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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs, wie sie insbesondere bei einem autonom fahrenden Fahrzeug vorgesehen ist, um das Sichtfeld beispielsweise einer Kamera beim Auftreten von Verschmutzungen, Regen o.ä. freizuhalten, damit eine fehlerfreie Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs ermöglicht werden kann.
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Stand der Technik
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Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2019 121 910 A1 der Anmelderin ist eine Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Die bekannte Reinigungseinrichtung zeichnet sich durch ein Wischblatt aus, das über einen Wischarm mit einem Elektromotor gekoppelt ist. Hierbei verläuft die Antriebswelle des Elektromotors, die mit dem Wischarm gekoppelt ist, in einem konstanten Abstand zu einer kreisabschnittsförmig gebogenen Sichtscheibe, auf der das Wischblatt entlang bewegt wird. Dadurch, dass der Elektromotor und der Antriebsmechanismus in etwa im Zentrum des Gehäuses der Reinigungseinrichtung angeordnet sind, ist dieser Bereich für andere Bauteile nicht verwendbar bzw. schränkt den entsprechenden Bauraum entsprechend ein.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie einen relativ kompakten Aufbau und eine vorteilhafte Anordnung der für die Reinigungseinrichtung erforderlichen Bauteile ermöglicht.
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Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen ist es bei der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung vorgesehen, dass der Wischarm zumindest mittelbar an einer Verbindungsstelle mit einem endlosen Antriebsmittel verbunden ist, das um zwei, um jeweils eine Drehachse drehbare Umlenkelemente geführt ist, dass das Antriebsmittel von einem Elektromotor bewegbar ist, dass der Elektromotor als reversierbarer Elektromotor ausgebildet ist, und dass der Elektromotor dazu ausgebildet ist, die Verbindungsstelle am Antriebsmittel zwischen zwei, vorzugsweise im Bereich der Umlenkelemente angeordneten Umkehrpositionen hin und her zu bewegen. Im Wesentlichen zeichnet sich die Erfindung somit dadurch aus, dass der Wischarm mit einem endlosen Antriebsmittel gekoppelt ist, das wiederum von dem Elektromotor angetrieben ist. Unter einem endlosen Antriebsmittel wird dabei im Rahmen der Erfindung typischerweise ein Riemen oder eine Kette verstanden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Eine besonders bevorzugte konstruktive Ausgestaltung der Verbindung des Elektromotors mit dem damit verbundenen Antriebsmittel sieht vor, dass der Elektromotor zum Bewegen des Antriebsmittels mit einem der Umlenkelemente gekoppelt ist. Dadurch ist es insbesondere möglich, den Elektromotor an einem Randbereich des Antriebsmittels anzuordnen, welcher wiederum auch ein Randbereich innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses der Reinigungseinrichtung sein kann. Außerdem sind keine aufwendigen Kupplungen, Verbindungselemente o.ä. zwischen dem Elektromotor und dem Antriebsmittel erforderlich.
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Besonders bevorzugt ist es darüber hinaus, wenn das Antriebsmittel als Zahnriemen ausgebildet ist, und wenn die Umlenkelemente als mit dem Zahnriemen zusammenwirkende Zahnriemenräder ausgebildet sind. Dadurch wird insbesondere ein Schlupf zwischen dem Antriebsmittel und dem Elektromotor verhindert, was eine positionsgenaue Bestimmung des Orts des Wischblatts bzw. des Wischarms am Sichtfeld der Sichtscheibe ermöglicht, wenn hierzu beispielsweise der Drehwinkel der Antriebswelle des Elektromotors erfasst wird.
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Um eine mechanische Entkopplung bzw. eine besonders gute Führung des Wischarms und des Wischblatts am Sichtfeld bzw. der Sichtscheibe der Reinigungseinrichtung zu ermöglichen, ist es darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, dass der Wischarm mit einer Führungsschiene gekoppelt ist, die eine Linearführung für den Wischarm ausbildet. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass der eigentliche Antrieb von der Führung des Wischarms entkoppelt ist und somit eine Optimierung der jeweiligen Funktion ermöglicht wird.
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In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags unter Verwendung einer Führungsschiene ist es vorgesehen, dass die Führungsschiene parallel zu einem geradlinig ausgebildeten Abschnitt des Antriebsmittels angeordnet ist, wobei sich die Verbindungsstelle des Wischarms am Antriebsmittel im Bereich des geradlinig ausgebildeten Abschnitts der Führungsschiene befindet. Dadurch befindet sich der Bereich der Verbindungsstelle beim Bewegen des Antriebsmittels stets auf demselben (Höhen-) Niveau, wodurch die Konstruktion relativ einfach aufgebaut sein kann und der Verschleiß bzw. die Materialbeanspruchung im Bereich der Verbindungsstelle minimiert wird.
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Zum Schutz gegenüber äußeren Umwelteinflüssen bzw. Schmutz ist es darüber hinaus besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Antriebsmechanismus der Reinigungseinrichtung zumindest teilweise innerhalb eines mit einem Gehäuse der Umfelderkennungseinrichtung verbindbaren Schutzgehäuses oder innerhalb des Gehäuses der Umfelderkennungseinrichtung selbst angeordnet ist, und dass der Wischarm bereichsweise aus dem Schutzgehäuse bzw. dem Gehäuse der Umfelderkennungseinrichtung herausragt.
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In Weiterbildung dieses Vorschlags kann es vorgesehen sein, dass wenigstens ein, vorzugsweise zwei, auf gegenüberliegenden Seiten des Wischarms im Bereich eines Eintrittsbereichs des Wischarms in das Schutzgehäuse bzw. des Gehäuses angeordnete Abdichtelemente vorgesehen sind, die dazu ausgebildet sind, den Innenraum des Schutzgehäuses bzw. des Gehäuses gegenüber dem Wischarm abzudichten.
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Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Abdichtelement als Abdichtleiste aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material bestehend ausgebildet ist, das in Anlagekontakt mit dem Wischarm angeordnet ist.
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Hinsichtlich der konstruktiven Ausbildung des Wischarms ist es darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, dass der Wischarm als Stanz-/Biegeteil mit flachem Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Breitseite des Querschnitts zumindest im Bereich des Wischblatts senkrecht zu einer Wischblattebene angeordnet ist.
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Zuletzt kann es vorgesehen sein, dass zum Austausch des Wischblatts bei einem Verschleiß oder Beschädigung des Wischblatts dieses am Wischarm austauschbar angeordnet ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungseinrichtung eines Fahrzeugs,
- 2 eine Explosionsdarstellung der wesentlichen Komponenten der Reinigungseinrichtung der 1,
- 3 die Bestandteile der Reinigungseinrichtung gemäß der 2 in montiertem Zustand in einer perspektivischen Darstellung,
- 4 eine perspektivische Darstellung von Bestandteilen eines Antriebsmechanismus der Reinigungseinrichtung und
- 5 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich der Reinigungseinrichtung gemäß der 1.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 sind die wesentlichen Bestandteile einer Umfelderkennungseinrichtung 100 dargestellt. Die Umfelderkennungseinrichtung 100 ist beispielsweise im Dachbereich eines Fahrzeugs angeordnet und dient dazu, bei einem zumindest teilautonom, vorzugsweise vollautonom fahrenden Fahrzeug die Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen, um einen Fahrbetrieb zu ermöglichen und beispielsweise beim Erkennen von Gefahrensituationen entsprechende Gegenmaßnahmen (z.B. Abbremsen des Fahrzeugs) einzuleiten.
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Die Umfelderkennungseinrichtung 100 weist ein Gehäuse 102 auf, das im dargestellten Ausführungsbeispiel in etwa quaderförmig bzw. kubisch ausgebildet ist. An einer senkrecht orientierten Seitenfläche des Gehäuses 102 ist eine eben ausgebildete Sichtscheibe 104 angeordnet, die beispielsweise aus Glas besteht. Innerhalb des Gehäuses 102 befindet sich darüber hinaus eine im Einzelnen nicht dargestellte Sensoreinrichtung 106, insbesondere in Form einer sichtbares Licht erfassenden Kamera o.ä., die dazu ausgebildet ist, die Umgebung des Fahrzeugs durch ein Sichtfeld der Sichtscheibe 104 zu erfassen. Die Sichtscheibe 104 überdeckt im dargestellten Ausführungsbeispiel nahezu die gesamte ihr zugeordnete Seitenfläche des Gehäuses 102 und ist daher im Wesentlichen ebenfalls rechteckförmig ausgebildet.
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Um beim Auftreten von Verschmutzungen im Bereich der Sichtscheibe 104, beispielsweise durch während der Fahrt mit der Sichtscheibe 104 kollidierende Insekten, durch Regen o.ä. eine fehlerfreie Erfassung des Umfeldes durch die Sensoreinrichtung 106 zu ermöglichen, weist die Umfelderkennungseinrichtung 100 darüber hinaus eine Reinigungseinrichtung 10 auf.
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Die Reinigungseinrichtung 10 umfasst ein geradlinig bzw. länglich ausgebildetes Wischblatt 12 mit einem Wischgummi 13, der sich in Anlagekontakt mit der Sichtscheibe 104 befindet, um diese reinigen zu können. Die Anordnung des Wischblatts 12 ist derart, dass sich dessen Längsseite bzw. Längsrichtung parallel zu den seitlichen Kanten 107, 108 der Sichtscheibe 104 erstreckt. Die Bewegung des Wischblatts 12 erfolgt in Richtung des Doppelpfeils 14 senkrecht zu dessen Längserstreckung bzw. Längsrichtung zwischen zwei Umkehrpositionen U1 und U2, die in der 1 angedeutet sind, und die sich nahe der Kanten 107, 108 bzw. des Randbereichs der Sichtscheibe 104 befinden.
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Das Wischblatt 12 ist an einem Wischarm 16 austauschbar befestigt. Der Wischarm 16 besteht aus einem Stanz-/Biegeteil beispielsweise aus Metall bzw. Blech mit rechteckförmigem Querschnitt. In einem parallel zur Sichtscheibe 14 verlaufenden Abschnitt 17 des Wischarms 16, der eine Breitseite des Querschnitts des Wischblatts 12 ausbildet, ist das Wischblatt 12 im Bereich zweier Verbindungsstellen 18, 19 am Wischarm 16 (austauschbar) befestigt, wobei eine Wischblattebene 11 des Wischblatts 12 senkrecht zur Breitseite des Querschnitts des Wischblatts 12 bzw. senkrecht zur Ebene der Sichtscheibe 104 verläuft (3).
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Ein im Wesentlichen oberhalb des Gehäuses 102 befindlicher weiterer Abschnitt 21 des Wischarms 16 (siehe 2) ist innerhalb eines Schutzgehäuses 20 der Reinigungseinrichtung 10 angeordnet. Das Schutzgehäuse 20 besteht beispielsweise ebenfalls aus Metall (alternativ aus Kunststoff), ist insbesondere mehrteilig ausgebildet und weist eine quaderförmige Außenform auf. Das Schutzgehäuse 20 überdeckt insbesondere zumindest einen Teilbereich der Oberseite des Gehäuses 102. Im dargestellten Ausführungsbeispiel überragt das Schutzgehäuse 20 das Gehäuse 102 seitlich sowie auf der der Sichtscheibe 104 zugewandten Seite, d.h. es überragt u.a. die beiden Seitenflächen 109, 110 des Gehäuses 102.
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Das Schutzgehäuse 20 weist eine Konsolenplatte 22 auf, die der Befestigung eines Elektromotors 24 zum mittelbaren Antreiben des Wischblatts 12 dient. Hierzu ist der Elektromotor 24 mit seiner Abtriebswelle 26 über ein Kupplungselement 27 mit einer Welle 28 verbunden, die in das Schutzgehäuse 20 hineinragt. Die Welle 28 ist drehfest mit einem mittels zweier Lagerelemente 29, 31 im Bereich der Konsolenplatte 22 angeordnetem Zahnriemenrad 32 gekoppelt, das in einer ersten Drehachse 30 drehbar gelagert ist. Ein weiteres, in einer zweiten Drehachse 37 gelagertes Zahnriemenrad 33 ist über zwei weitere Lagerelemente 34, 35 in einem horizontalen Abstand zum Zahnriemenrad 32 innerhalb des Schutzgehäuses 20 angeordnet. Insbesondere sind die beiden Zahnriemenräder 32, 33 innerhalb des Schutzgehäuses 20 an dessen Randbereichen angeordnet, d.h. dass diese auch in etwa bündig mit dem Gehäuse 102 abschließen. Die beiden Zahnriemenräder 32, 33 wirken mit einem Zahnriemen 36 als endlos ausgebildetem Antriebsmittel 38 zusammen.
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Die soweit beschriebenen, mit dem Elektromotor 24 verbundenen Bauteile sind insbesondere Bestandteil eines Antriebsmechanismus 40. Der Antriebsmechanismus 40 zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass der innerhalb des Schutzgehäuses 20 angeordnete Abschnitt 21 des Wischarms 16 über ein Koppelelement 42 und mehrerer Befestigungsschrauben 43 an einer Verbindungsstelle 44 mit dem Zahnriemen 36 fest verbunden ist. Das Koppelelement 42 ist weiterhin in Wirkverbindung mit einer ortsfesten und länglich ausgebildeten Führungsschiene 45 angeordnet, die ebenfalls innerhalb des Schutzgehäuses 20 angeordnet ist. Die Führungsschiene 45, die insbesondere parallel zu dem unteren bzw. oberen Trum bzw. Abschnitt 41 des Zahnriemens 36 angeordnet ist, bildet eine Linearführung für das Koppelelement 42 und somit auch für den Wischarm 16 und das Wischblatt 12 aus. Insbesondere ermöglicht es die Führungsschiene 45, das Wischblatt 12 bzw. den Wischarm 16 zwischen den beiden Umkehrpositionen U1 und U2 geradlinig hin und her zu bewegen.
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In der 3 ist der montierte Zustand der soweit beschriebenen Bestandteile des Antriebsmechanismus 40 dargestellt. Insbesondere ist auch die Anordnung der Führungsschiene 45 und die Befestigung des Koppelelements 42 am oberen Trum des Zahnriemens 36 erkennbar.
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Im Zusammenhang mit der 5 ist erkennbar, dass der Eintrittsbereich 46 des Wischarms 16 in das Schutzgehäuse 12 mittels zweier Abdichtelemente in Form von Abdichtleisten 47, 48, die insbesondere aus einem elastischen Material, wie Gummi o.ä. bestehen, abgedichtet ist. Hierzu liegen lippenförmige Abschnitte 49 der Abdichtleisten 47, 48 an gegenüberliegenden Seiten des Wischarms 16 an.
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Beim Betrieb der Reinigungseinrichtung 10 wird der Elektromotor 24 in unterschiedliche Drehrichtungen solange bewegt, bis das Wischblatt 12 bzw. der Wischarm 16 jeweils die Umkehrposition U1 bzw. U2 erreicht hat. Die entsprechende Stellung wird beispielsweise über eine Erfassung des Drehwinkels der Abtriebswelle 26 des Elektromotors 24 ermöglicht.
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Die soweit beschriebene Reinigungseinrichtung 10 bzw. die Umfelderkennungseinrichtung 100 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So kann es beispielweise vorgesehen sein, das Schutzgehäuse 20 als Bestandteil des Gehäuses 102 auszubilden, d.h., dass sich der Antriebsmechanismus 40 bzw. die Bestandteile der Reinigungseinrichtung 10 zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses 102 befinden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reinigungseinrichtung
- 11
- Wischblattebene
- 12
- Wischblatt
- 13
- Wischgummi
- 14
- Doppelpfeil
- 16
- Wischarm
- 17
- Abschnitt
- 18
- Verbindungsstelle
- 19
- Verbindungsstelle
- 20
- Schutzgehäuse
- 21
- Abschnitt
- 22
- Konsolenplatte
- 24
- Elektromotor
- 26
- Abtriebswelle
- 27
- Kupplungselement
- 28
- Welle
- 29
- Lagerelement
- 30
- Drehachse
- 31
- Lagerelement
- 32
- Zahnriemenrad
- 33
- Zahnriemenrad
- 34
- Lagerelement
- 35
- Lagerelement
- 36
- Zahnriemen
- 37
- Drehachse
- 38
- Antriebsmittel
- 40
- Antriebsmechanismus
- 41
- Abschnitt
- 42
- Koppelelement
- 43
- Befestigungsschraube
- 44
- Verbindungsstelle
- 45
- Führungsschiene
- 46
- Eintrittsbereich
- 47
- Abdichtleiste
- 48
- Abdichtleiste
- 49
- lippenförmiger Abschnitt
- 100
- Umfelderkennungseinrichtung
- 102
- Gehäuse
- 104
- Sichtscheibe
- 106
- Sensoreinrichtung
- 107
- seitliche Kante
- 108
- seitliche Kante
- 109
- Seitenfläche
- 110
- Seitenfläche
- U1
- Umkehrposition
- U2
- Umkehrposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019121910 A1 [0002]
