WO2001018902A2 - Gehäuse oder gehäuseteil für einen abstandsensor - Google Patents

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WO2001018902A2
WO2001018902A2 PCT/DE2000/002952 DE0002952W WO0118902A2 WO 2001018902 A2 WO2001018902 A2 WO 2001018902A2 DE 0002952 W DE0002952 W DE 0002952W WO 0118902 A2 WO0118902 A2 WO 0118902A2
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housing
sensor
distance sensor
connector
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Ewald Schmidt
Bernhard Lucas
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Robert Bosch Gmbh
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/062—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for focusing
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2658—Phased-array fed focussing structure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details

Definitions

  • the present invention relates to a housing or a housing part for a distance sensor for motor vehicles.
  • a distance sensor can be used, for example, in the context of a pre-crash detection device or an adaptive one
  • Vehicle speed control (Adaptive Cruise Control, ACC) can be used.
  • the housing consists of an upper housing part, which forms a lid, and a lower housing part.
  • the upper housing part has a U-shaped circumferential groove and a U-shaped circumferential edge.
  • a flange of a stepped antenna lens engages in the U-shaped circumferential groove on one side and is fixed on the other side by a snap element on the U-shaped circumferential edge.
  • Electronic circuits can be accommodated in the lower housing part.
  • the two housing parts (upper housing part and lower housing part) are connected to one another by a known construction, a seal ensures that the housing as a whole is protected against the ingress of moisture and dirt.
  • a housing for a radar sensor which can be integrated into body parts of the motor vehicle.
  • the possibility of integration into the bumper of a motor vehicle is described by way of example, the bumper being produced from a plastic which is permeable to microwaves.
  • the lenticular antenna for focusing the radar beams and the bumper are made of the same material and completely in one piece.
  • the pot-shaped lower housing part is hermetically sealed in the beam direction with a dielectric lens which is designed both for transmitting and for receiving a corresponding echo signal.
  • a pressure compensation element is arranged at a suitable point on the wall, on the circumference or on the bottom of the housing.
  • a base plate with an evaluation circuit which evaluates the transmit and receive signals is arranged near the bottom of the lower housing part.
  • a connection level is provided below the evaluation circuit, via which the corresponding signals are led out to connectors or lines (not shown).
  • Lens antenna arrangement for a motor vehicle distance warning radar.
  • the cup-shaped housing disclosed is closed in the beam direction with a stepped dielectric lens and / or a low-loss radome window.
  • An example of a design with an integrated one Lens antenna arrangement provides a cuboid metal housing that is covered on its front (in the beam direction) by a lens.
  • the lens can be put on as a lid, for example, by means of snap locks.
  • On one side wall are in one
  • Cast in connector pins to which the power supply for the electronic switching elements in the housing and lines for forwarding information from the housing can be connected to an external computer in the motor vehicle.
  • a motor vehicle radar system is known from DE 196 44 164 AI, in which a dielectric body is located in the beam path of the electromagnetic waves for protection against weather influences and preferably also for focusing.
  • the dielectric body has an arrangement of electrically conductive tracks with which the dielectric body can be heated in order, for example, to free it from deposits of ice, snow or moisture. Furthermore, the electrically conductive
  • Paths can be used to measure the attenuation of a possible coating on the dielectric body and to check the function of the radar system by means of a target simulation.
  • the housing contains a transmitter and receiver of radar radiation and has a passage opening provided with a lens for the radar radiation.
  • the box-shaped cover part of the housing and the lens are formed in one piece and made of one and the same material, which is transparent to the radar radiation and influences its beam path. In contrast, the material is opaque to electromagnetic radiation in the visible range.
  • the cover part is pushed onto a lower housing part and tightly connected to it with a circumferential seal lying in one plane.
  • the power supply and the signal exchange with the motor vehicle of the circuit arrangement arranged in the housing takes place via a plug in the lower housing part.
  • the patent also shows the possibility that a pressure equalization with the surrounding atmosphere can take place with a sealing pill.
  • a housing or housing part for a distance sensor in particular for motor vehicles, with at least a first housing part, in which at least one body which is transparent to sensor radiation for focusing the sensor radiation and / or at least one radome is integrated without intentional focusing in the main beam direction of the distance sensor and with at least one second housing part in the orthogonal to the main beam direction of the distance sensor with at least one base plate
  • Antenna elements can be installed, the connection line between the first housing part and the second housing part running in an area between the base plate and the sensor radiation-permeable body and / or the radome, at least one connector being provided with which the electrical connection of the distance sensor to the motor vehicle can be established , wherein the connecting line is in the region of a connector of the distance sensor and the connector is coaxial with the main beam direction of the distance sensor is aligned.
  • this solution offers the advantage that a sensor radiation-permeable body for focusing the sensor radiation and / or at least one radome without intentional focusing is integrated in the first housing part and thus the housing of the distance sensor consists essentially of only two housing parts. This small number of housing parts also offers the advantage that simple assembly is possible.
  • the alignment of the connector plug coaxially to the main beam direction of the distance sensor is of particular advantage, since this means that the height of the housing only depends to a significant extent on the antenna elements and the quasi-optical properties of the antenna lens and the sensor radiation-permeable body. It is particularly advantageous if the connector is arranged against the main direction of travel of the motor vehicle or against the main beam direction of the distance sensor, since the connector and thus also the connector contacts are protected from contamination.
  • At least the side of the connector plug inside the housing is enclosed by the first housing part. This offers the advantage that the side of the connector inside the housing is freely accessible in a particularly suitable manner as long as the first housing part has not yet been installed.
  • An advantageous embodiment of the housing or the housing part provides that there is at least one device for pressure equalization between the interior of the housing and the environment in the first housing part in the region of the connector.
  • the rest of the housing can be hermetically sealed in an advantageous manner, since a possible pressure compensation, the z. B. due to warming of components within the housing may be necessary, can be compensated by the pressure compensation element. This prevents a positive or negative pressure from occurring in the interior of the housing in relation to the surroundings.
  • first housing part with the second housing part is fixed to the connecting line by a tongue and groove connection and by latching brackets.
  • Spring connection and snap-in brackets are shown on the one hand a hermetically sealed and on the other hand a permanently durable solution.
  • the first housing part and a cover layer of the body which is permeable to sensor radiation advantageously consist of one piece and are made of the same material.
  • This special solution offers the advantage that the first housing part has a completely homogeneous surface on the outside and can therefore withstand weather influences in a particularly suitable manner.
  • a material from at least one of the following product groups is advantageously used as the material: polyetherimide, polyphenylene oxide or polyamide.
  • the first housing part, the cover layer and the sensor radiation-permeable body are produced in a multi-stage injection molding process. This has a particularly advantageous effect on the production costs and on the production outlay.
  • At least one internal assembly is arranged on the base plate in addition to the antenna elements.
  • the height of the second housing part is dimensioned such that it corresponds at least to the height of the internal assembly on the base plate.
  • the internal assembly and the antenna elements are enclosed in a pot shape by the second housing part.
  • the overriding physical criterion is that the focus distance between the antenna elements and the sensor radiation-permeable body and / or the radome must be taken into account.
  • care must also be taken that the beam path of the sensor radiation is not influenced.
  • a particularly advantageous embodiment of the housing according to the invention provides that the connector is detachably inserted in the second housing part and that a seal is present between the connector and the second housing part. This ensures, on the one hand, a hermetically sealed seal between the second housing part and the connector and, on the other hand, the special flexibility of the housing is preserved, since a differently configured connector can be used, as is necessary, for example, when applying it to different types of vehicles.
  • a particularly advantageous embodiment provides that the body which is permeable to sensor radiation has a dielectric lens is. Such a dielectric lens focuses the sensor radiation emitted by the antenna elements in a particularly advantageous manner. It is also advantageous that electrically conductive tracks are inserted into the body which is permeable to sensor radiation. With the aid of the electrically conductive tracks, the distance sensor can be protected from the weather in a particularly advantageous manner. For this purpose, an electrical power can be used which leads to the heating of the electrically conductive tracks and thus indirectly to the surface of the first housing part. This leads to the fact that possible snow or ice contamination melts on the surface of the first housing part and the surface dries when it is heated further.
  • Figure 1 shows a housing according to the invention in cross section
  • Figure 2 shows a first housing part according to the invention in another sectional view.
  • FIG. 1 shows a housing according to the invention, as is preferably the case for a distance sensor in the context of an adaptive vehicle speed control
  • FIG. 1 shows a first housing part 1 and a second housing part 2.
  • a dielectric lens 3 is integrated in the first housing part 1, on the surface of which electrically conductive tracks 4 are in turn inserted.
  • In the first housing part 1 is still a
  • Pressure compensation element 5 is used, which serves for pressure compensation between the interior of the housing and the environment.
  • the second housing part 2 there is a base plate 6 orthogonal to the main beam direction of the distance sensor, which base plate 6 is fixed to the second housing part 2 with fasteners 7.
  • Antenna elements 8 and internal assemblies 9 are located on the base plate 6.
  • the number of antenna elements has been assumed to be three, but this is not a limitation in the sense of FIG.
  • the first housing part 1 and the second housing part 2 are connected to one another with a tongue and groove connection 10.
  • latchable brackets 11 are provided, which are designed as clips 11 in this exemplary embodiment.
  • a possible embodiment of such clips 11 is explained in more detail in the context of the following FIG. 2.
  • a connector plug 12 is inserted into the second housing part 2.
  • This connector 12 has contacts to the inside of the housing 13 and contacts 14 which are led out on the outside of the housing.
  • the connection of the connector plug 12 to the second housing part 2 can be done, for example, by means of a snap-in not shown here.
  • a seal 15 is provided between the connector 12 and the second housing part 2. The appropriate design of the seal is left to the specialist.
  • FIG. 1 It can be clearly seen in FIG. 1 that the inside of the connector 12 or the contacts to the inside of the housing 13 are enclosed by the first housing part 1.
  • the external contacts 14 of the Connector 12 are arranged in the region of the second housing part 2.
  • a virtual connection line between the first housing part 1 and the second housing part 2 is designated.
  • the connector plug 12 is used for the electrical connection of the distance sensor to the motor vehicle and is aligned at the level of the connecting line 16 coaxially with the main beam direction of the distance sensor.
  • the main beam direction of the distance sensor is the sensor radiation emanating from the antenna elements 8 perpendicular to the base plate 6 and passing through the dielectric lens 3.
  • Connector 12 is located in the first housing part 1, can be carried out in a form known to those skilled in the art, for example as a pressure pill.
  • the first housing part 1 and the cover layer of the dielectric lens 3 are made from one piece and from the same material. Materials from the product group polyetherimide, polyphenylene oxide or polyamide are primarily suitable for this. Of course, it is left to the person skilled in the art to use other suitable materials for producing the first housing part 1 and the cover layer.
  • the first housing part 1, the cover layer and the dielectric lens 3 with the inserted electrically conductive tracks 4 can be produced particularly advantageously in a multi-stage injection molding process.
  • the production of the first housing part 1 with the integrated dielectric lens 3 and the electrically conductive tracks 4 in a multi-stage injection molding process can be done in such a way that first a basic body of the dielectric Lens 3 is manufactured as a molded plastic part.
  • This base body is equipped with grooves in which the electrically conductive tracks 4 can be inserted.
  • This ready-made base body can now be overmolded in a further injection molding process in such a way that both the layer covering the electrically conductive tracks and the cover layer are formed, as well as the rest of the first housing part 1.
  • plastics such as plastics, are particularly advantageous for example polyetherimide, which have the mechanical and electrical properties desired for later use.
  • This multi-stage injection molding process also has the advantage that uniform wall thicknesses can be produced, which are relevant for the microwave-specific geometry.
  • the second housing part 2 is dimensioned such that the height corresponds at least to the height of the internal assembly 9 on the base plate 8.
  • the base plate 6 with the components located thereon is completely enclosed by the pot-like second housing part 2.
  • the volumes of the first housing part 1 and the second housing part 2 are in this embodiment, for example, in a ratio of 1 to 1.5 to 1.5 to 1.
  • the housing dimensions must, however, always be taken into account that the focus distance between the antenna elements and the sensor radiation-permeable body and / or the radome is selected in accordance with the physical requirements. When designing the internal assembly, care must also be taken to ensure that the beam path of the sensor radiation is not affected.
  • FIG. 2 shows a first housing part 1 in a view that is mirrored in relation to the illustration in FIG. 1.
  • a dielectric lens 3 with electrically conductive tracks 4 is integrated in the first housing part 1.
  • no pressure compensation element is inserted into the first housing part 1 in this illustration according to FIG. At the point where a possible
  • a pressure compensation element 17 could be used in this illustration.
  • the lower end of the first housing part 1 shown in FIG. 2 is formed by the virtual connecting line 16, which symbolizes the transition to the second housing part 2.
  • the illustration according to FIG. 2 serves primarily to show the mechanical connection between the first housing part 1 and the second housing part 2.
  • the tongue and groove connection 10 and the latchable brackets 11 can be clearly seen in the illustration according to FIG.
  • the latchable brackets 11 are designed as clip elements in this exemplary embodiment. It is up to the person skilled in the art to find other fastening options which are space-saving, inexpensive, simple to manufacture and particularly reliable in the same advantageous manner.
  • the dielectric lens 3 shown in both FIGS. 1 and 2 can of course be replaced by a radome without intentional focusing or another type of sensor radiation-permeable body for focusing the sensor radiation.
  • a radome can also be used for adaptation.
  • the layer of the first housing part 1, which is located in the region of the dielectric lens 3, can also serve for adaptation if the material is selected accordingly.
  • further components or internal assemblies can be arranged within the housing, which have not been shown in this embodiment. Mounts can also be provided, which are the mechanical connection between the distance sensor and the Serve motor vehicle.
  • Also not shown in the exemplary embodiments is an electrical contact between the electrically conductive tracks 4 and the internal assemblies 9 or any other control / energy supply that is required for the function of the electrically conductive tracks 4.
  • the second housing part 2 can consist, for example, of the same material as the first housing part 1 or, preferably, of a material that is opaque to sensor radiation, such as aluminum or die-cast aluminum. If necessary, the pressure compensation element 5 can be integrated in the second housing
  • the preferred embodiment of the distance sensor shown is an FMCW radar with three antenna elements 8 and a dielectric lens 3.

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Abstract

Gehäuse oder Gehäuseteil für einen Abstandsensor, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem ersten Gehäuseteil (1), in das in Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors wenigstens ein sensorstrahlungsdurchlässiger Körper zur Fokussierung der Sensorstrahlung (3) und/oder wenigstens ein Radom ohne gewollte Fokussierung integriert ist und mit wenigstens einem zweiten Gehäuseteil (2) in das orthogonal zur Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors wenigstens eine Grundplatte (6) mit Antennenelementen (8) einbaubar ist, wobei die Verbindungslinie (16) zwischen dem ersten Gehäuseteil (1) und dem zweiten Gehäuseteil (2) in einem Bereich zwischen der Grundplatte (6) und dem sensorstrahlungsdurchlässigen Körper (3) und/oder dem Radom verläuft, wobei wenigstens ein Anschlussstecker (12) vorgesehen ist, mit dem die elektrische Verbindung (13, 14) des Abstandsensors zum Kraftfahrzeug herstellbar ist, wobei sich die Verbindungslinie (16) im Bereich des Anschlusssteckers (12) des Abstandsensors befindet und wobei der Anschlussstecker (12) koaxial zur Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors ausgerichtet ist.

Description

Gehäuse oder Gehäuseteil für einen Abstandsensor
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse oder ein Gehäuseteil für einen Abstandsensor für Kraftfahrzeuge. Ein solcher Abstandssensor kann beispielsweise im Rahmen einer Precrash-Erkennungseinrichtung oder einer adaptiven
Fahrgeschwindigkeitsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC) eingesetzt werden.
Stand der Technik
In der DE 197 03 095 Cl wird ein Gehäuse oder Gehäuseteil für eine Mikrowellen-Sende- und/oder Empfangseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Radarsystem, beschrieben. Das Gehäuse besteht aus einem Gehäuseoberteil, das einen Deckel bildet, und einem Gehäuseunterteil. Das Gehäuseoberteil besitzt eine U-förmig umlaufende Nut und eine U-förmig umlaufende Kante. Ein Flansch einer gestuft ausgeführten Antennenlinse greift auf der einen Seite in die U-förmig umlaufende Nut und wird auf der anderen Seite durch ein Schnappelement an der U-förmig umlaufenden Kante fixiert. In dem Gehäuseunterteil können Elektronikschaltungen untergebracht werden. Die beiden Gehäuseteile (Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil) sind durch eine bekannte Konstruktion miteinander verbunden, wobei eine Dichtung dafür sorgt, daß das Gehäuse insgesamt gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz geschützt ist .
Aus der DE 197 12 098 AI ist ein Gehäuse für einen Radarsensor bekannt, das in Karosserieteile des Kraftfahrzeugs integrierbar ist . Beispielhaft wird die Möglichkeit der Integration in die Stoßstange eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei die Stoßstange aus einem Kunststoff hergestellt ist, der mikrowellendurchlässig ist. Die linsenförmige Antenne zur Fokussierung der Radarstrahlen und die Stoßstange sind aus dem selben Material und komplett einstückig hergestellt.
Die DE 195 30 065 AI offenbart einen monostatischen FMC -
Radarsensor für ein Fahrzeug, der zur Detektion von Objekten verwendet werden kann. Das topfförmige Gehäuseunterteil wird in Strahlrichtung mit einer dielektrischen Linse, die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen eines entsprechenden Echosignals ausgebildet ist, hermetisch abgeschlossen. An geeigneter Stelle der Wandung, am Umfang oder am Boden des Gehäuses ist ein Druckausgleichselement angeordnet. In der Nähe des Bodens des Gehäuseunterteils ist eine Basisplatte mit einer Auswerteschaltung angeordnet, die die Sende- und Empfangssignale auswertet. Unterhalb der Auswerteschaltung ist eine Anschlußebene vorgesehen, über die die entsprechenden Signale an nicht dargestellte Steckverbinder oder Leitungen nach außen herausgeführt sind.
Die DE 44 12 770 AI zeigt eine Mikrowellen-
Linsenantennenanordnung für einen Kraftfahrzeug- Abstandswarnradar . Das offenbarte topfförmige Gehäuse ist in Strahlrichtung mit einer gestuften dielektrischen Linse und/oder einem verlustarmen Radomfenster abgeschlossen. Ein Beispiel einer konstruktiven Ausführung mit integrierter Linsenantennenanordnung sieht ein quaderförmiges Metallgehäuse vor, das an seiner Vorderseite (in Strahlrichtung) von einer Linse abgedeckt ist. Die Linse kann zum Beispiel durch Schnappverschlüsse als Deckel aufgesetzt werden. An einer Seitenwand sind in einem
Anschlußkästchen Steckerpins eingegossen, an die sich die Stromversorgung für die elektronischen Schaltelemente im Gehäuse und Leitungen zur Weiterleitung von Informationen aus dem Gehäuse an einen externen Rechner im Kraftfahrzeug anschließen lassen.
Aus der DE 196 44 164 AI ist ein Kraftfahrzeug-Radarsystem bekannt, bei dem sich zum Schutz vor Witterungseinflüssen und vorzugsweise auch zur Fokussierung ein dielektrischer Körper im Strahlengang der elektromagnetischen Wellen befindet. Der dielektrische Körper besitzt eine Anordnung aus elektrisch leitfähigen Bahnen, mit denen der dielektrische Körper beheizt werden kann, um ihn beispielsweise von Belägen aus Eis, Schnee oder Feuchtigkeit zu befreien. Weiterhin können die elektrisch leitfähigen
Bahnen zur Messung der Dämpfung eines möglichen Belages auf dem dielektrischen Körper und zur Funktionsüberprüfung des Radarsystems durch eine Zielsimulation genutzt werden.
Die DE 196 21 075 Cl offenbart ein Gehäuse für ein
Abstandsmeßgerät in einem Kraftfahrzeug. Das Gehäuse enthält einen Sender und Empfänger von Radarstrahlung und weist eine mit einer Linse versehene Durchtrittsöffnung für die Radarstrahlung auf. Hierbei sind das kastenförmige Deckelteil des Gehäuses und die Linse einstückig ausgebildet und aus ein und demselben Werkstoff hergestellt, der für die Radarstrahlung durchlässig ist und deren Strahlengang beeinflußt. Für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich ist das Material hingegen undurchlässig. Das Deckelteil wird auf ein Gehäuseunterteil aufgeschoben und mit einer in einer Ebene liegenden umlaufenden Dichtung dicht mit diesem verbunden. Die Energieversorgung und der Signalaustausch mit dem Kraftfahrzeug der in dem Gehäuse angeordneten Schaltungsanordnung erfolgt über einen Stecker im Gehäuseunterteil. Die Patentschrift zeigt zudem die Möglichkeit auf, daß ein Druckausgleich mit der umgebenden Atmosphäre mit einer Dichtpille erfolgen kann.
Aufgabe, Lösung und Vorteile
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse oder ein Gehäuseteil für einen Abstandsensor anzugeben, das kostengünstig herzustellen, einfach zu montieren und das in Bezug auf die Einbaumaße optimiert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse oder Gehäuseteil für einen Abstandsensor, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem ersten Gehäuseteil, in das in Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors wenigstens ein sensorstrahlungsdurchlässiger Körper zur Fokusierung der Sensorstrahlung und/oder wenigstens ein Radom ohne gewollte Fokussierung integriert ist und mit wenigstens einem zweiten Gehäuseteil in das orthogonal zur Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors wenigstens eine Grundplatte mit
Antennenelementen einbaubar ist, wobei die Verbindungslinie zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil in einem Bereich zwischen der Grundplatte und dem sensorstrahlungsdurchlässigen Körper und/oder dem Radom verläuft, wobei wenigstens ein Anschlußstecker vorgesehen ist, mit dem die elektrische Verbindung des Abstandsensors zum Kraftfahrzeug herstellbar ist, wobei sich die Verbindungslinie im Bereich eines Anschlußsteckers des Abstandsensors befindet und wobei der Anschlußstecker koaxial zur Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors ausgerichtet ist. Diese Lösung bietet bezüglich der Herstellungskosten den Vorteil, daß in das erste Gehäuseteil ein sensorstrahlungsdurchlässiger Körper zur Fokussierung der Sensorstrahlung und/oder wenigstens ein Radom ohne gewollte Fokussierung integriert ist und somit das Gehäuse des Abstandsensors maßgeblich aus nur zwei Gehäuseteilen besteht . Diese geringe Anzahl von Gehäuseteilen bietet zudem den Vorteil, daß eine einfache Montage möglich ist. In Bezug auf die Einbaumaße ist die Ausrichtung des Anschlußsteckers koaxial zur Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors von besonderem Vorteil, da hierdurch die Höhe des Gehäuses nur noch maßgeblich von den Antennenelementen und den quasi- optischen Eigenschaften der Antennenlinse und des sensorstrahlungsdurchlässigen Körpers abhängt. Es ist ganz besonders vorteilhaft, wenn der Anschlußstecker entgegen der Hauptfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs bzw. entgegen der Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors angeordnet ist, da der Stecker und somit auch die Steckerkontakte vor Verschmutzung geschützt sind.
Vorteilhafterweise wird wenigstens die gehäuseinterne Seite des Anschlußsteckers von dem ersten Gehäuseteil umschlossen. Dies bietet den Vorteil, daß die gehäuseinterne Seite des Anschlußsteckers in besonders geeigneter Weise frei zugänglich ist, solange das erste Gehäuseteil noch nicht montiert ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Gehäuses oder des Gehäuseteils sieht vor, daß sich wenigstens eine Vorrichtung zum Druckausgleich zwischen dem Inneren des Gehäuses und der Umgebung in dem ersten Gehäuseteil im Bereich des Anschlußsteckers befindet. Durch diese Vorrichtung zum Druckausgleich kann der Rest des Gehäuses in vorteilhafter Weise hermetisch dicht abgeschlossen werden, da ein möglicher Druckausgleich, der z. B. aufgrund der Erwärmung von Bauelementen innerhalb des Gehäuses notwendig sein könnte, durch das Druckausgleichselement ausgeglichen werden kann. Somit wird verhindert, daß sich im Inneren des Gehäuses im Bezug zur Umgebung ein Über- bzw. ein Unterdruck einstellt.
Es ist vorteilhaft, daß das erste Gehäuseteil mit dem zweiten Gehäuseteil an der Verbindungslinie durch eine Nut- und Federverbindung und durch rastbare Halterungen fixiert ist. Durch diese vorteilhafte Kombination aus Nut- und
Federverbindung und rastbaren Halterungen ist zum einen eine hermetisch dichte und zum anderen eine dauerhaft haltbare Lösung aufgezeigt.
Vorteilhafterweise bestehen das erste Gehäuseteil und eine Deckschicht des sensorstrahlungsdurchlässigen Körpers aus einem Stück und sind aus dem selben Material hergestellt. Diese spezielle Lösung bietet den Vorteil, daß das erste Gehäuseteil an der Außenseite eine vollständig homogene Oberfläche aufweist und somit in besonders geeigneter Weise Witterungseinflüssen standhalten kann.
Vorteilhafterweise wird als Material ein Werkstoff aus wenigstens einer der folgenden Produktgruppen verwendet : Polyetherimid, Polyphenylenoxid oder Polyamid.
Es ist weiterhin vorteilhaft, daß das erste Gehäuseteil, die Deckschicht und der sensorstrahlungsdurchlässige Körper in einem mehrstufigen Spritzgußverfahren hergestellt sind. Dieses wirkt sich im besonders vorteilhafter Weise auf die Herstellungskosten sowie auf den Herstellungsaufwand aus.
Weiterhin vorteilhaft ist, daß auf der Grundplatte zusätzlich zu den Antennenelementen wenigstens eine interne Baugruppe angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß die ohnehin für die Antennenelemente notwendige Grundplatte durch die Anordnung wenigstens einer internen Baugruppe zusätzlich genutzt wird. Hierdurch kann eine Integration von Bauteilen innerhalb des Gehäuses vorgenommen werden, die sich vorteilhaft auf die Gesamtgröße des Abstandsensors auswirkt .
Es ist weiterhin vorteilhaft, daß die Höhe des zweiten Gehäuseteils derart bemessen ist, daß sie wenigstens der Höhe der internen Baugruppe auf der Grundplatte entspricht. Hierdurch sind die interne Baugruppe sowie die Antennenelemente von dem zweiten Gehäuseteil topfförmig umschlossen. Das hierbei übergeordnete physikalische Kriterium ist, daß der Fokusabstand zwischen den Antennenelementen und dem sensorstrahlungsdurchlässigen Körper und/oder dem Radom berücksichtigt werden muß. Selbstverständlich muß bei der Auslegung der internen Baugruppe auch darauf geachtet werden, daß der Strahlengang der Sensorstrahlung nicht beeinflußt wird.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gehäuses sieht vor, daß der Anschlußstecker lösbar in das zweite Gehäuseteil eingesetzt ist und daß zwischen dem Anschlußstecker und dem zweiten Gehäuseteil eine Dichtung vorhanden ist. Hierdurch wird zum einen eine hermetisch dichter Abschluß zwischen dem zweiten Gehäuseteil und dem Anschlußstecker sichergestellt und zum anderen wird die besondere Flexibilität des Gehäuses gewahrt, da gegebenenfalls ein anders konfigurierter Anschlußstecker verwendet werden kann, wie es beispielsweise bei der Applikation an verschiedene Fahrzeugtypen notwendig ist .
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß der sensorstrahlungsdurchlässige Körper eine dielektrische Linse ist. Eine solche dielektrische Linse fokussiert in besonders vorteilhafter Weise die von den Antennenelementen ausgestrahlte Sensorstrahlung. Es ist zudem vorteilhaft, daß in den sensorstrahlungsdurchlässigen Körper elektrisch leitfähige Bahnen eingelegt sind. Mit Hilfe der elektrisch leitfähigen Bahnen kann der Abstandsensor in besonders vorteilhafter Weise vor Witterungseinflüssen geschützt werden. Hierzu kann eine elektrische Leistung aufgewendet werden, die zur Erwärmung der elektrisch leitfähigen Bahnen und somit indirekt zu einer Erwärmung der Oberfläche des ersten Gehäuseteils führt. Dies führt dazu, daß eine mögliche Schnee- oder Eisverschmutzung auf der Oberfläche des ersten Gehäuseteils schmilzt und die Oberfläche bei weiterer Erwärmung im Anschluß daran abtrocknet .
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse im Querschnitt und
Figur 2 ein erfindungsgemäßes erstes Gehäuseteil in einer anderen Schnittdarstellung.
Bei der folgenden Beschreibung zu Figur 1 und zu Figur 2 sind für gleiche Gegenstände dieselben Bezugszeichen verwendet worden.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse, wie es vorzugsweise für einen Abstandsensor im Rahmen einer adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung bei einem
Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Die Schnittdarstellung nach Figur 1 zeigt ein erstes Gehäuseteil 1, und ein zweites Gehäuseteil 2. In das erste Gehäuseteil 1 ist eine dielektrische Linse 3 integriert, an deren Oberfläche wiederum elektrisch leitfähige Bahnen 4 eingelegt sind. In das erste Gehäuseteil 1 ist weiterhin ein
Druckausgleichselement 5 eingesetzt, das zum Druckausgleich zwischen dem Inneren des Gehäuses und der Umgebung dient. In dem zweiten Gehäuseteil 2 befindet sich orthogonal zur Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors eine Grundplatte 6, die mit Befestigungen 7 an dem zweiten Gehäuseteil 2 fixiert ist. Auf der Grundplatte 6 befinden sich Antennenelemente 8 und interne Baugruppen 9. Die Anzahl der Antennenelemente ist in diesem Ausführungsbeispiel als drei angenommen worden, was jedoch keine Einschränkung im Sinne der
Erfindung bedeutet. Es ist somit auch die Anordnung von weniger oder mehr als drei Antennenelementen möglich. Das erste Gehäuseteil 1 und das zweite Gehäuseteil 2 sind mit einer Nut- und Federverbindung 10 miteinander verbunden. Zur Fixierung der Verbindung zwischen dem ersten Gehäuseteil 1 und dem zweiten Gehäuseteil 2 sind zusätzlich zur Nut- und FederVerbindung 10 rastbare Halterungen 11 vorgesehen, die in diesem Ausführungsbeispiel als Klipse 11 ausgeführt sind. Eine mögliche Ausführungsform solcher Klipse 11 wird im Rahmen der folgenden Figur 2 näher erläutert. In das zweite Gehäuseteil 2 ist ein Anschlußstecker 12 eingesetzt. Dieser Anschlußstecker 12 besitzt Kontakte zum Inneren des Gehäuses 13 und Kontakte 14 , die an der Außenseite des Gehäuses herausgeführt sind. Die Verbindung des Anschlußsteckers 12 mit dem zweiten Gehäuseteil 2 kann beispielsweise mittels einer hier nicht gezeigten Einrastung geschehen. Zur Abdichtung des Gehäuses ist zwischen dem Anschlußstecker 12 und dem zweiten Gehäuseteil 2 eine Dichtung 15 vorgesehen. Die entsprechende Auslegung der Dichtung ist hierbei dem Fachmann überlassen.
In der Figur 1 ist deutlich erkennbar, daß die gehäuseinterne Seite des Anschlußsteckers 12, bzw. die Kontakte zum Inneren des Gehäuses 13 von dem ersten Gehäuseteil 1 umschlossen sind. Die externen Kontakte 14 des Anschlußsteckers 12 sind hingegen im Bereich des zweiten Gehäuseteils 2 angeordnet.
Mit 16 ist eine virtuelle Verbindungslinie zwischen dem ersten Gehäuseteil 1 und dem zweiten Gehäuseteil 2 bezeichnet. Der Anschlußstecker 12 dient der elektrischen Verbindung des Abstandsensors zum Kraftfahrzeug und ist in Höhe der Verbindungslinie 16 koaxial zur Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors ausgerichtet. Die Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors ist die von den Antennenelementen 8 senkrecht zur Grundplatte 6 ausgehende Sensorstrahlung, die durch die dielektrische Linse 3 hindurchtritt.
Das im ersten Gehäuseteil 1 integrierte Druckausgleichselement 5, daß sich in der Umgebung des
Anschlußsteckers 12 in dem ersten Gehäuseteil 1 befindet, kann in einer dem Fachmann bekannten Form, beispielsweise als Druckpille, ausgeführt sein.
Das erste Gehäuseteil 1 und die Deckschicht der dielektrischen Linse 3 sind in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Stück und aus dem selben Material hergestellt. Als Material bieten sich hierfür in erster Linie Werkstoffe aus der Produktgruppe Polyetherimid, Polyphenylenoxid oder Polyamid an. Selbstverständlich ist es hierbei dem Fachmann überlassen, andere geeignete Werkstoffe zur Herstellung des ersten Gehäuseteils 1 und der Deckschicht zu verwenden. Hierbei können das erste Gehäuseteil 1, die Deckschicht und die dielektrische Linse 3 mit den eingelegten elektrisch leitfähigen Bahnen 4 besonders vorteilhaft in einem mehrstufigen Spritzgußverfahren hergestellt werden. Die Herstellung des ersten Gehäuseteils 1, mit der integrierten dielektrischen Linse 3 und den elektrisch leitfähigen Bahnen 4 in einem mehrstufigen Spritzgußverfahren kann derart geschehen, daß zunächst ein Grundkörper der dielektrischen Linse 3 als Kunststoffspritzteil hergestellt wird. Dieser Grundkörper ist mit Nuten ausgestattet, in welche die elektrisch leitfähigen Bahnen 4 eingelegt werden können. Dieser fertig konfektionierte Grundkörper kann nun in einem weiteren Spritzgußvorgang derart umspritzt werden, daß sowohl die die elektrisch leitfähigen Bahnen bedeckende Schicht als auch die Deckschicht entsteht, als auch der Rest des ersten Gehäuseteils 1. Als Spritzgußmaterial eignen sich hierbei in besonders vorteilhafter Weise Kunststoffe, wie beispielsweise Polyetherimid, die die für den späteren Einsatz gewünschten mechanischen und elektrischen Eigenschaften aufweisen. Dieses mehrstufige Spritzgußverfahren bietet zudem den Vorteil, daß gleichmäßige Wandstärken herstellbar sind, die für die mikrowellenspezifische Geometrie relevant sind.
Das zweite Gehäuseteil 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel derart bemessen, daß die Höhe wenigstens der Höhe der internen Baugruppe 9 auf der Grundplatte 8 entspricht. Mit anderen Worten, die Grundplatte 6 mit denen sich darauf befindlichen Bauelementen ist vollständig von dem topfähnlichen zweiten Gehäuseteil 2 umschlossen. Die Volumen des ersten Gehäuseteils 1 und des zweiten Gehäuseteils 2 stehen in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise in einem Verhältnis von 1 zu 1,5 bis 1,5 zu 1. Bei der
Dimensionierung des Gehäuseabmessungen muß jedoch stets berücksichtigt werden, daß der Fokusabstand zwischen den Antennenelementen und dem sensorstrahlungsdurchlässigen Körper und/oder dem Radom entsprechend den physikalischen Anforderungen gewählt wird. Weiterhin muß bei der Auslegung der internen Baugruppe auch darauf geachtet werden, daß der Strahlengang der Sensorstrahlung nicht beeinflußt wird.
Figur 2 zeigt ein erstes Gehäuseteil 1 in einer gegenüber der Darstellung nach Figur 1 gespiegelten Ansicht. In das erste Gehäuseteil 1 ist wiederum eine dielektrische Linse 3 mit elektrisch leitfähigen Bahnen 4 integriert. Im Gegensatz zur Darstellung nach Figur 1 ist in dieser Darstellung nach Figur 2 kein Druckausgleichselement in das erste Gehäuseteil 1 eingesetzt. An der Stelle, an der ein mögliches
Druckausgleichselement eingesetzt werden könnte ist in dieser Darstellung eine Durchführung 17 eingezeichnet. Den unteren Abschluß des in der Figur 2 gezeigten ersten Gehäuseteils 1 bildet die virtuelle Verbindungslinie 16, die den Übergang zum zweiten Gehäuseteil 2 symbolisiert.
Die Darstellung nach Figur 2 dient in erster Linie dazu, die mechanische Verbindung zwischen dem ersten Gehäuseteil 1 und dem zweiten Gehäuseteil 2 aufzuzeigen. Hierbei sind in der Darstellung nach Figur 2 die Nut- und Federverbindung 10 sowie die rastbaren Halterungen 11 deutlich erkennbar. Die rastbaren Halterungen 11 sind in diesem Ausfuhrungsbeispiel als Klipelemente ausgeführt. Es ist hierbei dem Fachmann überlassen, andere Befestigungsmöglichkeiten zu finden, die in gleicher vorteilhafter Weise platzsparend, kostengünstig, einfach herzustellen und besonders zuverlässig sind.
Die in beiden Figuren 1 und 2 gezeigte dielektrische Linse 3 kann selbstverständlich durch ein Radom ohne gewollte Fokussierung oder einen andersartigen sensorstrahlungsdurchlässigen Körper zur Fokussierung der Sensorstrahlung ersetzt werden. Hierbei kann ein Radom auch zur Anpassung dienen. Ebenso zur Anpassung dienen kann bei entsprechender Materialwahl die Schicht des ersten Gehäuseteils 1, die sich im Bereich der dielektrischen Linse 3 befindet. Außerdem können innerhalb des Gehäuses weitere Bauelemente bzw. interne Baugruppen angeordnet sein, die in diesem Ausführungsbeispiel nicht gezeigt worden sind. Es können weiterhin Halterungen vorgesehen sein, die der mechanischen Verbindung zwischen dem Abstandsensor und dem Kraftfahrzeug dienen. Ebenfalls in den Ausführungsbeispielen nicht gezeigt ist eine elektrische Kontaktierung zwischen den elektrisch leitfähigen Bahnen 4 und den internen Baugruppen 9 oder einer beliebigen anderen Regelung/Energieversorgung, die zur Funktion der elektrisch leitfähigen Bahnen 4 erforderlich ist. Das zweite Gehäuseteil 2 kann beispielsweise aus dem gleichen Material wie das erste Gehäuseteil 1 oder aber bevorzugt aus einem sensorstrahlungsundurchlässigen Material, wie beispielsweise Aluminium bzw. Aluminium-Druckguß bestehen. Gegebenenfalls kann das Druckausgleichselement 5 in das zweite Gehäuseteil integriert sein.
Die bevorzugte Ausführungsform des gezeigten Abstandsensors ist ein FMCW-Radar mit drei Antennenelementen 8 und einer dielektrischen Linse 3. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, die Anzahl der Antennenelemente 8 zu variieren und ein anderes als das genannte FMCW-Radarverfahren zu verwenden .

Claims

Ansprüche
1. Gehäuse oder Gehäuseteil für einen Abstandsensor, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens einem ersten Gehäuseteil (1) , in das in Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors wenigstens ein sensorstrahlungsdurchlässiger Körper zur Fokussierung der Sensorstrahlung (3) und/oder wenigstens ein Radom ohne gewollte Fokussierung integriert ist und mit wenigstens einem zweiten Gehäuseteil (2) in das orthogonal zur Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors wenigstens eine Grundplatte (6) mit Antennenelementen
(8) einbaubar ist, wobei die Verbindungslinie (16) zwischen dem ersten Gehäuseteil (1) und dem zweiten Gehäuseteil (2) in einem Bereich zwischen der Grundplatte (6) und dem sensorstrahlungsdurchlässigen Körper (3) und/oder dem Radom verläuft, wobei wenigstens ein Anschlußstecker (12) vorgesehen ist, mit dem die elektrische Verbindung (13, 14) des Abstandsensors zum Kraftfahrzeug herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verbindungslinie (16) im Bereich des Anschlußsteckers (12) des Abstandsensors befindet und daß der Anschlußstecker (12) koaxial zur Hauptstrahlrichtung des Abstandsensors ausgerichtet ist.
2. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die gehäuseinterne Seite (13) des Anschlußsteckers (12) von dem ersten Gehäuseteil (1) umschlossen wird.
3. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens eine Vorrichtung zum Druckausgleich (5) zwischen dem Inneren des Gehäuses und der Umgebung in dem ersten Gehäuseteil (1) im Bereich des Anschlußsteckers (12) befindet.
4. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (1) mit dem zweiten Gehäuseteil (2) an der Verbindungslinie (16) durch eine Nut- und Federverbindung (10) und durch rastbare Halterungen (11) fixiert ist.
5. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (1) und eine Deckschicht des sensorstrahlungsdurchlässigen Körpers (3) aus einem Stück und aus dem selben Material bestehen.
6. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Material ein Werkstoff aus wenigstens einer der folgenden Produktgruppen verwendet wird:
- Polyetherimid
- Polyphenylenoxid
- Polyamid
7. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (1) , die Deckschicht und der sensorstrahlungsdurchlässige Körper (3) in einem mehrstufigen Spritzgußverfahren hergestellt sind.
8. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundplatte (6) zusätzlich zu den Antennenelementen (8) wenigstens eine interne Baugruppe
(9) angeordnet ist.
9. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des zweiten Gehäuseteils (2) derart bemessen ist, daß sie wenigstens der Höhe der internen Baugruppe (9) auf der Grundplatte (6) entspricht.
10. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstecker (12) lösbar in das zweite Gehäuseteil (2) eingesetzt ist und zwischen dem Anschlußstecker (12) und dem zweiten Gehäuseteil (2) eine Dichtung (15) vorhanden ist.
11. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sensorstrahlungsdurchlässige Körper (3) eine dielektrische Linse ist.
12. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den sensorstrahlungsdurchlässigen Körper (3) elektrisch leitfähige Bahnen (4) eingelegt sind.
3. Gehäuse oder Gehäuseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstecker (12) entgegen der
HauptStrahlrichtung des Abstandsensors angeordnet ist.
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