiterbahnen aufweist, ausgestanzt werden, der insbesondere mittels eines Roboters in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und in dem Formhohlraum desselben mit dem Kunststoffwerkstoff überspritzt wird. Nach dem Entformen des Blendenelements aus dem Formhohlraum des Spritzgießwerkzeugs wird das Blendenelement vorzugsweise auf der insbesondere außenliegenden Trägerfolie mit einer Schutzbeschichtung als äußerster Beschichtung versehen, um es gegen Kratz-, Witterungs- und/oder Chemikalieneinflüsse zu schützen.
Es versteht sich, dass die zuvor genannten und nachstehend noch zu erläuternden Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele nicht nur einzeln, sondern auch in beliebiger Kombination miteinander ausbildbar sind, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ebenfalls versteht es sich, dass die zuvor genannten und nachstehend noch zu erläuternden Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele sich in äquivalenter oder zumindest ähnlicher Art und Weise auf das erfindungsgemäße Dachmodul beziehen, ohne für dieses separat genannt zu werden.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Dachmodul und einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
2 eine erste schematische Darstellung eines Dachmoduls mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
3 eine zweite schematische Darstellung eines Dachmoduls mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
4 eine dritte schematische Darstellung eines Dachmoduls mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
5 eine vierte schematische Darstellung eines Dachmoduls mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
6 eine fünfte schematische Darstellung eines Dachmoduls mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
7 eine erste Detailansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemä-ßen Sensoranordnung;
8 eine zweite Detailansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
9 eine dritte Detailansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemä-ßen Sensoranordnung;
10 eine vierte Detailansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemä-ßen Sensoranordnung;
11 eine fünfte Detailansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
12 eine sechste Detailansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
13 eine siebte Detailansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
14 eine achte Detailansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemä-ßen Sensoranordnung; und
15 eine neunte Detailansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.

In 1 ist ein Kraftfahrzeug dargestellt. An einer Fahrzeugkarosserie 102, insbesondere an einem Karosseriedachrahmen 104 der Fahrzeugkarosserie 102, ist ein Dachmodul 10 ausgebildet. Das Dachmodul 10 umfasst ein Flächenbauteil 11, das zumindest bereichsweise eine Dachhaut eines Fahrzeugdachs 12 bildet, die als eine äußere Dichtfläche des Dachmoduls 10 fungiert. Das Flächenbauteil 11 ist beispielsweise ein Spritzgießformteil, das aus einem Kunststoffwerkstoff oder einem Glas, im vorliegenden Fall aus einem Polycarbonat-Werkstoff gefertigt ist.
Das Dachmodul 10 umfasst ferner mindestens eine erfindungsgemäße Sensoranordnung 16. Die Sensoranordnung 16 umfasst ein Blendenelement 18, das vorzugsweise einen Teil eines Sensorgehäuses bildet, in welchem mindestens ein Sensorelement 20 angeordnet ist. Das Blendenelement 18 überdeckt vorliegend eine Kameraöffnung 19 des Flächenbauteils 11 und verschließt diese Kameraöffnung 19 vorzugsweise feuchtigkeitsdicht gegenüber der Fahrzeugumgebung (siehe 7). Durch die Kameraöffnung 19 blickt beispielsweise das als Kamera 23 ausgestaltete, mindestens eine Sensorelement 20. Das Blendenelement 18 bildet in diesem Fall einen Durchsichtsbereich, insbesondere ein Fenster, durch das das mindestens eine Sensorelement 20 hindurchblickt. Das mindestens eine Sensorelement 20 umfasst vorliegend ferner ein Lidar-Sensor 21, der Laserlicht in eine Messrichtung x abgibt. Das Laserlicht durchläuft in Form von elektromagnetischen Signalen das Blendenelement 18. Der Lidar-Sensor 21 ist dazu eingerichtet, die elektromagnetischen Signale zu senden und/oder zu empfangen und beispielsweise durch eine Auswerteeinrichtung derart auszuwerten, dass daraus eine Fahrzeugumgebung rekonstruiert werden kann (siehe 3 und 6). Der Lidar-Sensor 21 ist vorzugsweise derart hinter dem Blendenelement 18 angeordnet, dass er durch einen schwarz hinterspritzten Bereich des Blendenelements 18 hindurchblickt. Dieser Bereich ist vorzugsweise für das menschliche Auge undurchsichtig.
Das Blendenelement 18 umfasst einen spritzgegossenen Grundkörper 22 aus einem Polycarbonat-Werkstoff, an dem eine Trägerfolienanordnung angeordnet ist. Der Grundkörper 22 umfasst eine Innenseite 24, die in Richtung des mindestens einen Sensorelements 20 ausgerichtet ist und eine Außenseite 28, die in Richtung einer Fahrzeugumgebung gerichtet ist. An der Außenseite 28 ist vorzugsweise die Trägerfolienanordnung angeordnet. Die Trägerfolienanordnung kann vorzugsweise mit einer Schutzbeschichtung 30 versehen sein, die einen Kratz-, Witterungs- und Chemikalienschutz darstellt und aus einem Lacksystem gebildet ist (siehe beispielsweise 13 bis 15).
Die Trägerfolienanordnung umfasst eine Trägerfolie 32 aus einem Polycarbonat-Werkstoff, welche mit einer Vielzahl von Leiterbahnen 34 versehen ist, die eine Heizeinrichtung für das Blendenelement 18 darstellen. Die Trägerfolie 32 ist an der Außenseite 28 des Grundkörpers 22 angeordnet. Die Leiterbahnen 34 sind auf der Seite der Trägerfolie 32 angeordnet, die dem Sensorelement 20 zugewandt ist.
Weiterhin umfasst die Trägerfolienanordnung zwei Sammelleiter 38, durch die die Leiterbahnen 34 elektrisch leitend verbunden sind. Die Sammelleiter 38 sind gegenüber den Leiterbahnen 34 wesentlich größer dimensioniert. Das Blendenelement 18 weist einen beliebigen geometrischen Verlauf auf, der beispielsweise aus den 7 bis 15 in verschiedenen Ansichten hervorgeht. Die Sammelleiter 38 sind in zwei Schenkelbereichen 40 des Blendenelements 18, die gegenüber der flächig ausgeführten Schenkelverbindung 42 hervorstehen, umfasst und von einer Kunststoffschicht bzw. einer zweiten Kunststoffkomponente 37 aus einem ersten Kunststoff umspritzt. Dieser kann sich vorzugsweise zumindest hinsichtlich der Materialstärke von dem Kunststoff des Grundkörpers 22, der in dem Bereich der Schenkelverbindung 42 vorgesehen ist, unterscheiden. Besonders bevorzugt ist der Kunststoff in den Schenkelbereichen 40 für das menschliche Auge undurchsichtig und erscheint schwarz (nicht aus Figuren ersichtlich). Besonders bevorzugt ist das Blendenelement 18 aus zwei unterschiedlichen Kunststoffkomponenten gebildet. Die erste Kunststoffkomponente 36 kann vorzugsweise für das menschliche Auge (insbesondere für Wellenlängen im Bereich des sichtbaren Lichtes) intransparent sein und beispielsweise schwarz erscheinen. Bevorzugt ist die erste Kunststoffkomponente 36 für von dem Lidar-Sensor 21 verwendete Wellenlängen transparent. Bevorzug umfasst das Blendenelement 18 einen zweite Kunststoffkomponente 37, die für das menschliche Auge (insbesondere für Wellenlängen im Bereich des sichtbaren Lichtes) transparent ist. Das Blendenelement 18 kann vorzugsweise bereichsweise und/oder abschnittsweise aus der ersten Kunststoffkomponente 36 und/oder der zweiten Kunststoffkomponente 37 gefertigt sein. So kann das Blendenelement 18 beispielsweise im Bereich der Kamera 23 (in einem Durchsichtsbereich der Kamera 23) die zweite Kunststoffkomponente 37 aufweisen, durch die die Kamera 23 die Fahrzeugumgebung optisch erfassen kann (siehe 8). Der Durchsichtsbereich des Lidar-Sensors 21 kann vorzugsweise zumindest mit der ersten Kunststoffkomponente 36 hinterspritzt sein und somit vorzugsweise für das menschliche Auge schwarz, insbesondere intransparent erscheinen. Bevorzugt ist das Blendenelement 18 im Bereich der Schenkel ebenfalls aus der ersten Kunststoffkomponente 36 ausgebildet bzw. umfasst diese. In den 14 und 15 ist zudem ein Blendenelement 18 vorgesehen, das keinen transparenten Bereich bzw. einen Bereich aus der zweiten Kunststoffkomponente 37 umfasst.
Die zwei Sammelleiter 38 bilden jeweils zumindest abschnittsweise ein elektrisches Verbindungselement aus, das aus dem Blendenelement 18, insbesondere der flächenförmig ausgebildeten Schenkelverbindung 42, hervorsteht und freiliegt, um derart elektrisch kontaktierbar zu sein. Besonders bevorzugt bildet jeder Schenkelbereich 40 eine mechanische Kontaktierung 44, durch die das Blendenelement 18 über Kabel an einen Stromkreislauf angeschlossen werden kann (siehe 7, 9, 11 und 12).
Bezugszeichenliste

10: Dachmodul
11: Flächenbauteil
12: Fahrzeugdach
16: Sensoranordnung
18: Blendenelement
19: Kameraöffnung
20: Sensorelement
21: Lidar-Sensor
22: Grundkörper
23: Kamera
24: Innenseite
28: Außenseite
30: Schutzbeschichtung
32: Trägerfolie, Folie
34: Leiterbahnen
36: erste Kunststoffkomponente
37: zweite Kunststoffkomponente
38: Sammelleiter
40: Schenkelbereich
42: Schenkelverbindung
44: mechanische Kontaktierung
102: Fahrzeugkarosserie
104: Karosseriedachrahmen

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

DE 102018109884 A1 [0002]
WO 2021032599 A1 [0002]

Claims

Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens ein Sensorelement (20), das zur Ermittlung eines Messsignals elektromagnetische Strahlung in mindestens eine Messrichtung abgibt und/oder erfasst, ein Blendenelement (18), das in der mindestens einen Messrichtung vor dem Sensorelement (20) angeordnet ist und ein mindestens einschichtiges Kunststoffspritzgießteil ist, das für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, und eine Heizeinrichtung, die eine Vielzahl von Leiterbahnen (34) umfasst, die auf eine Trägerfolie (32) aufgebracht sind, die an dem Blendenelement (18) angeformt ist, so dass die Trägerfolie (32) mitsamt den Leiterbahnen (34) ein Einlegeteil des nach einem Spritzgießprozess hergestellten Blendenelements (18) bildet, wobei die Leiterbahnen (34) zumindest bereichsweise an der dem Sensorelement (20) zugewandten Seite der Trägerfolie (32) liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (34) durch mindestens zwei Sammelleiter (38) elektrisch leitend verbunden sind und die mindestens zwei Sammelleiter (38) jeweils zumindest abschnittsweise ein elektrisches Verbindungselement ausbilden, das jeweils aus dem Blendenelement (18) hervorsteht und freiliegt, um derart elektrisch kontaktierbar zu sein.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (32) nach dem Spritzgießprozess zusammen mit den Leiterbahnen (34) derart an dem Blendenelement (18) angeformt ist, dass die zumindest abschnittsweise durch die mindestens zwei Sammelleiter (38) ausgebildeten elektrischen Verbindungselemente insbesondere in einem Endabschnitt eines jeweiligen Schenkelbereiches (40) des Blendenelements (18) ausgebildet sind und vorzugsweise die Schenkelbereiche zumindest abschnittsweise eine mechanische Kontaktierung (44) ausbilden.
Sensoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schenkelbereiche des Blendenelements (18) aus diesem entgegen der Messrichtung hervorstehen.
Sensoranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einer der Sammelleiter (38) zumindest teilweise in jeweils einem der Schenkelbereiche des Blendenelements (18) angeordnet und von dem Spritzgießkunststoff umspritzt ist und die an den Endabschnitten ausgebildeten elektrischen Verbindungselemente freiliegen.
Sensoranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (18) eine einer Fahrzeugumgebung zugewandte Außenseite (28) und eine dem Sensorelement (20) zugewandte Innenseite (24) umfasst und die Trägerfolie (32) an der Außenseite (28) angeordnet ist.
Sensoranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des Blendenelements (18) aus mindestens einem Polycarbonat-Werkstoff gebildet ist.
Sensoranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (32) mindestens einen Polycarbonat-Werkstoff umfasst.
Sensoranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (18) an seiner Außenseite mit einer Schutzbeschichtung (30) versehen ist.
Sensoranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschichtung (30) einen Brechungsindex hat, der kleiner ist als derjenige des Kunststoffwerkstoffs des Blendenelements (18).
Sensoranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (18) zumindest bereichsweise eine ersten Kunststoffkomponente (36) umfasst, die für das menschliche Auge intransparent und für das mindestens eine Sensorelement (20), insbesondere einen Lidar-Sensor (21) transparent ist, und/oder dass das Blendenelement (18) zumindest bereichsweise eine zweite Kunststoffkomponente (37) umfasst, die für das menschliche Auge transparent und für das mindestens eine Sensorelement (20), insbesondere eine Kamera (23) transparent ist.
Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (32) zumindest bereichsweise mit einer ersten Kunststoffkomponente (36) hinterspritzt und/oder umspritzt ist, die für das menschliche Auge intransparent und für das mindestens eine Sensorelement (20), insbesondere einen Lidar-Sensor (21) transparent ist, und/oder dass die Trägerfolie (32) zumindest bereichsweise mit einer zweiten Kunststoffkomponente (37) hinterspritzt und/oder umspritzt ist, die für das menschliche Auge transparent und für das mindestens eine Sensorelement (20), insbesondere eine Kamera (23) transparent ist.
Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (18) ein Außenhautelement eines Fahrzeugdachs (12) ist.
Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (18) ein Außenhautelement eines Fahrzeugbugs oder eines Fahrzeughecks ist.
Dachmodul zur Bildung eines Fahrzeugdachs (12) an einem Kraftfahrzeug mit einem Flächenbauteil (11), das zumindest bereichsweise eine Dachhaut des Fahrzeugdachs (12) bildet, die als eine äußere Dichtfläche des Dachmoduls (10) fungiert, und mindestens einer Sensoranordnung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie (102) und einem Dachmodul (10) nach Anspruch 14, das als Baueinheit an der Fahrzeugkarosserie (102) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Blendenelements einer Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer Trägerfolie mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite; Aufbringen, insbesondere durch ein Siebdruckverfahren oder durch Drahtlegen, einer Vielzahl von Leiterbahnen und mindestens zweier Sammelleiter auf die erste Seite der Folie; Einbringen, insbesondere Einlegen der Trägerfolie mit den Leiterbahnen in einen Formhohlraum eines Spritzgießwerkzeugs, derart dass die zwei Sammelleiter gegenüber den Leiterbahnen hervorstehen; Befüllen des Formhohlraums des Spritzgießwerkzeugs mit mindestens einem Kunststoffwerkstoff, insbesondere einer ersten Kunststoffkomponente und/oder einer zweiten Kunststoffkomponente, derart dass die zwei Sammelleiter jeweils ein elektrisches Verbindungselement ausbilden, das von dem Kunststoffwerkstoff unbenetzt bleibt; Aushärten des Kunststoffwerkstoffs in dem Formhohlraum zur Ausbildung des Blendenelements mit der angeformten Trägerfolie; und Entformen des Blendenelements mit der angeformten Trägerfolie.