DE19734833C1 - Optoelektronische Sensoreinrichtung mit einem beheizten Strahlenleitkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Sensoreinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeug­ scheiben, mit einem durch ein Heizelement beheizten Strahlenleitkörper.

Die DE 43 29 609 C1 beschreibt eine Sensoreinrichtung der genannten Gattung, bei der das Heiz­ element ein Wärmeleitblech aufheizt, das dem Strahlenleitkörper zugeordnet ist. Hier erfolgt eine klein­ flächige Einleitung der Wärme in den Strahlenleitkörper, die nicht immer eine ausreichende und gleich­ mäßige Temperierung gewährleistet.

Bei der in der DE 42 02 121 C1 beschriebenen Sensoreinrichtung liegt die Heizvorrichtung in einer Ausnehmung des Strahlenleitkörpers. Die Heizvorrichtung ist ihrerseits mit der Leiterplatte gekoppelt. Dieses erfordert eine recht aufwendige Konstruktion.

Die DE 43 43 474 A1 beschreibt eine Sensoreinrichtung, bei der an einer Berührungsfläche zwi­ schen der Sensoreinrichtung und der Kraftfahrzeugscheibe eine Heizeinrichtung angeordnet ist, um Kon­ densat an der Innenfläche der Kraftfahrzeugscheibe zu beseitigen. Eine Beheizung des Strahlenleitkör­ pers ist nicht vorgesehen.

Die DE 43 07 479 C1 beschreibt eine Sensoreinrichtung, bei der eine Heizeinrichtung an der vorde­ ren Oberfläche des Strahlenleitkörpers angeordnet ist. Diese Heizeinrichtung ermöglicht eine Aushärtung und eine Zerstörung des optischen Klebers.

Aufgabe der Erfindung ist eine gleichmäßige Temperierung des Strahlenleitkörpers zur Vermei­ dung von Beschlagbildung an Grenzflächen und zur ausreichenden Erwärmung der Kraftfahrzeugscheibe im Überwachungsbereich.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Strahlenleitkörper einen wärme­ leitenden Metallüberzug aufweist.

Die Erfindung unterscheidet sich insofern vom Stand der Technik, als der wärmeleitende Metall­ überzug eine großflächige und gleichmäßige Erwärmung und Temperierung des Strahlenleitkörpers si­ cherstellt.

Neben einer gleichmäßigen Wärmeübertragung erreicht man dadurch auch einen mechanischen Schutz des Strahlenleitkörpers, daß der Metallüberzug als geschlossene Al-Schicht ausgebildet ist und mit einem auf einer Leiterplatte angeordneten großflächigen Wärmeübertragungselement unmittelbaren Kontakt hat.

Der Zusammenhalt der Teile wird dadurch verbessert, daß der Strahlenleitkörper Dome zur Posi­ tionierung und/oder Kontaktierung der Leiterplatte aufweist.

Eine intensive Wärmeübertragung wird dadurch sichergestellt, daß der Wärmeleitkörper minde­ stens eine Ausnehmung aufweist, in die jeweils ein auf der Leiterplatte angeordnetes Heizelement ein­ greift.

Bei spezieller Konfiguration des Strahlenleitkörpers erweist es sich als vorteilhaft, daß ein Wär­ meübertragungelement einerseits mit einem auf der Leiterplatte angeordneten Heizelement und anderer­ seits mit dem Metallüberzug Wärmeübertragungskontakt hat.

Ein sicherer Wärmeübergang wird dadurch erzielt, daß das Wärmeübertragungselement als Feder ausgebildet ist, die unter Federspannung an dem Metallüberzug anliegt.

Eine direkte und gleichmäßige Aufheizung der Sensoreinrichtung wird dadurch erreicht, daß der Metallüberzug in Form einer Mäanderstruktur ausgebildet ist.

Eine möglichst gleichmäßige Beheizung wird dadurch sichergestellt, daß die Mäanderstruktur als Heizleiter ausgebildet ist.

Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 eine erste Sensoreinrichtung in der Ansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Leiterplatte,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Sensoreinrichtung,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel und

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt einen Strahlenleitkörper 1, der durch eine optische Klebeschicht 2 auf der Innenseite einer Kraftfahrzeugscheibe 3 befestigt ist. Ein Strahlensender 4 und ein Strahlenempfänger 5 wirken mit dem Strahlenleitkörper zusammen. Der Strahlengang ist nicht dargestellt. Der Strahlensender 4 und der Strahlenempfänger 5 sitzen auf einer Leiterplatte 6, auf der weitere, in Einzelheiten nicht dargestellte Schaltkreise angeordnet sind.

Der Strahlenleitkörper 1 ist auf den optisch nicht wirksamen Außenflächen mit einem wärmelei­ tenden Metallüberzug 7, insbesondere einem Al-Überzug versehen. Auf der der Kraftfahrzeugscheibe 3 gegenüberliegenden Seite des Strahlenleitkörpers 1 sind Dome 8 vorgesehen, auf denen sich Durchgänge 9 der Leiterplatte 6 positionieren und zentrieren, so daß dadurch die Leiterplatte 6 positioniert wird. Die Dome 8 vermitteln auch einen elektrischen Kontakt mit der durchkontaktierten konischen Innenfläche des jeweiligen Durchgangs 9. Die Leiterplatte 6 nimmt ferner Heizelemente 11 und Wärmeübertragung­ selemente 10 auf. Die Wärmeübertragungselemente 10 sind massive Elemente aus einem wärmeleitenden Metall, damit die in dem jeweiligen Heizelement 11 erzeugt Wärme auf den Metallüberzug 7 übertragen wird. Mit dieser Anordnung wird die Wärme auf den Metallüberzug 7 übertragen, so daß sich die Wärme weitgehend gleichmäßig über den gesamten Strahlenleitkörper 1 verteilt und durch die Klebeschicht 2 in die Kraftfahrzeugscheibe 3 eintritt.

Der Strahlenleitkörper 1 nach Fig. 3 umfaßt zwei parallel zueinander verlaufende Abschnitte 13, die jeweils einen vollständigen Strahlengang aufnehmen. Jedes Heizelement 11 auf der Leiterplatte 6 hat Wärmekontakt mit einem Federelement 12, das federnd an einem Abschnitt des Strahlenleitkörpers 1 anliegt, so daß eine wirkungsvolle Wärmeübertragung erfolgt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 weist der Strahlenleitkörper 1 Ausnehmungen 14 auf, in die die Heizelemente 11 hineinragen. Dadurch wird eine unmittelbare und wirkungsvolle Beheizung des Strahlenleitkörpers sichergestellt.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 hat der Überzug eine Struktur 71 in Mäanderform. Diese Struktur ist ein Heizleiter oder ein Wärmeleiter. Die Struktur 71 endet in Dome 8, die neben der Positio­ nierung der Leiterplatte gleichzeitig als elektrische und thermische Anschlußkontakte dienen. Die Struk­ tur 71 bewirken eine gleichmäßige und schnelle Aufheizung des Optikkörpers und der Kraftfahrzeug­ scheibe.

Claims (8)

1. Optoelektronische Sensoreinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeugscheiben, mit einem durch ein Heizelement beheizten Strahlenleitkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenleitkörper (1) einen wärmeleitenden Metallüberzug (7) aufweist.

2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallüberzug (7) als geschlossene Al-Schicht ausgebildet ist und mit einem auf einer Leiterplatte (6) angeordneten großflächi­ gen Wärmeübertragungselement (10) unmittelbaren Kontakt hat.

3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenleitkörper (1) Dome (8) zur Positionierung und/oder Kontaktierung der Leiterplatte (6) aufweist.

4. Sensoreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenleitkörper (1) mindestens eine Ausnehmung (14) aufweist, in die jeweils ein auf der Leiterplatte (6) angeordnetes Heiz­ element (11) eingreift.

5. Sensoreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeübertragungsele­ ment (12) einerseits mit einem auf der Leiterplatte (6) angeordneten Heizelement (11) und andererseits mit dem Metallüberzug (7) Wärmeübertragungskontakt hat.

6. Sensoreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungsele­ ment als Feder (12) ausgebildet ist, die unter Federspannung an dem Metallüberzug (7) anliegt.

7. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallüberzug (7) in Form einer Mäanderstruktur (71) ausgebildet ist.

8. Sensoreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mäanderstruktur (71) als Heizleiter ausgebildet ist.