DE102020203081A1 - Sealing arrangement for the static sealing of a component component at risk of icing, lens with sealing arrangement - Google Patents
Sealing arrangement for the static sealing of a component component at risk of icing, lens with sealing arrangement Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur statischen Abdichtung einer vereisungsgefährdeten scheibenförmigen sensorischen und/oder optischen Bauteilkomponente (1; 1') gegenüber einem hieran randseitig zur Anlage kommenden Bauteilgehäuse (2; 2'), umfassend mindestens ein dazwischen angeordnetes elastomeres Dichtungselement (3; 4; 4'; 4"; 4"') zur statischen Gehäuseabdichtung, das mit Mitteln zum elektrischen Aufheizen für eine enteisende Wärmeübertragung vom elastomeren Dichtungselement (3; 4; 4'; 4"; 4"') auf die Bauteilkomponente (1; 1') ausgestattet ist, wobei die Mittel zum elektrischen Aufheizen des Dichtungselements (3; 4; 4'; 4"; 4"')- ein elektrisch leitfähiges Elastomer,- eine elektrisch leitende Beschichtung des elastomeren Dichtungselements (3, 4; 4'; 4"; 4"') oder- einen in das Dichtungselement (3; 4; 4'; 4"; 4"') integrierten Heizleiter umfassen, wobei die Mittel zum Aufheizen über mindestens zwei voneinander beabstandete, permanent am Dichtungselement (3; 4; 4'; 4"; 4"') angeordnete elektrische Kontaktierungsstellen (5; 5a, 5b) mit elektrischer Energie beaufschlagbar sind.The invention relates to a sealing arrangement for the static sealing of a disk-shaped sensor and / or optical component (1; 1 ') at risk of icing from a component housing (2; 2') coming into contact with it at the edge, comprising at least one elastomeric sealing element (3; 4; 4 '; 4 "; 4"') for static housing sealing, which is provided with means for electrical heating for de-icing heat transfer from the elastomeric sealing element (3; 4; 4 '; 4 "; 4"') to the component (1; 1 ') ) is equipped, wherein the means for electrically heating the sealing element (3; 4; 4 '; 4 "; 4"') - an electrically conductive elastomer, - an electrically conductive coating of the elastomeric sealing element (3, 4; 4 '; 4 "; 4" ') or a heating conductor integrated into the sealing element (3; 4; 4'; 4 "; 4" '), the means for heating via at least two spaced apart, permanently on the sealing element (3; 4; 4 '; 4 "; 4 "') arranged electrical contacting points (5; 5a, 5b) can be acted upon with electrical energy.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur statischen Abdichtung einer vereisungsgefährdeten scheibenförmigen, sensorischen und/oder optischen Bauteilkomponente gegenüber einem hieran randseitig zur Anlage kommenden Bauteilgehäuse, umfassend ein dazwischen angeordnetes elastomeres Dichtungselement zur statischen Gehäuseabdichtung, das mit Mitteln zum elektrischen Aufheizen für eine enteisende Wärmeübertragung vom elastomeren Dichtungselement auf die Bauteilkomponente ausgestattet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Objektiv für eine Kamera oder einen Sensor, das eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung umfasst.The present invention relates to a sealing arrangement for the static sealing of a disk-shaped, sensory and / or optical component component at risk of icing against a component housing coming into contact with it at the edge, comprising an elastomeric sealing element arranged in between for static housing sealing, which is provided with means for electrical heating for a deicing heat transfer from the elastomeric Sealing element is equipped on the structural component. The present invention also relates to an objective for a camera or a sensor which comprises a sealing arrangement according to the invention.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die Kraftfahrzeugtechnik. Um beispielsweise Kamerasysteme und Sensoren in Kraftfahrzeugen auch bei kalten Temperaturen in schnelle Einsatzbereitschaft zu versetzen, sind diese erforderlichenfalls zu enteisen und während des Betriebes eisfrei zu halten. Ferner ist ein Schutz vor Beschlagen durch Feuchtigkeit erforderlich. Hierzu wird in der Regel bei Kamerasystemen nahe der vordersten optischen Linse eine Wärmequelle angebracht. Auch andere Sensoren, wie beispielsweise Ultraschallsensoren oder Radarsensoren, besitzen als äußere Bauteilkomponente eine häufig aus Kunststoff bestehende scheibenförmige Abdeckung, die für das Sensorsignal transparent zu sein hat. Auch hierfür ist eine Wärmequelle nahe dieser Abdeckung erforderlich, um eine Enteisung vorzunehmen. Auf diese Weise können Eis- und Schneeschichten beim Kaltstart des Kraftfahrzeuges aufgetaut werden und die Abdeckung während der Fahrt eis- und schneefrei gehalten werden, wodurch alternative Wischer- oder Spritzsysteme entbehrlich sind. Daneben lässt sich die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik anwenden, nämlich auf technischen Gebieten, welche ähnlich ausgebildete vereisungsgefährdete Bauteilkomponenten nutzen, beispielsweise in der Bautechnik oder der Hausgerätetechnik.The field of application of the invention extends primarily to automotive engineering. In order, for example, to put camera systems and sensors in motor vehicles ready for use quickly even at cold temperatures, these must be de-iced if necessary and kept free of ice during operation. Protection against fogging due to moisture is also required. For this purpose, a heat source is usually attached near the foremost optical lens in camera systems. Other sensors, such as, for example, ultrasonic sensors or radar sensors, also have a disk-shaped cover, which is often made of plastic and which has to be transparent to the sensor signal, as an outer component. This also requires a heat source close to this cover in order to carry out defrosting. In this way, layers of ice and snow can be thawed when the motor vehicle is cold started and the cover can be kept free of ice and snow while driving, which means that alternative wiper or spray systems are not necessary. In addition, the sealing arrangement according to the invention can also be used outside of motor vehicle technology, namely in technical fields which use similarly designed components that are prone to icing, for example in structural engineering or household appliance technology.
Stand der TechnikState of the art
Die
Das Heizelement umfasst zumindest einen thermoelektrischen Heizkörper, der aus einem thermoplastischen Leitkunststoff gebildet ist und über mindestens zwei Leiterbahnen mit elektrischer Energie versorgbar ist. Dabei sind die Leiterbahnen mittels eines thermischen Spritzverfahrens aufgebracht, insbesondere durch ein standardisiertes Plasmaspritzen. Die so aufgebrachten Leiterbahnen sind jeweils mit einer elektrischen Anschlussstelle, insbesondere mit mindestens einem Kontaktstift, elektrisch leitend verbunden.The heating element comprises at least one thermoelectric heating element, which is formed from a thermoplastic conductive plastic and can be supplied with electrical energy via at least two conductor tracks. The conductor tracks are applied by means of a thermal spraying process, in particular by means of standardized plasma spraying. The conductor tracks applied in this way are each connected in an electrically conductive manner to an electrical connection point, in particular to at least one contact pin.
Zur Anbringung an eine Außenspiegelrückseite kann der vorbekannte Heizkörper entsprechend plattenförmig ausgebildet sein und besteht vorzugsweise aus gesinterten Kugeln oder Granulat aus dem hier verwendeten thermoplastischen Leitkunststoff.For attachment to the rear of an exterior mirror, the previously known heating element can be designed in a correspondingly plate-like manner and preferably consists of sintered balls or granules made of the thermoplastic conductive plastic used here.
Eine derartige Flächenheizung erfordert einen entsprechend zusätzlichen Bauraum und ist für scheibenförmige sensorische oder optische Bauteilkomponenten der hier interessierenden Art deshalb nicht geeignet, weil diese den Strahlengang versperren würde.Such a surface heating requires a correspondingly additional installation space and is therefore unsuitable for disk-shaped sensor or optical component components of the type of interest here, because they would block the beam path.
Aus dem allgemein bekannten Stand der Technik gehen ferner auch Dichtungsanordnungen zur statischen Abdichtung vereisungsgefährdeter Bauteile hervor, welche mit Mitteln zum elektrischen Aufheizen für eine enteisende Wärmeübertragung vom Dichtungselement auf das Bauteil ausgestattet sind. Hierfür werden üblicherweise Heizdrähte oder dergleichen mit dem Dichtungselement kombiniert.The generally known prior art also shows sealing arrangements for the static sealing of components at risk of icing, which are equipped with means for electrical heating for de-icing heat transfer from the sealing element to the component. For this purpose, heating wires or the like are usually combined with the sealing element.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungsanordnung zur statischen Abdichtung einer vereisungsgefährdeten scheibenförmigen, sensorischen und/oder optischen Bauteilkomponente zu schaffen, welche mit fertigungstechnisch einfach herzustellenden und zuverlässig wirkenden Mitteln zum elektrischen Aufheizen des Dichtungselements versehen ist.It is the object of the present invention to create a sealing arrangement for the static sealing of a disk-shaped, sensory and / or optical component component that is prone to icing, which is provided with reliable means for electrical heating of the sealing element that are easy to manufacture from a manufacturing point of view.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Dichtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Zur Lösung der Aufgabe wird ferner das Objektiv mit den Merkmalen des Anspruchs 13 vorgeschlagen.The object is achieved on the basis of a sealing arrangement according to the preamble of
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Mittel zum elektrischen Aufheizen des Dichtungselements
- - ein elektrisch leitfähiges Elastomer,
- - eine elektrisch leitende Beschichtung des elastomeren Dichtelements oder
- - einen in das Dichtungselement integrierten Heizleiter
- - an electrically conductive elastomer,
- - An electrically conductive coating of the elastomeric sealing element or
- - a heating conductor integrated into the sealing element
Mit anderen Worten wird hierdurch das elastomere Dichtungselement selbst als Wärmequelle nutzbar gemacht. Dies hat den Vorteil, dass der bestehende elastomere Anpressdruck des Dichtungselements gegenüber der zu enteisenden Bauteilkomponente für einen effizienten Wärmeübergang genutzt werden kann. Außerdem wird für zusätzliche Heizmittel kein separates bauraumbeanspruchendes Bauteil benötigt. Die Erfindung macht sich die konstruktive Gegebenheit zunutze, dass das Dichtungselement zur statischen Gehäuseabdichtung meist das letzte flächig anliegende Bauteil zur sensorischen und/oder optischen Bauteilkomponente ist. Versuche haben ergeben, dass eine elektrische Beaufschlagung des elektrisch leitenden Elastomers, welche zu einem Stromfluss entlang des Querschnitts führt, eine hinreichende Aufheizung des Dichtungselements hervorruft und die hierdurch erzeugte Wärmeenergie zur hinreichenden Enteisung auf die hieran randseitig zur Anlage kommende Bauteilkomponente übertragbar ist. Die erfindungsgemäßen Aufheizmittel stehen dabei nicht dem Strahlengang durch die scheibenförmige sensorische oder optische Bauteilkomponente im Wege. Eine hinreichende Aufheizung des Dichtungselements zur Enteisung der scheibenförmigen Bauteilkomponente kann ferner mit Hilfe der vorgeschlagenen elektrisch leitenden Beschichtung oder mit Hilfe des integrierten Heizleiters erreicht werden.In other words, this makes the elastomeric sealing element itself usable as a heat source. This has the advantage that the existing elastomeric contact pressure of the sealing element with respect to the component to be de-iced can be used for efficient heat transfer. In addition, no separate space-consuming component is required for additional heating means. The invention makes use of the structural condition that the sealing element for the static housing seal is usually the last flat component to the sensor and / or optical component. Tests have shown that an electrical application of the electrically conductive elastomer, which leads to a current flow along the cross-section, causes sufficient heating of the sealing element and the thermal energy generated by this can be transferred to the component components that come into contact with it at the edge for sufficient deicing. The heating means according to the invention do not stand in the way of the beam path through the disk-shaped sensor or optical component. Sufficient heating of the sealing element for defrosting the disk-shaped structural component can also be achieved with the aid of the proposed electrically conductive coating or with the aid of the integrated heating conductor.
Die Verwendung von Elastomeren zum erfindungsgegenständlichen Zweck hat zudem den Vorteil, dass diese vernetzt werden und somit ein hierin enthaltenes elektrisch leitfähiges Füllmaterial oder ein hierin integrierter Heizleiter innerhalb der Netzstruktur unverschiebbar fixiert ist. Zudem kann das Elastomermaterial bei thermischer Ausdehnung flexibel reagieren und die hierdurch hervorgerufene erhöhte Anpressung an die aufzuheizende Bauteilkomponente verbessert den Wärmeübergang. Außerdem verbessert sich natürlich gleichzeitig auch die Dichtwirkung. Zudem ist das Elastomermaterial einer Dichtung gewöhnlich keiner Alterung aufgrund der über die Lebensdauer zahlreichen Ausdehnungen unterworfen, da diese innerhalb des für Elastomere unkritischen Dehnbereiches liegen. Demgegenüber besitzen die im Stand der Technik zu ähnlichen Zwecken gebräuchlichen Thermoplaste hingegen nur eine geringe Bruchdehnung und können durch viele thermische Ausdehnungsvorgänge einer unerwünschten Alterung bis hin zu einem thermomechanischen Versagen unterworfen sein.The use of elastomers for the purpose of the invention also has the advantage that they are networked and thus an electrically conductive filler material contained therein or a heating conductor integrated therein is fixed immovably within the network structure. In addition, the elastomer material can react flexibly to thermal expansion and the resulting increased pressure on the component to be heated improves the heat transfer. In addition, the sealing effect is of course also improved at the same time. In addition, the elastomer material of a seal is usually not subject to any aging due to the numerous expansions over the service life, since these are within the expansion range that is not critical for elastomers. In contrast, the thermoplastics used for similar purposes in the prior art have only a low elongation at break and can be subject to undesirable aging up to thermomechanical failure due to many thermal expansion processes.
Gemäß einer ersten Ausführungsform kann das Dichtungselement als Einlegebauteil ausgebildet sein, das in einer seitens des Bauteilgehäuses oder randseitig der Bauteilkomponente eingebrachten Umfangsnut angeordnet ist. Durch eine solche Umfangsnut, welche in Radial- oder Axialrichtung verlaufen kann, lässt sich ein vorgefertigtes Dichtungselement in einfacher Weise einlegen und elektrisch kontaktieren. Gewöhnlich sind zusätzliche Fixiermittel, wie Überwurfkronen oder dergleichen, als Befestigungsmittel erforderlich.According to a first embodiment, the sealing element can be designed as an insert component which is arranged in a circumferential groove made on the component housing side or on the edge side of the component component. Such a circumferential groove, which can run in the radial or axial direction, allows a prefabricated sealing element to be inserted in a simple manner and electrically contacted. Additional fixing means, such as cap crowns or the like, are usually required as fastening means.
Alternativ hierzu ist es gemäß einer zweiten Ausführungsform auch denkbar, das Dichtungselement als Spritzgussteil oder dergleichen direkt randseitig der Bauteilkomponente oder seitens des Bauteilgehäuses anzuformen. Ergänzend kann hierfür eine Haltenut am Bauteilgehäuse bzw. der Bauteilkomponente vorgesehen werden, um die Stabilität der Verbindung zu stärken. Das Spritzgießen hat zudem den Vorteil, dass eine zuverlässige elektrische Kontaktierung an den elektrischen Kontaktierungsstellen des Dichtungselements herstellbar ist. Neben dem Spritzgießen kann auch ein anderes geeignetes Anformverfahren, beispielsweise auch ein 3D-Druck aus den verschiedenen Materialkomponenten, zum Einsatz kommen.Alternatively, according to a second embodiment, it is also conceivable to form the sealing element as an injection molded part or the like directly on the edge of the component or on the component housing. In addition, a retaining groove can be provided on the component housing or the component component in order to strengthen the stability of the connection. Injection molding also has the advantage that reliable electrical contact can be made at the electrical contact points of the sealing element. In addition to injection molding, another suitable molding process can also be used, for example 3D printing from the various material components.
Bei der Anformung des Dichtungselements kann der Bereich der Kontaktierungsstelle des Dichtungselements zusätzlich mit einem Haftvermittler zur Steigerung der elektrischen Leitfähigkeit an der Verbindungsstelle versehen werden. Ein solcher an sich bekannter Haftvermittler kann vor der Herstellung des Dichtelements auf die Kontaktpins aufgetragen werden oder alternativ hierzu dem Elastomermaterial beigemischt werden. Wird kein gesonderter Haftvermittler verwendet, so ist auf eine hinreichende Verkrallung der Kontaktpins im Elastomermaterial zu achten, welche per Anpressung über den Rest des Verformungsdrucks des Elastomermaterials sichergestellt wird.When the sealing element is molded on, the area of the contacting point of the sealing element can additionally be provided with an adhesion promoter to increase the electrical conductivity at the connection point. Such an adhesion promoter, known per se, can be applied to the contact pins before the production of the sealing element or, alternatively, can be added to the elastomer material. If a separate adhesion promoter is not used, sufficient clawing of the contact pins in the elastomer material must be ensured, which is ensured by pressing on the rest of the deformation pressure of the elastomer material.
Vornehmlich bildet die scheibenförmige sensorische oder optische Bauteilkomponente eine Kreisform aus, so dass ein hieran angepasstes elastomeres Dichtelement in diesem Falle in Form eines geschlossenen Rings ausgebildet ist. Dabei weist das Dichtungselement vorzugsweise genau zwei gegenüberliegend angeordnete Kontaktierungsstellen auf, die miteinander durch zwei gleich lange Strompfade in Verbindung stehen. Die gleich langen Strompfade werden insoweit durch die beiden spiegelsymmetrischen Halbkreise des ringförmigen Dichtungselements gebildet und ermöglichen in einfacher Weise eine gleichmäßige Aufheizung des Dichtungselements entlang des gesamten Umfangs. Daneben ist es auch denkbar, dass das Dichtungselement eine andere vorzugsweise geschlossene Formgestalt aufweist, welche in der Regel durch die Randkontur der abzudichtenden scheibenförmigen Bauteilkomponente vorgegeben ist.The disk-shaped sensor or optical component primarily forms a circular shape, so that an elastomeric sealing element adapted to it is in this case in the form of a closed ring. The sealing element preferably has exactly two oppositely arranged contacting points which are connected to one another by two current paths of equal length. The current paths of equal length are formed by the two mirror-symmetrical semicircles of the ring-shaped sealing element and in a simple manner enable the sealing element to be heated evenly along the entire circumference. In addition, it is also conceivable that the sealing element has a different, preferably closed shape, which is usually due to the edge contour the disc-shaped component to be sealed is specified.
Gemäß einer die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, die Kontaktierungsstellen jeweils durch Einstechen oder Verkrallen eines metallischen Kontaktpins in das elektrisch leitfähige Elastomermaterial des Dichtungselements zu realisieren. Die Anpressung wird nach der Kontaktierung durch die wärmebedingte Expansion des Elastomermaterials in vorteilhafter Weise noch verstärkt.According to a measure which further improves the invention, it is proposed that the contact-making points be realized by piercing or clawing a metallic contact pin into the electrically conductive elastomer material of the sealing element. The contact pressure is further intensified in an advantageous manner after the contact is made by the expansion of the elastomer material caused by heat.
Zu dem erfindungsgemäßen Zweck können vorzugsweise elastomere Grundmaterialien zur Herstellung des Dichtelements zum Einsatz kommen, welche Bestandteil einer Elastomermaterialgruppe sind, umfassend: Naturkautschuke, thermoplastische Elastomere, Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM), Silikone, Fluorkautschuke.For the purpose according to the invention, elastomeric base materials can preferably be used for producing the sealing element, which are part of an elastomer material group, comprising: natural rubbers, thermoplastic elastomers, ethylene-propylene-diene monomer rubber (EPDM), silicones, fluororubbers.
Ein die elektrische Leitfähigkeit in einem solchen elastomeren Grundmaterial erzeugendes Füllmaterial des Dichtungselements ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Leitermaterialgruppe, umfassend: metallische Partikel, Ruße, Graphite, Karbonfasern, Carbonanotubes.A filler material of the sealing element which produces the electrical conductivity in such an elastomeric base material is preferably selected from a group of conductor materials comprising: metallic particles, carbon blacks, graphites, carbon fibers, carbon nanotubes.
Versuche haben ergeben, dass der Anteil des Füllmaterials im Dichtungselement im Bereich zwischen 10 bis 70 Vol.-% liegen sollte, um die erfindungsgemäße Enteisungswirkung bei den erfindungsgegenständlichen Anwendungen zu erreichen, ohne andererseits zu viel elektrische Energie aufwenden zu müssen. Ganz vorzugsweise hat sich ein Bereich zwischen 30 bis 50 Vol.-% als besonders wirksam zur Erreichung des vorgenannten Optimierungsziels erwiesen. Durch die Mischungsanteile kann der spezifische elektrische Widerstand des Dichtungselements je nach den herrschenden konstruktiven Randbedingungen eingestellt werden und zudem kann der recht hohe thermische Ausdehnungskoeffizient des elastomeren Grundmaterials zur Selbstabregelung der Dichtung im Sinne des sogenannten PTC-Effekts (PTC = Positive Temperature Coefficient) nutzbar gemacht werden.Tests have shown that the proportion of filler material in the sealing element should be in the range between 10 to 70% by volume in order to achieve the deicing effect according to the invention in the applications according to the invention, without having to use too much electrical energy on the other hand. A range between 30 to 50% by volume has very preferably proven to be particularly effective for achieving the aforementioned optimization goal. The specific electrical resistance of the sealing element can be adjusted by the mixing proportions depending on the prevailing structural conditions and, moreover, the very high thermal expansion coefficient of the elastomer base material can be used for self-regulation of the seal in the sense of the so-called PTC effect (PTC = Positive Temperature Coefficient) .
Im Sinne von bevorzugten Anwendungen der erfindungsgemäßen Lösung wird vorgeschlagen, dass die scheibenförmige Bauteilkomponente als eine optische Linse eines Kamerasystems oder dergleichen, ein Scheinwerferglas einer Fahrzeugbeleuchtung oder als eine optisch nicht-transparente Abdeckscheibe eines Ultraschallsensors, eines Radarsensors oder eines anderen Sensors ausgebildet ist. Daneben sind auch andere vorzugsweise scheibenförmige Bauteilkomponenten, die über eine randseitige Gehäuseabdichtung verfügen und an ihrem Einbauort vereisungsgefährdet sind, mit der erfindungsgemäßen Lösung ausstattbar.In terms of preferred applications of the solution according to the invention, it is proposed that the disc-shaped component be designed as an optical lens of a camera system or the like, a headlight glass of vehicle lighting or as an optically non-transparent cover plate of an ultrasonic sensor, a radar sensor or another sensor. In addition, other preferably disk-shaped component components that have an edge housing seal and are at risk of icing at their installation location can also be equipped with the solution according to the invention.
Im Falle von Scheinwerfern kann neben einer Enteisungsfunktion auch ein Beschlagen der Scheiben verhindert werden. Dies wurde bislang durch die Abwärme der verwendeten Leuchtmittel erreicht. Da zunehmend LED-Leuchten als Leuchtmittel zum Einsatz kommen, wird weniger Wärme im Scheinwerfer frei und ein Beschlagen des Scheinwerfers nicht mehr zuverlässig verhindert. Auch hierfür würde also die erfindungsgemäße Lösung Abhilfe schaffen.In the case of headlights, a de-icing function can also prevent the windows from fogging up. So far, this has been achieved through the waste heat from the illuminants used. Since LED lights are increasingly being used as light sources, less heat is released in the headlights and fogging of the headlights is no longer reliably prevented. The solution according to the invention would also provide a remedy for this.
Darüber hinaus wird ein Objektiv für eine Kamera oder einen Sensor, insbesondere für einen Bildsensor, vorgeschlagen. Das Objektiv umfasst eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung zur statischen Gehäuseabdichtung. Mit Hilfe der Dichtungsanordnung kann das Objektiv nicht nur vor eindringender Feuchtigkeit geschützt werden, sondern ferner vor Beschlag- und/oder Eisbildung. Das Objektiv, bzw. die Kamera oder der Sensor, kann somit witterungsunabhängig eingesetzt werden.In addition, an objective for a camera or a sensor, in particular for an image sensor, is proposed. The objective comprises a sealing arrangement according to the invention for static housing sealing. With the aid of the sealing arrangement, the lens can not only be protected from penetrating moisture, but also from fogging and / or ice formation. The lens, or the camera or the sensor, can thus be used regardless of the weather.
Die Heizleistung der in die Dichtungsanordnung integrierten Mittel zum elektrischen Aufheizen können über die Spannungsversorgung der Kammer oder des Sensors realisiert werden. Das heißt, dass die Mittel zum elektrischen Aufheizen keine separate Spannungsversorgung benötigen. Sofern die elektrische Kontaktierung der Mittel zum Aufheizen über Kontaktpins bewirkt wird, können diese beispielsweise bis zu einer Leiterplatte der Kamera bzw. des Sensors geführt werden. Auf der Leiterplatte können zudem alle elektronischen Komponenten angeordnet werden, die zur Steuerung der Mittel zum elektrischen Aufheizen notwendig sind.The heating power of the means for electrical heating integrated in the sealing arrangement can be realized via the voltage supply of the chamber or the sensor. This means that the means for electrical heating do not require a separate voltage supply. If the electrical contacting of the means for heating is effected via contact pins, these can for example be routed to a circuit board of the camera or the sensor. In addition, all electronic components that are necessary to control the means for electrical heating can be arranged on the circuit board.
Dadurch, dass die Mittel zum elektrischen Aufheizen einschließlich Kontaktierung in das Objektiv integriert sind, wird kein zusätzlicher Platzbedarf benötigt. Notwendige elektronische Komponenten können platzsparend auf der vorhandenen Leiterplatte angeordnet werden. Die vorgeschlagene Spannungsversorgung über die kamera- bzw. sensoreigene Spannungsversorgung macht zudem einen weiteren Stecker entbehrlich. Die Dichtungseigenschaften der Dichtungsanordnung werden durch die zusätzliche Funktionalität nicht beeinträchtigt. Das Gegenteil ist der Fall, wenn sich das Dichtelement im Aufheizfall durch die Erwärmung ausdehnt, so dass der Anpressdruck und damit die Dichtkraft steigen.Because the means for electrical heating including contacting are integrated into the lens, no additional space is required. Necessary electronic components can be arranged on the existing circuit board to save space. The proposed power supply via the camera's or sensor's own power supply also makes a further connector unnecessary. The sealing properties of the sealing arrangement are not impaired by the additional functionality. The opposite is the case when the sealing element expands as a result of the heating when it is heated, so that the contact pressure and thus the sealing force increase.
Bevorzugt ist die vereisungsgefährdete scheibenförmige, sensorische und/oder optische Bauteilkomponente eine außenliegende, der Umwelt ausgesetzte Linse, insbesondere Frontlinse. Das heißt, dass es sich um eine außenliegende Bauteilkomponente handelt, die zur Beschlag- und/oder Eisbildung neigt, so dass hier die Vorteile der Erfindung besonders gut zum Tragen kommen. Da das elastomere Dichtungselement in direktem Kontakt mit der Linse steht, kann die mit Hilfe der Mittel zum elektrischen Aufheizen erzeugte Wärme unmittelbar auf die Linse übertragen werden. Die Mittel zum elektrischen Aufheizen sind derart integriert, dass Außenkonturen bzw. Schnittstellen nicht beeinflusst werden. Ferner ist sichergestellt, dass der optische Pfad des Objektivs nicht durch Abschattung oder andere Einflüsse beeinträchtigt wird.Preferably, the disk-shaped, sensory and / or optical component that is at risk of icing is an external lens exposed to the environment, in particular a front lens. This means that it is an external structural component that tends to fog up and / or ice, so that here the advantages of the invention come into play particularly well. Since the elastomeric sealing element is in direct contact with the lens, the heat generated with the aid of the means for electrical heating can be transferred directly to the lens. The means for electrical heating are integrated in such a way that outer contours or interfaces are not influenced. It is also ensured that the optical path of the lens is not impaired by shadowing or other influences.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.Further measures improving the invention are illustrated in more detail below together with the description of preferred exemplary embodiments of the invention with reference to figures.
FigurenlisteFigure list
Es zeigt:
-
1 einen Teillängsschnitt durch eine optische Linsenanordnung eines Kamerasystems mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform, -
2 einen Teillängsschnitt durch eine optische Linsenanordnung eines Kamerasystems mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform, -
3 einen Teillängsschnitt durch eine optische Linsenanordnung eines Kamerasystems mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform, -
4 einen schematischen Längsschnitt durch ein anderes Kamerasystem mit Überwurfkrone und erfindungsgemäßer Dichtungsanordnung in einer ersten Ausführungsform, -
5 einen schematischen Längsschnitt eines Details des Kamerasystems gemäß4 mit einer Dichtungsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform, -
6A-B schematische Längsschnitte zur Veranschaulichung einer elektrischen Kontaktierung bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform, -
7A-B schematische Längsschnitte zur Veranschaulichung einer elektrischen Kontaktierung bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform, -
8 einen schematischen Längsschnitt zur Veranschaulichung einer elektrischen Kontaktierung im Detail und -
9 einen schematischen Längsschnitt durch ein weiteres Kamerasystem mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung.
-
1 a partial longitudinal section through an optical lens arrangement of a camera system with a sealing arrangement according to the invention according to a first embodiment, -
2 a partial longitudinal section through an optical lens arrangement of a camera system with a sealing arrangement according to the invention according to a second embodiment, -
3 a partial longitudinal section through an optical lens arrangement of a camera system with a sealing arrangement according to the invention according to a third embodiment, -
4th a schematic longitudinal section through another camera system with cap crown and sealing arrangement according to the invention in a first embodiment, -
5 a schematic longitudinal section of a detail of the camera system according to4th with a sealing arrangement according to a further embodiment, -
6A-B schematic longitudinal sections to illustrate an electrical contact in the sealing arrangement according to the invention according to a first embodiment, -
7A-B schematic longitudinal sections to illustrate an electrical contact in the sealing arrangement according to the invention according to a second embodiment, -
8th a schematic longitudinal section to illustrate an electrical contact in detail and -
9 a schematic longitudinal section through a further camera system with a sealing arrangement according to the invention.
Gemäß
Im Rahmen dieser Dichtungsanordnung besteht hier das axiale ringförmige elastomere Dichtungselement
Gemäß
Nach der in
Bei der in
Eine Stromversorgung
A
Bei der in
Die Sequenz der
Die Sequenz der
Gemäß dem in der
Die in der
Die Durchführungen
Die vorgeschlagene elektrische Kontaktierung mit Hilfe von Kontaktpins
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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