WO2020177986A1 - Verfahren zum ausrichten wenigstens zweier bauteile und baueinheit - Google Patents

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WO2020177986A1
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deformation
deformation region
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Juergen SCHAICH
Simon KELLER
Heinrich Baldauf
Steffen Schmid
Markus Faiss
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Robert Bosch Gmbh
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    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00Optical elements, e.g. lenses, prisms

Definitions

  • the present invention relates to a method for aligning at least two components and a structural unit which is manufactured according to the method.
  • the alignment of components to one another is particularly important
  • Optical components are important where a lens must be positioned in relation to an image converter device. Due to the required accuracy, such a positioning is only possible with the final assembly of the lens and the
  • Image converter setup possible. Such an alignment is also important for other components for which an exact position to one another is important.
  • the housing device is formed by a cylindrical drum element into which the lens unit is inserted.
  • the lens unit is inserted into a cylindrical drum element into which the lens unit is inserted.
  • Imager device is arranged.
  • the drum element and the attachment element are both positioned to one another in such a way that the lens unit optimally to the
  • Imager device is aligned.
  • the background to the invention is that the previously known methods for aligning such components are often complex.
  • the invention specifies a method for aligning at least two components with one another. These components are connected to one another via a plastic element.
  • the method includes the steps of heating a deformation area formed by the plastic element between the components so that the components can be moved relative to one another, aligning the components with one another so that the components have a required relative position to one another, and cooling the deformation area, so that the aligned relative position of the components to one another is fixed.
  • a component in the sense of the invention is understood to be a part which is to have a required position in relation to a further part, so that a desired function of these components can be implemented.
  • the components can, for example, be connected to the plastic element both materially and positively.
  • the mobility indicates a mobility necessary for the alignment. Mobility in all three spatial axes is preferably possible.
  • the deformation area can be cooled either actively, for example via external cooling, or passively by waiting.
  • a deformation area in the context of the invention is understood to mean an area that is thermally deformable. This area does not have to be provided separately, but can also be thermally deformed subsequently in the case of a plastic element for aligning at least two components. The deformation area is therefore only the area for which thermal deformation is intended. This area can also be provided separately. This can be done, for example, by selecting the appropriate material or by providing an area in which thermal deformation is possible due to the length of the area without significantly affecting the overall function of the structure.
  • the method relates in particular to the alignment of optical components which must be precisely aligned with one another in order to obtain good image quality.
  • the method for aligning at least two components makes it possible to change the relative position of these components after they have been assembled so that a required position can be achieved. This enables these components to be precisely aligned with one another.
  • the deformation area is heated by means of radiant energy.
  • the deformation area is heated by any known method of heating plastic via radiation.
  • the deformation area is preferably heated by means of hot air.
  • the deformable area is blown with hot air so that deformability is possible.
  • Alignment of the components to each other can be carried out.
  • the deformation area is heated by means of a laser.
  • the laser is aimed directly at the deformation area so that the deformation area can be heated in a targeted manner.
  • a laser is used in some processes anyway, so that no additional device is necessary.
  • an induction ring arranged in the deformation area is inductively heated.
  • an induction ring is inductively heated using an alternating magnetic field. This allows the deformation area to be heated in a contactless and very targeted manner.
  • Connection means of degradation, so that the quality of the connection can deteriorate.
  • a laser welded connection can also be used economically in a series process.
  • At least the plastic element is produced using a 3D printing process.
  • Such plastic elements can therefore also be used as a prototype.
  • the object of the invention is additionally achieved by a structural unit which is produced according to the method according to the invention.
  • the structural unit comprises at least two components that are connected to one another via a plastic element, the plastic element having a deformation region between the components that is thermally deformable.
  • the material is des
  • a plastic can be selected for the deformation area which has optimal deformability or a certain deformation temperature.
  • An induction ring is preferably arranged in the deformation area.
  • the induction ring is injected into the plastic element.
  • the induction ring can also be inserted into a groove, for example.
  • the induction ring has the advantage that, even after the deformation area has been deformed, it solidifies and stabilizes this area while the structural unit is in use. As a result, the induction ring is not only advantageous for carrying out the method.
  • the advantages mentioned for the corresponding method feature can be achieved by the induction ring.
  • Each component preferably comprises an optical component.
  • Figure 1 First embodiment of a structural unit, which after the
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a structural unit 10 which is produced using the method according to the invention (see FIG. 3).
  • the figure shows a section through the structural unit 10.
  • the alignment of components 14a, 14b, which are formed by optical components, is shown by way of example.
  • the finished structural unit 10 forms a reversing camera for a vehicle.
  • a first of these components 14a is a lens of the rear view camera.
  • a second of these components 14b is formed by a sensor which transmits the image information to an electronic circuit board 18 on which the sensor 14b is arranged.
  • the two components 14a, 14b are connected to one another via a plastic element 22.
  • the lens 14a is via a laser welded connection 26, which was applied by means of a laser beam welding process, with the
  • Plastic element 22 connected.
  • a deformation region 30 is arranged between the components 14a, 14b.
  • this deformable area 30 it becomes soft and is easily deformable.
  • the components 14a, 14b can be moved to one another and thus brought into a required relative position to one another.
  • Deformation region 30 the components 14a, 14b are fixed in this relative position to one another.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the structural unit 10 which is produced by the method according to the invention.
  • the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in FIG. 1 in that the deformation region 30 in this exemplary embodiment is formed from a different material than the deformation region 30 in the first
  • Embodiment. This material can be selected according to the desired deformability.
  • an induction ring 34 is arranged in the deformation area 30 in the second exemplary embodiment. This induction ring 34 is in this
  • Embodiment injected in the deformation region 30 it is also possible to insert the induction ring 34 into the deformation area 30.
  • This induction ring 34 can be inductively heated while the deformation region 30 is being heated.
  • the induction ring 34 after the deformation region 30 has cooled, has the additional advantage that the deformation region 30 is stiffened during operation of the structural unit. As a result, the induction ring 34 is not only advantageous for heating.
  • the induction ring 34 can also be arranged in a deformation region 30 which is formed from the same material as the remaining region of the plastic element 22.
  • FIG 3 an embodiment of the method according to the invention for aligning two components 14a, 14b is shown.
  • a first step 38 the deformation area 30 of the plastic element 22 is heated. Such heating can take place, for example, by means of hot air, radiant energy or laser. The heating takes place until the deformation area 30 reaches a certain temperature and / or the components 14a, 14b can be moved relative to one another.
  • the components 14a, 14b are aligned in a second step 42. The alignment is carried out for an x / y / z position of the components 14a, 14b with respect to one another until the required relative position is reached.
  • a third step 46 the deformation region 30 is cooled in the aligned position of the components 14a, 14b. This can be done actively, for example by actively supplying air, or passively. After the deformation region 30 has cooled down, the components 14a, 14b are fixed in relation to one another in this aligned position.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten wenigstens zweier Bauteile (14a, 14b) zueinander, welche über ein Kunststoffelement (22) miteinander verbunden sind. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Erhitzens eines durch das Kunststoffelement (22) ausgebildeten Verformbereiches (30) zwischen den Bauteilen (14a, 14b), so dass die Bauteile (14a, 14b) relativ zueinander bewegbar sind, des Ausrichtens der Bauteile (14a, 14b) zueinander, so dass die Bauteile (14a, 14b) eine geforderte relative Position zueinander aufweisen, und des Abkühlens des Verformbereiches (30), so dass die ausgerichtete relative Position der Bauteile (14a, 14b) zueinander fixiert wird.

Description

Beschreibung
Titel
VERFAHREN ZUM AUSRICHTEN WENIGSTENS ZWEIER BAUTEILE UND BAUEINHEIT
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten wenigstens zweier Bauteile und eine Baueinheit welche nach dem Verfahren hergestellt ist.
Das Ausrichten von Bauteilen zueinander ist insbesondere bei
Optikkomponenten wichtig, bei denen eine Linse zu einer Bildwandlereinrichtung positioniert werden muss. Eine solche Positionierung ist aufgrund der geforderten Genauigkeit erst mit dem endgültigen Zusammenbau der Linse und der
Bildwandlereinrichtung möglich. Auch bei anderen Bauteilen, bei welchen es auf eine genaue Position zueinander ankommt ist eine solche Ausrichtung wichtig.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2017 208 194 Al ist eine Gehäusevorrichtung zum Positionieren einer Linseneinheit relativ zu einer Bildwandlereinrichtung bekannt. Die
Gehäusevorrichtung wird dabei durch ein zylinderförmiges Trommelelement gebildet, in welches die Linseneinheit eingesetzt ist. Zusätzlich weist die
Gehäusevorrichtung ein Anbringungselement auf, an der die
Bildwandlereinrichtung angeordnet ist. Beim Zusammenbau des
Trommelelementes und des Anbringungselementes werden beide derart zueinander positioniert, dass die Linseneinheit optimal zu der
Bildwandlereinrichtung ausgerichtet ist.
Der Hintergrund der Erfindung ist, dass die bisher bekannten Verfahren zum Ausrichten solcher Bauteile oftmals aufwändig sind. Zusätzlich besteht während des Betriebes beider Bauteile das Risiko, dass sich die relative Position beider Bauteile zueinander ändert, wodurch die Qualität dieser Ausrichtung vermindert wird.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum
Ausrichten der relativen Position zueinander anzugeben, mit welchem die Bauteile einfacher und wirtschaftlicher zueinander ausgerichtet werden können und mit welchem die Qualität der Ausrichtung langfristig sichergestellt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Ausrichten wenigstens zweier Bauteile zueinander mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung gibt ein Verfahren zum Ausrichten wenigstens zweier Bauteile zueinander an. Diese Bauteile sind dabei über ein Kunststoffelement miteinander verbunden. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Erhitzens eines durch das Kunststoffelement ausgebildeten Verformbereiches zwischen den Bauteilen, so dass die Bauteile relativ zueinander bewegbar sind, des Ausrichtens der Bauteile zueinander, so dass die Bauteile eine geforderte relative Position zueinander aufweisen, und des Abkühlens des Verformbereiches, so dass die ausgerichtete relative Position der Bauteile zueinander fixiert wird.
Als Bauteil im Sinne der Erfindung wird ein Teil verstanden, welches eine geforderte Position zu einem weiteren Teil aufweisen soll, so dass eine gewünschte Funktion dieser Bauteile realisierbar ist. Die Bauteile können dabei beispielsweise sowohl stofflich als auch formschlüssig mit dem Kunststoffelement verbunden sein. Die Bewegbarkeit gibt dabei eine für die Ausrichtung notwendige Bewegbarkeit an. Vorzugsweise ist eine Bewegbarkeit in allen drei Raumachsen möglich. Eine Abkühlung des Verformbereiches kann sowohl aktiv über beispielsweise äußere Kühlung als auch passiv geschehen, indem abgewartet wird. Unter einem Verformbereich im Sinne der Erfindung wird ein Bereich verstanden, der thermisch verformbar ist. Dieser Bereich muss nicht extra vorgesehen sein, sondern kann auch nachträglich bei einem Kunststoffelement zum Ausrichten wenigstens zweier Bauteile thermisch verformt werden. Der Verformbereich ist somit lediglich der Bereich, für welchen eine thermische Verformung beabsichtigt ist. Ebenso kann dieser Bereich auch extra vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Werkstoffwahl oder das Vorsehen eines Bereichs geschehen, bei welchem aufgrund der Bereichslänge eine thermische Verformung möglich ist, ohne die Gesamtfunktion der Struktur wesentlich zu beeinflussen.
Das Verfahren bezieht sich insbesondere auf die Ausrichtung von optischen Komponenten, die um eine gute Bildqualität zu erhalten exakt zueinander ausgerichtet werden müssen. Durch das Verfahren zum Ausrichten wenigstens zweier Bauteile ist es möglich nach einem Zusammenbau die relative Position dieser Bauteile noch zu verändern, so dass eine geforderte Position erreichbar ist. Dies ermöglicht eine exakte Ausrichtung dieser Bauteile zueinander. Zudem ist kein zusätzliches Verbindungsmittel notwendig, mit welchem nach einem Ausrichten die Bauteile fixiert werden. Dadurch kann das Verfahren einfach durchgeführt werden. Auch besteht nicht die Gefahr, dass sich die Qualität der Ausrichtung durch eine Degradation des Verbindungsmittels verschlechtert.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist somit auch eine nachträgliche Ausrichtung, beispielsweise bei einer Verschlechterung der Ausrichtung, von über ein Kunststoffelement verbundenen Bauteilen einfach möglich.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Verformbereich mittels Strahlungsenergie erhitzt. Der Verformbereich wird dazu durch jede bekannte Art über Strahlung Kunststoff zu erhitzen, aufgeheizt.
Vorzugsweise wird der Verformbereich mittels Heißluft erhitzt. Dazu wird der Verformbereich mit der Heißluft angeblasen, so dass eine Verformbarkeit möglich ist. Dadurch kann durch einfache und wirtschaftliche Mittel eine
Ausrichtung der Bauteile zueinander durchgeführt werden. Bei einer bevorzugten Alternative wird der Verformbereich mittels eines Lasers erhitzt. Der Laser wird dabei direkt auf den Verformbereich ausgerichtet, so dass der Verformbereich gezielt aufgeheizt werden kann. Ein Laser wird in manchen Prozessen sowieso eingesetzt, so dass keine zusätzliche Vorrichtung notwendig ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird ein in dem Verformbereich angeordneter Induktionsring induktiv erhitzt. Dazu wird ein Induktionsring über ein magnetisches Wechselfeld induktiv erhitzt. Dadurch kann der Verform bereich kontaktlos und sehr gezielt erhitzt werden.
Vorteilhafterweise wird wenigstens eines der Bauteile über ein
Laserschweißverbindung mit dem Kunststoffelement verbunden. Durch eine Laserschweißverbindung kann das Kunststoffelement mit einem anderen, beispielweise Kunststoffgegenstand, stoffschlüssig verbunden werden. Dadurch ist kein zusätzliches Verbindungsmittel, wie beispielsweise Kleber etc., notwendig. Solche Verbindungsmittel dampfen oft aus und verschlechtern beispielsweise optische Komponenten. Zusätzlich unterliegen solche
Verbindungsmittel der Degradation, so dass sich die Qualität der Verbindung verschlechtern kann. Eine Laserschweißverbindung ist zusätzlich wirtschaftlich in einem Serienprozess einsetzbar.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung wird wenigstens das Kunststoffelement über ein 3D-Druckverfahren hergestellt. Solche Kunststoffelemente können dadurch auch als Prototyp verwendet werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird zusätzlich durch eine Baueinheit gelöst, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist. Die Baueinheit umfasst dabei wenigstens zwei Bauteile, die über ein Kunststoffelement miteinander verbunden sind, wobei das Kunststoffelement einen Verformbereich zwischen den Bauteilen aufweist, der wärmeverformbar ist. Mit einer solchen Baueinheit können die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Vorteile erzielt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Material des
Verformbereiches zu dem übrigen Teil des Kunststoffelementes verschieden. Dies bedeutet, dass für die entsprechenden Teile des Kunststoffelementes der Kunststoff mit den optimalen Eigenschaften ausgewählt werden kann.
Beispielsweise kann für den Verformbereich ein Kunststoff ausgewählt werden, der eine optimale Verformbarkeit oder eine bestimmte Verformtemperatur aufweist.
In dem Verformbereich ist vorzugsweise ein Induktionsring angeordnet. In einer bevorzugten Ausführung ist der Induktionsring dabei in dem Kunststoffelement eingespritzt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung kann der Induktionsring auch in eine beispielsweise Nut eingelegt sein. Der Induktionsring hat dabei den Vorteil, dass dieser auch nach einem Verformen des Verformbereiches diesen Bereich während eines Einsatzes der Baueinheit verfestigt und stabilisiert. Dadurch ist der Induktionsring nicht nur zum Ausführen des Verfahrens von Vorteil. Zusätzlich sind durch den Induktionsring die zu dem entsprechenden Verfahrensmerkmal genannten Vorteile erzielbar.
Bevorzugt umfasst jedes Bauteil eine optische Komponente. Durch das
Vorsehen der optischen Komponenten in einer solchen Baueinheit könne die zu dem Verfahren genannten Vorteile erzielt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 Erstes Ausführungsbeispiel einer Baueinheit, die nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist,
Figur 2 Zweites Ausführungsbeispiel einer Baueinheit, die nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, und
Figur 3 Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum
Ausrichten zweier Bauteile.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Baueinheit 10, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren (siehe Figur 3) hergestellt ist, gezeigt. Die Figur zeigt einen Schnitt durch die Baueinheit 10. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist beispielhaft die Ausrichtung von Bauteilen 14a, 14b gezeigt, die durch optische Komponenten gebildet sind. Die fertige Baueinheit 10 bildet dabei eine Rückfahrkamera für ein Fahrzeug. Ein erstes dieser Bauteile 14a ist eine Linse der Rückfahrkamera. Ein zweites dieser Bauteile 14b ist durch einen Sensor gebildet, welcher die Bildinformationen an eine elektronische Leiterplatte 18 übermittelt, auf welcher der Sensor 14b angeordnet ist.
Die beiden Bauteile 14a, 14b sind über ein Kunststoffelement 22 miteinander verbunden. Die Linse 14a ist über ein Laserschweißverbindung 26, welche mittels eines Laserstrahlschweißverfahrens aufgebracht wurde, mit dem
Kunststoffelement 22 verbunden. Zwischen den Bauteilen 14a, 14b ist ein Verformbereich 30 angeordnet. Durch Einwirkung von Wärme auf diesen Verformbereich 30, wird dieser weich und ist leicht verformbar. Dadurch können die Bauteile 14a, 14b zueinander bewegt und damit in eine geforderte relative Position zueinander gebracht werden. Nach einem Abkühlen des
Verformbereiches 30 sind die Bauteile 14a, 14b in dieser relativen Position zueinander fixiert.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Baueinheit 10, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in Figur 1 dahingehend, dass der Verformbereich 30 in diesem Ausführungsbeispiel aus einem anderen Material ausgebildet ist, als der Verformbereich 30 in dem ersten
Ausführungsbeispiel. Dieses Material kann dabei entsprechend der gewünschten Verformbarkeit ausgewählt sein.
Zusätzlich ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel in dem Verform bereich 30 ein Induktionsring 34 angeordnet. Dieser Induktionsring 34 ist in diesem
Ausführungsbeispiel in dem Verformbereich 30 eingespritzt. Ebenso ist es in einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel möglich, den Induktionsring 34 in den Verformbereich 30 einzulegen. Dieser Induktionsring 34 kann während des Erhitzens des Verformbereiches 30 induktiv erhitzt werden. Der Induktionsring 34 hat nach dem Abkühlen des Verformbereiches 30 zusätzlich den Vorteil, dass der Verformbereich 30, während des Betriebes der Baueinheit, versteift wird. Dadurch ist der Induktionsring 34 nicht nur für die Erhitzung von Vorteil.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Induktionsring 34 ebenso in einem Verformbereich 30 angeordnet sein, welcher aus dem gleichen Material ausgebildet ist, wie der übrige Bereich des Kunststoffelementes 22.
In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausrichten zweier Bauteile 14a, 14b gezeigt. In einem ersten Schritt 38 wird der Verformbereich 30 des Kunststoffelementes 22 erhitzt. Eine solche Erhitzung kann dabei beispielsweise mittels Heißluft, Strahlungsenergie oder Laser erfolgen. Die Erhitzung erfolgt dabei so lange, bis der Verformbereich 30 eine bestimmte Temperatur und/oder die Bauteile 14a, 14b relativ zueinander bewegbar sind. Nachdem der Verformbereich 30 ausreichend heiß ist, werden in einem zweiten Schritt 42 die Bauteile 14a, 14b ausgerichtet. Die Ausrichtung wird dabei für eine x/y/z-Lage der Bauteile 14a, 14b zueinander durchgeführt, bis die geforderte relative Position erreicht wird.
In einem dritten Schritt 46 wird der Verformbereich 30 in der ausgerichteten Position der Bauteile 14a, 14b abgekühlt. Dies kann sowohl aktiv, durch beispielsweise aktive Luftzufuhr oder passiv geschehen. Nach dem Abkühlen des Verformbereiches 30 sind die Bauteile 14a, 14b in dieser ausgerichteten Position zueinander fixiert.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Ausrichten wenigstens zweier Bauteile (14a, 14b) zueinander, die über ein Kunststoffelement (22) miteinander verbunden sind, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Erhitzen eines durch das Kunststoffelement (22) ausgebildeten
Verformbereiches (30) zwischen den Bauteilen (14a, 14b), so dass die Bauteile (14a, 14b) relativ zueinander bewegbar sind,
Ausrichten der Bauteile (14a, 14b) zueinander, so dass die Bauteile (14a, 14b) eine geforderte relative Position zueinander aufweisen, und
Abkühlen des Verformbereiches (30), so dass die ausgerichtete relative Position der Bauteile (14a, 14b) zueinander fixiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Verformbereich (30) mittels Strahlungsenergie erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformbereich (30) mittels Heißluft erhitzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformbereich (30) mittels eines Lasers erhitzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Verformbereich (30) angeordneter Induktionsring (34) induktiv erhitzt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Bauteile (14a, 14b) über ein
Laserschweißverbindung (26) mit dem Kunststoffelement (22) verbunden wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Kunststoffelement (22) über ein 3 D- Druckverfahren hergestellt wird.
8. Baueinheit (10) hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die Baueinheit (10) wenigstens zwei Bauteile (14a, 14b) umfasst, die über ein Kunststoffelement (22) miteinander verbunden sind, wobei das Kunststoffelement (22) einen Verformbereich (30) zwischen den Bauteilen (14a, 14b) aufweist, der wärmeverformbar ist.
9. Baueinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Verformbereiches (30) zu dem übrigen Teil des Kunststoffelementes (22) verschieden ist.
10. Baueinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem Verformbereich (30) ein Induktionsring (34) angeordnet ist.
11. Baueinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bauteil (14a, 14b) eine optische Komponente umfasst.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022213939A1 (de) 2022-12-19 2024-06-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Aufbau einer Kamera und Kamera für ein Kraftfahrzeug

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59228615A (ja) * 1983-06-10 1984-12-22 Ricoh Co Ltd レンズ組立方法
JPH11271589A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Mitsugi Inoue 固定焦点式電子撮像装置の合焦調整方法と固定焦点式電子撮像装置
JP2005227620A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Mitsubishi Electric Corp 撮像装置、そのフォーカス調整装置、及びフォーカス調整方法
EP1674910A1 (de) * 2004-12-27 2006-06-28 Canon Kabushiki Kaisha Verfahren zur Befestigung eines optischen Elements und auf diese Weise hergestellte optische Einheit
JP2012042982A (ja) * 2011-11-30 2012-03-01 Olympus Corp 光学系ユニットの製造方法
EP2722701A1 (de) * 2012-10-19 2014-04-23 Baumer Electric AG Optisches system für einen sensor
EP2979848A1 (de) * 2014-07-31 2016-02-03 Newfrey LLC Thermoplastisches verbindungssystem und verfahren
US20180059354A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-01 L1Optics Miniature active alignment lens assembly and method of manufacturing same
DE102017208194A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Robert Bosch Gmbh Gehäusevorrichtung zum Positionieren einer Linseneinheit relativ zu einer Bildwandlereinrichtung eines optischen Systems für eine Fahrzeugkamera, optisches System für eine Fahrzeugkamera und Verfahren zum Herstellen eines optischen Systems für eine Fahrzeugkamera

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005339873A (ja) * 2004-05-25 2005-12-08 Koito Mfg Co Ltd 車輌用灯具の製造方法
JP4574233B2 (ja) * 2004-06-02 2010-11-04 キヤノン株式会社 レンズ固定方法
JP5127171B2 (ja) * 2006-07-10 2013-01-23 キヤノン株式会社 光学機器及び光学機器の製造方法
DE102006050653A1 (de) * 2006-10-24 2008-04-30 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren und Vorrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden eines optischen Elementes mit einer Fassung
JP4780723B2 (ja) * 2007-04-13 2011-09-28 株式会社小糸製作所 車輌用灯具

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59228615A (ja) * 1983-06-10 1984-12-22 Ricoh Co Ltd レンズ組立方法
JPH11271589A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Mitsugi Inoue 固定焦点式電子撮像装置の合焦調整方法と固定焦点式電子撮像装置
JP2005227620A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Mitsubishi Electric Corp 撮像装置、そのフォーカス調整装置、及びフォーカス調整方法
EP1674910A1 (de) * 2004-12-27 2006-06-28 Canon Kabushiki Kaisha Verfahren zur Befestigung eines optischen Elements und auf diese Weise hergestellte optische Einheit
JP2012042982A (ja) * 2011-11-30 2012-03-01 Olympus Corp 光学系ユニットの製造方法
EP2722701A1 (de) * 2012-10-19 2014-04-23 Baumer Electric AG Optisches system für einen sensor
EP2979848A1 (de) * 2014-07-31 2016-02-03 Newfrey LLC Thermoplastisches verbindungssystem und verfahren
US20180059354A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-01 L1Optics Miniature active alignment lens assembly and method of manufacturing same
DE102017208194A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Robert Bosch Gmbh Gehäusevorrichtung zum Positionieren einer Linseneinheit relativ zu einer Bildwandlereinrichtung eines optischen Systems für eine Fahrzeugkamera, optisches System für eine Fahrzeugkamera und Verfahren zum Herstellen eines optischen Systems für eine Fahrzeugkamera

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