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Die Erfindung betrifft ein Sensormodul zur Anbringung an einem Flächenbauteil eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Dachmodul zur Bildung eines Fahrzeugdaches an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff eines weiteren unabhängigen Anspruchs.
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Gattungsgemäße Sensormodule sind aus dem Stand der Technik bekannt und finden im Fahrzeugbau bereits Verwendung. Derartige Sensormodule werden beispielsweise zur Überwachung eines Einparkvorgangs eingesetzt, wobei im Normalfall Ultraschallsensoren als Umfeldsensoren eingesetzt werden.
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Derartige Sensormodule umfassen oftmals ein Sensorgehäuse und einen Umfeldsensor, der zumindest teilweise in dem Sensorgehäuse angeordnet ist und der dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Signale zu senden und/oder zu empfangen, um derart ein Fahrzeugumfeld, beispielsweise während eines Einparkvorgangs, zu erfassen. Die bekannten Sensormodule können starr auf einem Flächenbauteil (einem Karosserieteil des Kraftfahrzeuges) angeordnet sein. Alternativ ist es bekannt, derartige Sensormodule ein- und ausfahrbar gegenüber dem Flächenbauteil anzuordnen. Somit kann das Sensormodul, wenn es nicht benötigt wird, eingefahren werden und stellt keine akustische und/oder aerodynamische Störgröße dar.
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Ferner richtet sich die Entwicklung im Fahrzeugbau immer stärker auf autonom bzw. teilautonom fahrende Kraftfahrzeuge. Um der Fahrzeugsteuerung ein autonomes bzw. teilautonomes Steuern des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, wird eine Vielzahl von Umfeldsensoren (z. B. Lidar-Sensoren, Radar-Sensoren, (Multi-)Kameras etc. mitsamt weiterer (elektrischer) Komponenten) eingesetzt, die bspw. in ein Dachmodul integriert sind, die Umgebung rund um das Kraftfahrzeug erfassen und aus den erfassten Umgebungsdaten bspw. eine jeweilige Verkehrssituation ermitteln. Dachmodule, welche mit einer Vielzahl von Umfeldsensoren ausgestattet sind, sind auch als Roof Sensor Modules (RSM) bekannt. Die bekannten Umfeldsensoren senden bzw. empfangen dazu entsprechende elektromagnetische Signale, beispielsweise Laserstrahlen oder Radarstrahlen, wobei durch eine entsprechende Signalauswertung ein Datenmodell der Fahrzeugumgebung generiert und für die Fahrzeugsteuerung genutzt werden kann. Diese Umfeldsensoren zur Überwachung und Erfassung der Fahrzeugumgebung sind zumeist am Fahrzeugdach befestigt, da das Fahrzeugdach in der Regel die höchste Erhebung eines Fahrzeuges ist, von der aus die Fahrzeugumgebung gut einsehbar ist.
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Derartige Dachmodule sind als separate Funktionsmodule vorgefertigt, die bei der Montage des Kraftfahrzeuges an das Montageband geliefert werden können. Das Dachmodul bildet zumindest bereichsweise eine Dachhaut des Fahrzeugdachs, die ein Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Luftströmung in den Fahrzeuginnenraum verhindert. Die Dachhaut ist 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.
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Die bekannten Sensormodule oder Dachmodule, die mindestens einen Umfeldsensor aufweisen, umfassen bekanntermaßen mindestens einen Durchsichtsbereich, der aus einem Material gefertigt ist, das je nach eingesetztem Umfeldsensor für dessen spezifischen Wellenlängenbereich transparent ist. Bekannte Durchsichtsbereiche können beispielsweise einen ungestörten Signaldurchlass gewährleisten, jedoch alternativ auch optische Filtereigenschaften oder Eigenschaften einer Linse, beispielsweise zur Sichtfeldvergrößerung, aufweisen. Der Umfeldsensor ist gegenüber dem Durchsichtsbereich dann derart angeordnet, dass er durch diesen elektromagnetische Signale senden und/oder empfangen kann, um derart unter Zuhilfenahme einer geeigneten Signalverarbeitung das Fahrzeugumfeld zu erfassen. Ein derartiger Durchsichtsbereich kann beispielsweise in einer Wand eines Sensorgehäuses eines Sensormoduls oder in dem Flächenbauteil eines Dachmoduls vorgesehen sein. Der Durchsichtsbereich ist dabei beispielsweise als Fenster in dem Sensorgehäuse oder dem Flächenbauteil eingelassen.
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Oftmals ist der Durchsichtsbereich im Stand der Technik mit einem Randbereich einer Öffnung in dem Sensorgehäuse oder dem Flächenbauteil verklebt, um die Öffnung zu überdecken. Ebenfalls ist es bekannt, dass derartige Durchsichtsbereiche als integraler Bestandteil eines Flächenbauteils und/oder eines Sensorgehäuses ausgebildet sind. Zudem ist es bekannt, dass derartige Durchsichtsbereiche an einem Flächenbauteil und/oder einem Sensorgehäuse angeschäumt sind.
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Derartige Anbringungsarten sind jedoch nachteilig, da beispielsweise bei einer Beschädigung des Durchsichtsbereiches durch externe Einflüsse, wie beispielsweise Hagelschlag und Steinschlag, ein nachträgliches Austauschen des Durchsichtsbereiches nicht mehr oder nur auf sehr aufwendige Art und Weise möglich ist. Ein Austausch ist zudem mit hohen Kosten verbunden. Dies hat gegebenenfalls zur Folge, dass ein Umfeldsensor durch einen beschädigten Durchsichtsbereich hindurchblicken muss und aufgrund von Beschädigungsstellen dabei Störsignale empfängt, durch die die Erfassung des Fahrzeugumfeldes nachteilig beeinflusst wird.
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Es kann im Stand der Technik ein Lösungsansatz zu dieser Problematik gefunden werden: So beschreibt die
US 10 399 509 B2 beispielsweise ein Sensormodul mit einer Kamera zur Erfassung eines Fahrzeugumfeldes. Die Kamera umfasst ein Kameragehäuse und ein Objektiv, das von innen an einer Öffnung in einer Außenhaut des Fahrzeuges angeordnet ist. Die Öffnung ist mit einem domförmigen Durchsichtsbereich überdeckt, der abnehmbar an dem Kameragehäuse angebracht ist. Der Durchsichtsbereich ist mittels eines Innengewindebereiches von außen auf einen an dem Kameragehäuse vorgesehenen Außengewindebereich aufgeschraubt. Wird nun der Durchsichtsbereich durch externe Einflüsse beschädigt, kann er von außen durch Abschrauben entfernt und durch einen anderen Durchsichtsbereich ersetzt werden.
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Ein Nachteil dieser reversibel lösbaren Befestigungsart des Durchsichtsbereiches ist jedoch, dass die Befestigung von außen zugänglich ist, so dass beispielsweise der Durchsichtsbereich durch einen Unberechtigten entfernt werden kann. Infolgedessen wäre der Umfeldsensor nach außen hin freiliegend und ungeschützt und könnte ggf. beschädigt werden. Ferner besteht bei der Montage und/oder Demontage des Durchsichtsbereiches eine latente Beschädigungsgefahr sowohl für das Sensorgehäuse oder das Flächenbauteil als auch für diesen selbst, da die betreffenden Bauteile beispielsweise durch eine Einwirkung mit einem Werkzeug beschädigt werden können. Dies gilt es zu vermeiden.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Sensormodul vorzuschlagen, das die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere eine alternative Möglichkeit zur reversibel austauschbaren Anbringung eines Durchsichtsbereiches an einem Sensormodul vorsieht. Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Dachmodul vorzuschlagen, das die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere eine alternative Möglichkeit zur reversibel austauschbaren Anbringung eines Durchsichtsbereiches an einem Dachmodul vorsieht. Die zuerst genannte Aufgabe wird durch ein Sensormodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Die zweite Aufgabe wird durch ein Dachmodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In den Rahmen der Erfindung fallen zudem sämtliche Kombinationen aus mindestens zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Es versteht sich, dass sich die zu dem Sensormodul und/oder dem Dachmodul gemachten Ausführungen in äquivalenter Weise auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug beziehen, ohne für dieses separat genannt zu werden. Es versteht 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, mit von dem vorliegenden Offenbarungsgehalt umfasst sind, ohne in ihrer jeweiligen Ausformulierung explizit erwähnt zu werden.
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Das erfindungsgemäße Sensormodul ist in seinem bestimmungsgemäßen Gebrauch dazu ausgebildet, an einem Flächenbauteil (das beispielsweise einen Teil einer Fahrzeugkarosserie bildet) eines Kraftfahrzeuges angeordnet zu sein. Das Sensormodul umfasst ein Sensorgehäuse, einen Durchsichtsbereich und mindestens einen Umfeldsensor, der zumindest teilweise in dem Sensorgehäuse angeordnet ist und der dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Signale zu senden und/oder zu empfangen, um derart ein Fahrzeugumfeld zu erfassen. Das Sensorgehäuse umfasst eine Öffnung und der Durchsichtsbereich weist einen Befestigungsabschnitt auf, der von außen in die Öffnung eingesteckt ist und der von innen durch Anbringen eines Gegenbefestigungsabschnittes den Durchsichtsbereich an dem Sensorgehäuse befestigt. Der Befestigungsabschnitt bildet zusammen mit dem Gegenbefestigungsabschnitt einen Bajonett-Verschluss und/oder einen Rastverschluss und/oder einen Clips-Verschluss aus. Der Durchsichtsbereich ist zusätzlich durch einen Sicherungsstift an dem Sensorgehäuse befestigt, der durch eine in dem Gegenbefestigungsabschnitt ausgebildete Sicherungsöffnung in den Befestigungsabschnitt innenseitig eingeführt ist, oder der an dem Befestigungsabschnitt oder dem Gegenbefestigungsabschnitt integral ausgebildet ist und in einen entsprechend in dem Gegenbefestigungsabschnitt oder dem Befestigungsabschnitt vorgesehenen Gegensicherungsabschnitt einrastet.
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Das erfindungsgemäße Dachmodul ist in seinem bestimmungsgemäßen Gebrauch dazu ausgebildet, zumindest bereichsweise ein Fahrzeugdach eines Kraftfahrzeuges auszubilden. Das Dachmodul umfasst ein Flächenbauteil, das zumindest bereichsweise eine Dachhaut des Kraftfahrzeuges bildet, die als eine äußere Dichtfläche wirkt. Ferner umfasst das Dachmodul einen Durchsichtsbereich und mindestens einen Umfeldsensor, der von dem Flächenbauteil übergriffen bzw. überdeckt ist und der dazu eingerichtet ist, mindestens durch den Durchsichtsbereich elektromagnetische Signale zu senden und/oder zu empfangen, um derart ein Fahrzeugumfeld zu erfassen. Das Dachmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenbauteil eine Öffnung umfasst, der Durchsichtsbereich einen Befestigungsabschnitt aufweist, der von außen in die Öffnung eingesteckt ist und der von innen durch Anbringen eines Gegenbefestigungsabschnittes den Durchsichtsbereich an dem Flächenbauteil befestigt. Der Befestigungsabschnitt bildet zusammen mit dem Gegenbefestigungsabschnitt einen Bajonett-Verschluss und/oder einen Rastverschluss und/oder einen Clips-Verschluss aus. Der Durchsichtsbereich ist zusätzlich durch einen Sicherungsstift an dem Sensorgehäuse befestigt, der durch eine in dem Gegenbefestigungsabschnitt ausgebildete Sicherungsöffnung in den Befestigungsabschnitt innenseitig eingeführt ist, oder der an dem Befestigungsabschnitt oder dem Gegenbefestigungsabschnitt integral ausgebildet ist und in einen entsprechend in dem Gegenbefestigungsabschnitt oder dem Befestigungsabschnitt vorgesehenen Gegensicherungsabschnitt einrastet.
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Erfindungsgemäß ist eine einfache und kostengünstige Befestigung des Durchsichtsbereiches an dem Sensorgehäuse und/oder dem Flächenbauteil möglich. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Art der Befestigung einen schnellen und einfachen Zugriff für die Demontage von innen. Auch besteht erfindungsgemäß keine Beschädigungsgefahr des Durchsichtsbereiches bzw. der Durchsichtsfläche und/oder des Sensorgehäuses und/oder des Flächenbauteils bei der Montage und/oder einem etwaigen Austausch, da die Montage bzw. Demontage mit Werkzeug nunmehr von innen erfolgt. Der Durchsichtsbereich muss hingegen von außen nur über den Befestigungsabschnitt in die Öffnung eingeführt bzw. nahezu kraftlos gedrückt werden und ist somit keinem Beschädigungspotenzial mehr ausgesetzt.
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Die Öffnung kann grundsätzlich an einer beliebigen Position des Sensorgehäuses bzw. des Flächenbauteils vorgesehen sein. Die Öffnung ist derart dimensioniert, dass sie in einem die Öffnung umlaufenden Randbereich für den Durchsichtsbereich einen Montagerahmen ausbildet. Der Randbereich der Öffnung bildet somit eine Art Fensterrahmen, in den der Durchsichtsbereich von außen aufgesetzt werden kann. Der Durchsichtsbereich wird von außen, d.h. von außerhalb des Sensormoduls bzw. des Dachmoduls in die Öffnung eingesetzt bzw. auf diese aufgesetzt. Dabei wird der an dem Durchsichtsbereich ausgebildete Befestigungsabschnitt in die Öffnung eingeführt. Dabei umfasst der Befestigungsabschnitt vorzugsweise einen Außenquerschnitt, der im Wesentlichen, d.h. bis auf konstruktionsbedingte Passtoleranzen, einem Öffnungsquerschnitt der Öffnung entspricht. Anders als im Stand der Technik erfolgt die Montage bzw. die Befestigung des Durchsichtsbereiches erfindungsgemäß von innen. Der Durchsichtsbereich wird also von innen gekontert und kann derart an dem Sensorgehäuse bzw. dem Flächenbauteil befestigt sein. Das Kontern des Durchsichtsbereiches erfolgt über das Anbringen, beispielsweise Aufstecken und/oder Andrücken und/oder Anpressen des Gegenbefestigungsabschnittes. Dieser wird von innen, d.h. von einem Inneren des Sensorgehäuses bzw. des Dachmoduls an dem Befestigungsabschnitt angebracht. Dabei wird ein Randbereich der Öffnung zwischen dem außen aufliegenden Durchsichtsbereich und dem Gegenbefestigungsabschnitt eingeklemmt, wodurch der Durchsichtsbereich an dem Sensorgehäuse bzw. dem Flächenbauteil befestigt wird.
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Unter der Formulierung „mindestens ein/eine“ ist zu verstehen, dass erfindungsgemäß eine oder mehrere der jeweils in diesem Zusammenhang genannten Komponenten umfasst sein kann. Beispielsweise kann das Sensormodul und/oder das Dachmodul einen oder mehrere Umfeldsensoren, also mindestens einen Umfeldsensor, umfassen. Das Sensorgehäuse kann vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass es den Umfeldsensor vollständig aufnimmt, ihn dabei vorzugsweise vollständig umschließt und/oder in seinem Inneren vorzugsweise einen Trockenbereich ausbildet, in dem der Umfeldsensor geschützt vor Feuchtigkeit angeordnet ist. Der Begriff „Durchsichtsbereich“ bezeichnet vorzugsweise ein Fenster und/oder eine Linse, durch das bzw. die der mindestens eine Umfeldsensor hindurchblickt, um die Fahrzeugumgebung zu erfassen. Der Durchsichtsbereich kann vorzugsweise aus einem insbesondere bruchsicheren und/oder bruchresistenten Kunststoff, beispielsweise einem Polycarbonat, oder Glas hergestellt sein.
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Das Dachmodul nach der Erfindung kann eine Baueinheit bilden, in der Einrichtungen zum autonomen oder teilautonomen, durch Fahrassistenzsysteme unterstützten Fahren integriert sind und die auf Seiten eines Fahrzeugherstellers als Einheit auf einen Fahrzeugrohbau aufsetzbar ist. Ferner kann das Dachmodul nach der Erfindung als reines Festdach oder auch als Dach mitsamt Dachöffnungssystem ausgebildet sein. Zudem kann das Dachmodul zur Nutzung bei einem Personenkraftwagen oder bei einem Nutzfahrzeug ausgelegt sein. Das Dachmodul kann vorzugsweise als Baueinheit in Form eines Dachsensormoduls (Roof Sensor Modul (RSM)) bereitgestellt sein, in der die Umfeldsensoren vorgesehen sind, um als zulieferbare Baueinheit in einen Dachrahmen einer Fahrzeugkarosserie eingesetzt zu werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Sensormoduls ist der Durchsichtsbereich reversibel lösbar an dem Sensorgehäuse befestigt. Der Gegenbefestigungsabschnitt ist auf den Befestigungsabschnitt aufgesteckt und/oder aufgeschoben und/oder mit dem Befestigungsabschnitt verzahnt und/oder verkeilt und/oder verhakt. In einer bevorzugten Ausführungsform des Dachmoduls ist der Durchsichtsbereich reversibel lösbar an dem Flächenbauteil befestigt. Der Gegenbefestigungsabschnitt ist auf den Befestigungsabschnitt aufgesteckt und/oder aufgeschoben und/oder mit dem Befestigungsabschnitt verzahnt und/oder verkeilt und/oder verhakt. Grundsätzlich kommen auch andere Befestigungsarten, wie beispielsweise Verschrauben, zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Gegenbefestigungsabschnitt in Betracht. Bevorzugt kann der Gegenbefestigungsabschnitt insbesondere nach Lösen einer Montagesicherung von dem Befestigungsabschnitt abgelöst werden, um derart ein Austauschen des Durchsichtsbereiches zu ermöglichen. Da der Gegenbefestigungsabschnitt von innen auf den Befestigungsabschnitt aufgebracht ist, kann ein derartiges Lösen gegenüber dem Stand der Technik jedoch nicht willkürlich von außen erfolgen. Der Monteur benötigt vielmehr Zugang zu dem Inneren des Sensorgehäuses bzw. des Dachmoduls. Daher ist die erfindungsgemä-ße reversibel lösbare Montage des Durchsichtsbereiches gegenüber dem Stand der Technik sicherer.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Sensormoduls und/oder des Dachmoduls umfasst der Durchsichtsbereich einen äußeren Anlagerandbereich, der den Befestigungsabschnitt in einem äußeren Randbereich des Durchsichtsbereiches umgibt und der mit einem die Öffnung umlaufenden Randbereich insbesondere feuchtigkeitsabdichtend zusammenwirkt, wenn der Durchsichtsbereich von außen in die Öffnung eingesteckt ist. Der Anlagerandbereich bildet vorzugsweise eine Anlageschulter aus, durch die der Durchsichtsbereich auf dem Randbereich der Öffnung aufliegt, wenn der Befestigungsabschnitt in diese eingeführt ist. Es versteht sich, dass zwischen dem Anlagerandbereich und dem Randbereich der Öffnung noch mindestens eine Dichtung, beispielsweise ein Dichtband oder eine Schaumdichtung oder eine Ringdichtung, vorgesehen sein kann. Der Randbereich um die Öffnung herum bildet vorzugsweise eine Gegenanlageschulter aus. Durch den Anlagerandbereich wird verhindert, dass der Durchsichtsbereich durch die Öffnung hindurch in das Innere des Sensorgehäuses bzw. des Dachmoduls fällt, wenn er von außen auf die Öffnung aufgesetzt wird, da der Anlagerandbereich auf dem Randbereich der Öffnung aufliegt. Besonders bevorzugt umfasst die Öffnung einen nach innen hin abgestuften Randbereich. Hierdurch kann der Durchsichtsbereich derart auf die Öffnung aufgesetzt werden, dass eine Außenoberfläche des Durchsichtsbereiches flächenbündig zumindest mit einem Teil einer Außenoberfläche des Sensorgehäuses bzw. des Flächenbauteils abschließt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Sensormoduls umfasst der Durchsichtsbereich eine zu dem Fahrzeugumfeld gerichtete Außenoberfläche und eine in ein Inneres des Sensorgehäuses gerichtete Innenoberfläche und der Befestigungsabschnitt steht gegenüber der Innenoberfläche insbesondere in Richtung des Inneren des Sensorgehäuses hervor. In einer bevorzugten Ausführungsform des Dachmoduls umfasst der Durchsichtsbereich eine zu dem Fahrzeugumfeld gerichtete Außenoberfläche und eine in ein Inneres des Flächenbauteils gerichtete Innenoberfläche und der Befestigungsabschnitt steht gegenüber der Innenoberfläche hervor. Diese Ausführungsform konkretisiert die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Befestigungsabschnittes. Der Befestigungsabschnitt ragt also im montierten Zustand des Durchsichtsbereiches in Richtung eines Inneren des Sensorgehäuses bzw. des Dachmoduls gegenüber der Innenoberfläche hervor. Es versteht sich, dass der Durchsichtsbereich eine beliebige Formgebung aufweisen kann. So kann der Durchsichtsbereich beispielsweise einen zumindest teilweise gewölbten und/oder gekrümmten und/oder gekurvten Verlauf umfassen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Sensormoduls ist der Befestigungsabschnitt insbesondere rahmenförmig ausgebildet und steht durch die Öffnung hindurch in das Innere des Sensorgehäuses hervor, um derart von innen mit dem Gegenbefestigungsabschnitt in Eingriff bringbar zu sein. In einer bevorzugten Ausführungsform des Dachmoduls ist der Befestigungsabschnitt insbesondere rahmenförmig ausgebildet und steht durch die Öffnung hindurch in das Innere des Flächenbauteils hervor, um derart von innen mit dem Gegenbefestigungsabschnitt in Eingriff gebracht zu sein. Der Befestigungsabschnitt bildet also einen insbesondere mit dem Durchsichtsbereich integral ausgebildeten Aufsatz aus. Die rahmenförmig Ausgestaltung des Befestigungsabschnittes hat den Vorteil, dass ein Zentralbereich des Durchsichtsbereiches frei von Störgrö-ßen oder Störkonturen gehalten werden kann, so dass der mindestens eine Umfeldsensor möglichst störungsfrei durch diesen hindurchblicken und derart die Fahrzeugumgebung erfassen kann. Der rahmenförmige Befestigungsabschnitt ist vorzugsweise derart an dem Durchsichtsbereich platziert, dass er außerhalb eines Sichtfeldes des Umfeldsensors liegt und somit durch diesen nicht als Störgröße empfunden wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Sensormoduls ist der Gegenbefestigungsabschnitt insbesondere rahmenförmig ausgebildet und wirkt in Zusammenwirkung mit dem Befestigungsabschnitt als Klemmverbindung zum klemmenden Befestigen des Durchsichtsbereiches an dem Sensorgehäuse. In einer bevorzugten Ausführungsform des Dachmoduls ist der Gegenbefestigungsabschnitt insbesondere rahmenförmig ausgebildet und wirkt in Zusammenwirkung mit dem Befestigungsabschnitt als Klemmverbindung zum klemmenden Befestigen des Durchsichtsbereiches an dem Flächenbauteil. Ein derart ausgebildeter Gegenbefestigungsabschnitt kann als Einzel-Montagebauteil auf den Befestigungsabschnitt aufgebracht werden. Hierdurch ist eine besonders einfache Montage ermöglicht, da nicht mehrere Befestigungsbauteile für die Montage benötigt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Sensormoduls und/oder des Dachmoduls umfasst der Gegenbefestigungsabschnitt eine Mehrzahl von Sicherungsklammern, die mit dem Befestigungsabschnitt in Eingriff gebracht sind. Diese Ausführungsform bildet gegenüber dem rahmenförmig ausgebildeten Gegenbefestigungsabschnitt eine alternative Montagemöglichkeit. Die Sicherungsklammern können beispielsweise jeweils als Einzelteile an jeweiligen Gegenabschnitten, die an dem Befestigungsabschnitt ausgebildet sind, angebracht sein. Derart kann eine Fixierung des Durchsichtsbereiches an dem Sensorgehäuse bzw. dem Flächenbauteil erfolgen.
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Erfindungsgemäß bildet der Befestigungsabschnitt zusammen mit dem Gegenbefestigungsabschnitt einen Bajonettverschluss und/oder einen Rastverschluss und/oder einen Clipverschluss aus. Auch andere hier nicht genannte Verschlussarten, beispielsweise ein Rastverschluss und/oder ein Hakenverschluss, sind möglich.
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Erfindungsgemäß ist der Durchsichtsbereich zusätzlich durch einen Sicherungsstift an dem Sensorgehäuse befestigt, der durch eine in dem Gegenbefestigungsabschnitt ausgebildete Sicherungsöffnung in den Befestigungsabschnitt innenseitig eingeführt ist oder der an dem Befestigungsabschnitt oder dem Gegenbefestigungsabschnitt integral ausgebildet ist und in einen entsprechend in dem Gegenbefestigungsabschnitt oder dem Befestigungsabschnitt vorgesehenen Gegensicherungsabschnitt einrastet. In einer bevorzugten Ausführungsform des Dachmoduls ist der Durchsichtsbereich zusätzlich durch einen Sicherungsstift an dem Flächenbauteil befestigt, der durch eine in dem Gegenbefestigungsabschnitt ausgebildete Sicherungsöffnung in den Befestigungsabschnitt innenseitig eingeführt ist oder der an dem Befestigungsabschnitt oder dem Gegenbefestigungsabschnitt integral ausgebildet ist und in einen entsprechend in dem Gegenbefestigungsabschnitt oder dem Befestigungsabschnitt vorgesehenen Gegensicherungsabschnitt einrastet. Durch das Einrasten des Sicherungsstiftes in den Gegensicherungsabschnitt ist vorzugsweise angezeigt, dass der Durchsichtsbereich in einer korrekten Montageposition an dem Sensorgehäuse und/oder dem Flächenbauteil montiert ist. Grundsätzlich kann eine Sicherung zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Gegenbefestigungsabschnitt auch durch eine Splintsicherung erfolgen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Sensormoduls ist in einem Randbereich des Durchsichtsbereiches eine Dichtung angeordnet, die den Durchsichtsbereich gegenüber dem Sensorgehäuse nach außen hin abdichtet. In einer bevorzugten Ausführungsform des Dachmoduls ist in einem Randbereich des Durchsichtsbereiches eine Dichtung angeordnet, die den Durchsichtsbereich gegenüber dem Flächenbauteil nach außen hin abdichtet. Die Dichtung kann beispielsweise eine Schlauchdichtung und/oder eine Ringdichtung und/oder ein Dichtband und/oder einen Dichtschaum und/oder ein Dichtgummi umfassen. Die Dichtung kann beispielsweise vor der Montage des Durchsichtsbereiches auf den Randbereich der Öffnung aufgelegt sein. Alternativ kann die Dichtung auch an dem Anlagerandbereich des Durchsichtsbereiches aufgebracht und/oder aufgezogen und/oder vormontiert sein. Hierdurch kann die Dichtung gemeinsam mit dem Durchsichtsbereich montiert werden. Die Dichtung liegt im montierten Zustand des Durchsichtsbereiches vorzugsweise passgenau auf dem Randbereich um die Öffnung herum auf sowie an dem Anlagerandbereich an. Dadurch kann ein feuchtigkeitsdichtes Verschließen der Öffnung erreicht werden. Die Dichtung wird vorzugsweise durch das Befestigen des Gegenbefestigungsabschnittes an dem Befestigungsabschnitt durch Heranziehen des Durchsichtsbereiches an das Sensorgehäuse bzw. das Dachmodul angepresst, wodurch die Dichtungswirkung hergestellt wird.
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Welche Art von Umfeldsensor in dem Sensormodul und/oder dem Dachmodul umfasst ist, ist grundsätzlich beliebig. Besonders vorteilhaft umfasst das erfindungsgemäße Sensormodul und/oder Dachmodul einen Lidar-Sensor und/oder einen Radar-Sensor und/oder einen Kamera-Sensor und/oder einen Ultraschall-Sensor und/oder einen Multikamera-Sensor. Lidar-Sensoren arbeiten beispielsweise in einem Wellenlängenbereich von 905 nm oder auch von etwa 1.550 nm. Das Sensormodul umfasst vorzugsweise einen Durchsichtsbereich, durch den der Umfeldsensor hindurchblickt, um ein Fahrzeugumfeld zu erfassen. Der Werkstoff des Durchsichtsbereiches ist vorzugsweise für den von dem Umfeldsensor genutzten Wellenlängenbereich transparent und materialseitig in Abhängigkeit der von dem Umfeldsensor genutzten Wellenlänge(n) ausgewählt. Grundsätzlich können auch weitere, hier nicht genannte Umfeldsensoren zum Einsatz kommen.
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Auch betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Flächenbauteil und mindestens einem erfindungsgemäßen Sensormodul. Das mindestens eine Sensormodul kann starr an dem Flächenbauteil oder ein- und ausfahrbar in einer Öffnung des Flächenbauteils angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist das Flächenbauteil, an dem das erfindungsgemäße Sensormodul angeordnet ist, mindestens ein Teil einer Dachhaut, ein Kotflügel, eine Stoßstange, eine Außenverkleidungskomponente eines Sonnendachs, eines Fensters, einer Tür, eines Schiebedachs, eines Verdecks, eines Faltdachs, einer Motorhaube, einer Fronthaube oder eines Kofferraumdeckels. Grundsätzlich sind auch weitere hier nicht genannte Flächenbauteile eines Kraftfahrzeuges mit von der Erfindung umfasst. Es versteht sich, dass ein Kraftfahrzeug auch mehrere der vorgenannten Flächenbauteile umfassen kann, die jeweils vorzugsweise mindestens ein erfindungsgemäßes Sensormodul umfassen können.
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Auch betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Dachrahmenstruktur und einem erfindungsgemäßen Dachmodul, das als Baueinheit an der Dachrahmenstruktur montiert ist.
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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. Zudem beziehen sich sämtliche Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele des Sensormoduls vollumfänglich auf das Dachmodul sowie auf ein Kraftfahrzeug, das ein Sensormodul und/oder ein Dachmodul umfasst.
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Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeuges mit einem eine Dachhaut bildenden Flächenbauteil, auf dem ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensormoduls angeordnet ist;
- 2 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeuges mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dachmoduls;
- 3 eine schematische Ansicht des in 2 gezeigten Dachmoduls;
- 4 eine Draufsicht des in 2 gezeigten Dachmoduls;
- 5 eine seitliche Detailansicht des in den 2 bis 4 gezeigten Dachmoduls;
- 6 eine weitere seitliche Detailansicht des in den 2 bis 4 gezeigten Dachmoduls;
- 7 eine seitliche Explosionsdarstellung des in den 2 bis 4 gezeigten Dachmoduls;
- 8 eine seitliche Explosionsdarstellung des in den 2 bis 4 gezeigten Dachmoduls;
- 9 eine erste Schnittansicht des in den 2 bis 8 gezeigten Dachmoduls;
- 10 eine zweite Schnittansicht des in den 2 bis 8 gezeigten Dachmoduls bezüglich einer Explosionsdarstellung;
- 11 eine erste Detailansicht eines Ausführungsbeispiels eines Dachmoduls in einer Vor-Montagestellung eines Durchsichtsbereiches;
- 12 eine zweite Detailansicht eines Ausführungsbeispiels eines Dachmoduls in einer In-Montagestellung eines Durchsichtsbereiches;
- 13 eine dritte Detailansicht eines Ausführungsbeispiels eines Dachmoduls in einer montierten und gesicherten Stellung eines Durchsichtsbereiches;
- 14 eine Zoomansicht zu 11;
- 15 eine Zoomansicht zu 12; und
- 16 eine Zoomansicht zu 13.
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1 beschreibt ein Ausführungsbespiel eines ersten Aspektes der Erfindung. In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1000 mit einem Fahrzeugdach 100 gezeigt. Das Fahrzeugdach 100 umfasst ein Flächenbauteil 12, das eine Dachhaut 14 des Kraftfahrzeuges 1000 ausbildet. Das Fahrzeugdach 100 ist auf eine Dachrahmenstruktur 102 der Kraftfahrzeugkarosserie aufgesetzt, was in Form von gestrichelten Linien angedeutet ist. In einem frontseitigen, mittleren Dachbereich des Flächenbauteils 12, betrachtet in einer Fahrzeuglängsrichtung x, ist ein Sensormodul 16 starr auf der Dachhaut 14 angeordnet. Alternativ kann das Sensormodul 16 auch in einer Öffnung des Flächenbauteils 12 ein- und ausfahrbar angeordnet sein. Das Sensormodul 16 ist unmittelbar hinter einem vorderen Querholm 104, der einen dachseitigen Windlauf des Fahrzeuges definiert, angeordnet. Der vordere Querholm bildet gemeinsam mit dem hinteren Querholm 104 und zwei Seitenholmen 106 die Dachrahmenstruktur 102.
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Das Sensormodul 16 umfasst einen Umfeldsensor 18, der beispielsweise ein Lidar-Sensor sein kann. Es können auch andere Sensortypen, z. B. (Multidirektional)Kameras und/oder Ultraschall-Sensoren, zum Einsatz kommen. Ferner umfasst das Sensormodul 16 ein Sensorgehäuse 19, in dem der Umfeldsensor 18 zumindest teilweise angeordnet ist. Bei dem Sensorgehäuse 19 kann es sich auch um ein Teilgehäuse bzw. um einen Gehäuseabschnitt handeln. Der Umfeldsensor 18 ist dazu eingerichtet, durch einen Durchsichtsbereich 20 elektromagnetische Signale zu senden und/oder zu empfangen, um derart ein Fahrzeugumfeld des Kraftfahrzeuges 1000 (z. B. zum autonomen Fahren oder zum Einparken) zu erfassen. Der Durchsichtsbereich 20 ist austauschbar an dem Sensorgehäuse 19 bzw. einer dadurch gebildeten Außenverkleidung des Sensormoduls befestigt. Auf die erfindungsgemäße Art der Befestigung wird nachfolgend noch näher eingegangen.
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2 beschreibt ein Ausführungsbespiel eines zweiten Aspektes der Erfindung. In 2 ist das Kraftfahrzeug 1000 mit dem Fahrzeugdach 100 in einer anderen Ausführung gezeigt. Das Fahrzeugdach 100 ist gemäß dieser Ausführungsform zumindest bereichsweise, vorliegend in einem frontseitigen Bereich, durch ein Dachmodul 10 gebildet, das als Baueinheit an der Dachrahmenstruktur 102, vorliegend an dem frontseitigen Querholm 104 sowie an jeweils einem Teil der Seitenholme 106, der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet ist, was in Form von gestrichelten Linien angedeutet ist. Das Dachmodul 10 umfasst das Flächenbauteil 12 zur Bildung der Dachhaut 14 des Fahrzeugdaches 100 im Bereich des Dachmoduls 10. Das Fahrzeugdach 100 ist gemäß 2 ferner durch ein zweites Flächenbauteil 13 gebildet. Das Dachmodul 10 ist gemäß 2 in dem frontseitigen Dachbereich des Kraftfahrzeuges 1000, betrachtet in der Fahrzeuglängsrichtung x, angeordnet. Das Dachmodul 10 umfasst den Umfeldsensor 18, der gemäß 2 von dem Flächenbauteil 12 übergriffen ist. Der Umfeldsensor 18 ist also unterhalb der Dachhaut 100, beispielsweise an einem nicht näher gezeigten Dachmodulrahmen angeordnet. Der Umfeldsensor 18 erfasst das Fahrzeugumfeld durch den Durchsichtsbereich 20, der vorliegend beispielhaft frontseitig auf erfindungsgemäße Weise an dem Flächenbauteil 12 montiert ist.
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Im Nachfolgenden wird in detaillierter Form auf die erfindungsgemäße Art der Befestigung des Durchsichtsbereiches 20 eingegangen. Hierbei ist zu erwähnen, dass die erfindungsgemäße Art der Befestigung des Durchsichtsbereiches 20 bezüglich dessen Anbringung an dem Flächenbauteil 12 des Dachmoduls 10 erklärt wird.
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Die hierbei gemachten Ausführungen gelten jedoch in analoger Art und Weise für die Befestigung des Durchsichtsbereiches 20 an dem Sensormodul 16 bzw. an einem Teil des Sensorgehäuses 19. So weist das Sensorgehäuse 19 erfindungsgemäß auch eine Öffnung 21 auf, in die von außen ein Befestigungsabschnitt 22 des Durchsichtsbereiches 20 eingesteckt ist. Der Durchsichtsbereich 20 wird dann von innen, d.h. von einem Inneren des Dachmoduls 10, durch Anbringen eines Gegenbefestigungsabschnittes 24 an dem Befestigungsabschnitt 22 gegenüber dem Sensorgehäuse 19 befestigt. Dabei wird ein die Öffnung 21 umlaufender Randbereich des Sensorgehäuses 19 zwischen dem außenliegenden Durchsichtsbereich 20 und dem Gegenbefestigungsabschnitt 24 eingeklemmt, wodurch die Befestigung des Durchsichtsbereiches 20 erreicht ist.
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In den 5 bis 8 ist exemplarisch eine Demontage des erfindungsgemäß befestigten Durchsichtsbereiches 20 beschrieben. Dabei zeigt 5 das Dachmodul 10 in einem Zustand, in dem der Durchsichtsbereich 20 an dem Flächenbauteil 12 montiert ist. In 6 ist das Flächenbauteil 12 zumindest teilweise schematisch ausgeblendet, sodass die Einzelkomponenten des Durchsichtsbereiches 20, insbesondere der Befestigungsabschnitt 22 sowie die Öffnung 21, einsehbar sind. 7 zeigt, wie der Gegenbefestigungsabschnitt 24 von den Befestigungsabschnitt 22 abgenommen ist, so dass in einer derartigen Position der Durchsichtsbereich 20 von außen aus der Öffnung 21 entfernt werden kann. 8 zeigt eine Explosionsdarstellung, in der der Durchsichtsbereich 20 zusammen mit dem daran integral ausgebildeten Befestigungsabschnitt 22 aus dem Flächenbauteil 12 beziehungsweise der Öffnung 21 entnommen ist. In dieser Darstellung ist eine Dichtung 26 dargestellt. Die Dichtung 26 ist in einem Randbereich 28, der um die Öffnung 21 herum verläuft, angeordnet und dichtet den Durchsichtsbereich 20 gegenüber dem Flächenbauteil 12 feuchtigkeitsdicht ab (siehe auch 9 und 10). Bei der Dichtung 26 handelt es sich vorliegend um eine Ringbunddichtung.
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Der Durchsichtsbereich 20 umfasst einen äußeren Anlagerandbereich 27, der den Befestigungsabschnitt 22 in einem äußeren Randbereich des Durchsichtsbereiches 20 umgibt und der mit dem die Öffnung 21 umlaufenden Randbereich 28 insbesondere feuchtigkeitsabdichtend zusammenwirkt, wenn der Durchsichtsbereich 20 von außen in die Öffnung 21 eingesteckt ist.
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Wie bereits aus dem 7 und 8 zu erkennen ist, ist der Gegenbefestigungsabschnitt 24 rahmenförmig ausgebildet und umfasst vorliegend eine an einer Rahmeninnenseite vorgesehene widerhakenförmige Geometrie. Durch diese widerhakenförmige Geometrie kann der Gegenbefestigungsabschnitt 24 mit dem Befestigungsabschnitt 22 in Eingriff gebracht werden, um derart den Durchsichtsbereich 20 an dem Flächenbauteil 12 zu befestigen. Beispielhaft ist einer der Vielzahl von Widerhaken mit der Bezugsziffer 30 versehen (siehe 14 bis 16).
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Komplementär zu den Widerhaken 30 sind an dem Befestigungsabschnitt 22 eine Vielzahl von Haken 32 ausgebildet (siehe 14). Jeder der Haken 32 interagiert mit jeweils einem Widerhaken 30, wenn der Gegenbefestigungsabschnitt 24 auf den Befestigungsabschnitt 22 aufgesteckt wird, um derart den Durchsichtsbereich 20 an dem Flächenbauteil zu fixieren.
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Wie aus den 14 bis 16 detailliert hervorgeht, ist der Durchsichtsbereich 20 zusätzlich durch einen Sicherungsstift 34 an dem Flächenbauteil 12 befestigt. Der Sicherungsstift 34 ist an dem Befestigungsabschnitt 22 integral ausgebildet (siehe 14) und rastet bzw. greift in einer vollständig montierten Stellung in einen entsprechend in dem Gegenbefestigungsabschnitt 24 vorgesehenen Gegensicherungsabschnitt 36 ein (siehe 16). In 15 ist der Gegenbefestigungsabschnitt 24 in einer noch nicht vollständig montierten Stellung dargestellt, in der der Sicherungsstift 34 noch nicht in den Gegensicherungsabschnitt 36, der vorliegend durch eine Bohrung in dem Gegenbefestigungsabschnitt 24 angezeigt ist, eingerastet ist.
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Es versteht sich, dass es sich bei den in den 9-16 gezeigten Detailansichten grundsätzlich auch um Ansichten des erfindungsgemäßen Sensormoduls 16 handeln kann, ohne dass diese an dieser Stelle in redundanter Form gezeigt werden. Die Befestigung des Durchsichtsbereiches 20 an dem Sensormodul 16 erfolgt in analoger, wenn auch nicht wortgleicher Art und Weise wie die Befestigung des Durchsichtsbereiches 20 an dem Flächenbauteil 12.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Dachmodul
- 12
- Flächenbauteil
- 13
- zweites Flächenbauteil
- 14
- Dachhaut
- 16
- Sensormodul
- 18
- Umfeldsensor
- 19
- Sensorgehäuse
- 20
- Durchsichtsbereich
- 21
- Öffnung
- 22
- Befestigungsabschnitt
- 24
- Gegenbefestigungsabschnitt
- 26
- Dichtung
- 27
- Anlagerandbereich
- 28
- Randbereich
- 30
- Widerhaken
- 32
- Haken
- 34
- Sicherungsstift
- 36
- Gegensicherungsabschnitt
- 100
- Fahrzeugdach
- 102
- Dachrahmenstruktur
- 104
- Querholm
- 106
- Längsholm
- 1000
- Kraftfahrzeug
