DE19902922A1 - Sensorikanordnung - Google Patents

Abstract

Um eine Anordnung einer optischen Sensorik an einer Fahrzeugscheibe hinsichtlich einer raschen Montierbarkeit, bezüglich eines reduzierten Herstellungsaufwandes und um die Qualität der optischen Ankopplung an die Fahrzeugscheibe zu verbessern, weist die erfindungsgemäße Sensorikanordnung einen Sensorträger auf, an dem wenigstens ein optischer Sensor gehaltert ist, und umfaßt eine beidseitig wirkende Klebefolie, die einerseits auf eine Haltefläche des Sensorträgers aufgeklebt und andererseits an die Fahrzeugscheibe angeklebt ist, wobei die Klebefolie für jeden Sensor eine Öffnung aufweist, durch die hindurch eine Sensor-Optik des jeweiligen Sensors mit einer Anlagefläche direkt an der Fahrzeugscheibe flächig anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer optischen Senso­ rik an einer Fahrzeugscheibe.

Bei modernen Kraftfahrzeugen wird beispielsweise auf der In­ nenseite einer Frontscheibe ein optischer Sensor, insbesonde­ re ein Regensensor oder ein Lichtsensor, befestigt. In Abhän­ gigkeit der von diesem optischen Sensor generierten Signale kann dann beispielsweise die Wischfrequenz von Scheiben­ wischblättern oder die Fahrzeugbeleuchtung selbsttätig ge­ schaltet werden.

Bei bekannten Sensorikanordnungen ist an einem Sensorträger der jeweilige Sensor so befestigt, daß sich auf einer der Fahrzeugscheibe zugewandten Außenseite der Sensorikanordnung eine komplementär zur Fahrzeugscheibenkontur geformte ein­ heitliche Kontaktfläche ausbildet. Um die Sensoranordnung an der Fahrzeugscheibe zu befestigen, wird auf dieser Kontakt­ fläche eine Klebefolie aufgebracht, die überlicherweise durchgehend aus einem optisch hochtransparenten Material her­ gestellt ist. Diese optische Transparenz der Klebefolie wird benötigt, um die Funktionalität des optischen Sensors gewähr­ leisten zu können.

Derartige transparente Klebefolien sind chemisch relativ un­ stabil, so daß sich beispielsweise durch Ausgasungen des Klebstoffes in der Folie bzw. in der Klebezone Blasen ausbil­ den können. Außerdem können sogenannte Monomere entstehen, die in der Folie Krater od. dgl. ausbilden. Derartige Blasen und Krater können die Funktion des Sensors beeinträchtigen, da sie die Lichtbrechung beeinflussen und den Strahlengang ablenken können. Darüber hinaus entsprechen diese Blasen und Krater nicht den an das Fahrzeug gestellten ästhetischen An­ sprüchen.

Aus der DE 40 06 420 A1 ist eine spezielle Klebefolie be­ kannt, die im Bereich der Sensoroptik Aussparungen aufweist, in die eine nichtklebende, hochtransparente Folie eingesetzt ist. Auf diese Weise kann effektiv die Blasenbildung durch Ausgasung von Klebstoff im Bereich der Sensoroptik vermieden werden. Jedoch ist die Herstellung einer derartigen Klebefo­ lie relativ aufwendig, da wenigstens zwei separate Folienbe­ standteile relativ maßgenau aneinander befestigt werden müs­ sen. Darüber hinaus muß beim Auftragen der Klebefolie auf den Sensor bzw. auf eine den Sensor tragende Halterung sorgfältig gearbeitet werden, um die nichtklebenden Folienabschnitte deckungsgleich zur Sensoroptik anzuordnen.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Sensorikanordnung der eingangs genannten Art eine Ausführungsform anzugeben, die effektiv eine Blasenbildung im Bereich der Sensoroptik vermeidet und mit geringem Aufwand herstellbar ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Senso­ rikanordnung so auszugestalten, daß die Sensoroptik direkt an der Fahrzeugscheibe zur Anlage kommt, wobei zu diesem Zweck die Klebefolie dementsprechende, an die Sensoroptik angepaßte Ausnehmungen enthält, durch welche die jeweilige Sensoroptik die Klebefolie durchdringt. Die Erfindung nutzt dabei die Er­ kenntnis, daß die Sensoroptik insbesondere ohne Zwischen­ schaltung einer hochtransparenten Folie direkt an die Fahr­ zeugscheibe optisch angekoppelt werden kann. Da erfindungsge­ mäß keine Klebefolie zwischen der Fahrzeugscheibe und der Sensoroptik angeordnet ist, werden Beeinträchtigungen der Sensoroptik durch Blasenbildung oder Kraterbildung vermieden. Darüber hinaus ergibt sich eine Materialeinsparung bei der Folienherstellung, was bei Großserienprodukten von besonderem Interesse ist.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Anordnung kann der jeweilige Sensor so an einem Sensorträger befestigt sein, daß eine Anlagefläche der Sen­ der- und/oder Empfänger-Optik des Sensors mit einer Höhe von einer Haltefläche des Sensorträgers, auf die die Klebefolie aufgeklebt wird, absteht, wobei diese Höhe etwa der Dicke der Klebefolie entspricht. Durch dieses Merkmal wird die Positio­ nierung und somit die Anbringung der Klebefolie an der Halte­ fläche des Sensorträgers wesentlich vereinfacht, da die von der Haltefläche abstehende Sensor-Optik in Verbindung mit den in der Klebefolie dafür vorgesehenen Ausnehmungen bzw. Öff­ nungen eine optimale Positionierhilfe bildet. Durch diese Vereinfachung kann die Klebefolie rasch und präzise an der Haltefläche des Sensorträgers angebracht werden, was im Rah­ men einer Großserienfertigung von großem Vorteil ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen An­ ordnung kann der jeweilige Sensor so am Sensorträger gehal­ tert sein, daß die Anlagefläche der Sensoroptik mit einer Vorspannung an der Fahrzeugscheibe anliegt. Durch diese Maß­ nahme wird einerseits stets ein optimaler Kontakt und eine optimale Ankopplung der Sensoroptik an die Fahrzeugscheibe gewährleistet. Andererseits können dadurch besonders einfach Montagetoleranzen bezüglich der Halterung des Sensors am Sen­ sorträger ausgeglichen werden, so daß bei der Herstellung der Sensorik insoweit größere Toleranzen akzeptiert werden kön­ nen, wodurch sich die Herstellungskosten der Sensorik verrin­ gern.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Sensorikanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je­ weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombi­ nationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine einer Fahrzeugscheibe zuge­ wandte Seite eines Sensorik und

Fig. 2 eine Schnittansicht entsprechend den Schnittlinien II in Fig. 1 durch die erfindungsgemäße Senso­ rikanordnung.

Entsprechend Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Sensorik 1 einen Sensorträger 2 auf; an dem ein Regensensor 3 sowie ein Lichtsensor 4 gehaltert sind. Der Sensorträger 2 weist eine einer in Fig. 1 nicht dargestellten Windschutzscheibe zuge­ wandte Bodenplatte 5 auf, die auf der in Fig. 1 sichtbaren, der Windschutzscheibe zugewandten Außenseite eine Haltefläche 6 aufweist und in der Ausnehmungen 7 und 8 enthalten sind. Die Sensoren 3 und 4 sind auf einer von der Haltefläche 6 ab­ gewandten Seite der Bodenplatte 5 am Sensorträger 2 gehal­ tert, wobei eine Sender-Optik bzw. Empfänger-Optik 9 bzw. 10 (im folgenden mit Sensor-Optik bezeichnet) der jeweiligen Sensoren 3 und 4 die Bodenplatte 5 in diesen Ausnehmungen 7 und 8 durchdringen.

Die Sensorik weist außerdem ein Gehäuse 11 auf, an dem mit Halterungen 12 der Sensorträger 2 befestigt ist. Die Sensorik 1 ist vorzugsweise im Bereich der Längsmittellinie des Fähr­ zeuges, in der Nähe des Fahrzeugdaches auf der Innenseite der Frontscheibe angeordnet. Die elektrische Versorgung der Sen­ sorik 1 sowie die Kommunikation mit Fahrzeugeinrichtungen, wie z. B. der Wischblattbetätigungseinrichtung oder der Licht­ anlage, erfolgt durch einen Hals 13 des Gehäuses 11, der in das Fahrzeugdach einmündet. Die Sensoren 3 und 4 sind dabei innerhalb des Wischbereiches von Wischblättern an der Fahr­ zeugscheibe angeordnet, um die Funktionalität der Sensoren 3 und 4 gewährleisten zu können. Die Grenze des von den Wischblättern erfaßten Bereiches ist in Fig. 1 mit einer Li­ nie 14 gekennzeichnet.

Entsprechend Fig. 2 wird die erfindungsgemäße Sensorik 1 mit Hilfe einer Klebefolie 15 an einer Fahrzeugscheibe 16 befe­ stigt. Die Klebefolie 15 enthält für jeden Sensor eine Öff­ nung 17, durch die die Sensoroptik 9 (bzw. 10) des jeweiligen Sensors 3 (bzw. 4) bis zur Scheibe 16 vordringt. Die Senso­ roptik 9 weist dazu eine Anlagefläche 18 auf, die flächig an der Fahrzeugscheibe 16 zur Anlage kommt. Zweckmäßigerweise ist diese Anlagefläche 18 komplementär zur Fahrzeugscheibe 16 geformt, so daß die gewünschte flächige Anlage zustandekommt. In entsprechender Weise kann auch die Haltefläche 6 an die Kontur der Fahrzeugscheibe 16 angepaßt sein. Die in herkömm­ licher Weise als Doppelglasscheibe aufgebaute Fahrzeugscheibe 16 enthält im Bereich der Sensorik 1 zwischen den Einzel­ scheiben eine getönte Folie 20, die eine Überhitzung der Sen­ sorik 1 durch Sonneneinstrahlung verhindern soll. Diese Folie 20 enthält im Bereich der Öffnung 17 jeweils ein Fenster 21, das für einen Toleranzausgleich etwas größer ausgebildet ist als die jeweilige Öffnung 17. Im Bereich des Fensters 21 kann Licht relativ ungehindert von der Fahrzeugaußenseite zum Sen­ sor 3 vordringen.

Der Sensor 3 ist am Sensorträger 2 federnd nachgiebig gehal­ tert, was durch eine Feder 19 symbolisch dargestellt ist, die den Sensor 3 und somit dessen Sensoroptik 9 in Richtung auf die Fahrzeugscheibe 16 vorspannt. Anstelle einer Feder 19 kann bei einer anderen Ausführungsform ebenso eine federela­ stisch nachgiebige Halterung od. dgl. vorgesehen sein, um den Sensor 3 bzw. die Sensoroptik 9 in Richtung auf die Fahrzeug­ scheibe 16 vorzuspannen.

Um die Sensorik 1 an der Fahrzeugscheibe 16 zu befestigen, wird zunächst die beidseitig wirkende Klebefolie 15 auf die Haltefläche 6 des Sensorträgers 2 aufgeklebt. Dabei wirkt die aus der Bodenplatte 5 herausragende Sensoroptik 9 als Posi­ tionierhilfe für die Klebefolie 15, da diese durch das Ein­ führen der Sensoroptik 9 in die zugehörige Folienöffnung 17 automatisch richtig positioniert wird. Wenn die Klebefolie 15 auf den Sensorträger 2 aufgeklebt ist, wird die Sensorik 1 bzw. der Sensorträger 2 über die beidseitig klebende Klebefo­ lie 15 an der Fahrzeugscheibe 16 angeklebt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante wird durch das An­ kleben des Sensorträgers 2 an die Fahrzeugscheibe 16 eine mehr oder weniger große Relativverstellung des Sensors 3 bzw. der Sensoroptik 9 bezüglich des Sensorträgers 2 verursacht werden, wodurch die Vorspannung der Feder 19 noch verstärkt wird. Die Anlagefläche 18 kommt bei der in Fig. 2 dargestell­ ten Ausführungsform daher mit einer Vorspannung an der Fahr­ zeugscheibe 16 zur Anlage.

Bei einer anderen Ausführungsform, bei welcher der Sensor 3 am Sensorträger 2 unverstellbar befestigt ist, wird die An­ bringung des Sensors 3 am Sensorträger 2 bzw. die Dimensionierung der Sensoroptik 9 so gewählt, daß die Anlagefläche 18 der Sensoroptik 9 mit einer Höhe h von der Haltefläche 6 des Sensorträgers 2 absteht. Die Höhe h ist etwa so groß wie eine Dicke d der Klebefolie 15. Auch auf diese Weise kann gewähr­ leistet werden, daß die Anlagefläche 18 an der Fahrzeugschei­ be 16 flächig zur Anlage kommt, wenn der Sensorträger 2 an der Fahrzeugscheibe 16 angeklebt ist.

Sobald der Sensorträger 2 an der Fahrzeugscheibe 16 angeklebt ist und die Sensorik 1 an die entsprechenden Fahrzeugeinrich­ tungen angeschlossen ist, wird das Gehäuse 11 mittels der Halterungen 12 am Sensorträger 2 angebracht.

Wie aus Fig. 2 deutlich zu entnehmen ist, kann die optische Ankopplung der Sensoroptik 9 an die Fahrzeugscheibe 16 nicht durch chemische Vorgänge im Werkstoff der Klebefolie 15, wie z. B. Blasenbildung oder Kraterbildung, beeinträchtigt werden. Ebenso kann durch derartige Effekte auch der optische Ein­ druck im Bereich der Sensoroptik 9 nicht beeinflußt werden. Damit auch der optische Eindruck im übrigen Bereich - außer­ halb der Sensoroptik 9 - nicht durch Blasenbildung oder Kra­ terbildung in der Klebefolie 15 gestört wird, kann die Klebe­ folie 15 oder die Haltefläche 6 oder ein entsprechender Ab­ schnitt der Fahrzeugscheibe 16 geschwärzt sein, so daß Unre­ gelmäßigkeiten innerhalb der Klebefolie 15 von außen nicht sichtbar sind.

Claims (6)

1. Anordnung einer optischen Sensorik (1) an einer Fahrzeug­ scheibe (16) mit einem Sensorträger (2), an dem wenigstens ein optischer Sensor (3, 4) gehaltert ist, und mit einer beid­ seitig wirkenden Klebefolie (15), die einerseits auf eine Haltefläche (6) des Sensorträgers (2) aufgeklebt und anderer­ seits an die Fahrzeugscheibe (16) angeklebt ist, wobei die Klebefolie (15) für jeden Sensor (3, 4) eine Öffnung (17) auf­ weist, durch die hindurch eine Sensor-Optik (9, 10) des jewei­ ligen Sensors (3, 4) mit einer Anlagefläche (18) direkt an der Fahrzeugscheibe (16) flächig anliegt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Sensor (3, 4) so am Sensorträger (2) befe­ stigt ist, daß die Anlagefläche (18) der Sensor-Optik (3, 4) mit einer Höhe (h) von der Haltefläche (6) des Sensorträgers (2) absteht, wobei die Höhe (h) etwa einer Dicke (d) der Kle­ befolie (15) entspricht.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Sensor (3, 4) so am Sensorträger (2) gehal­ tert ist, daß die Anlagefläche (18) der Sensor-Optik (9, 10) mit einer Vorspannung an der Fahrzeugscheibe (16) anliegt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Vorspannung federelastische Mittel (19) vorgesehen sind, die am Sensor (3, 4) und am Sensorträger (2) angreifen.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein optisch-elektronisch arbeitender Regensen­ sor (3) oder ein optisch-elektronisch arbeitender Lichtsensor (4) ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensor-Optik (9, 10) einen Empfänger und/oder einen Sender aufweist.