Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Fahrzeugsensortechnik und betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Abdeckung für ein Sensormodul und insbesondere für ein Fahrzeugsensormodul mit besonders guten optischen Eigenschaften.

Heutige und insbesondere zukünftige Ober- und Mittelklassefahrzeuge sind mit einer Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet, siehe beispielsweise US 2019/0169068 A1 oder US 2021/0384622 A1 . Hierzu zählen zum Beispiel optische Kameras, Mid-Range und Long-Range Radarsysteme, Ultraschallsensoren, Regensensoren, Tageslichtsensoren, Gegenlichtsensoren und Light Detection and Ranging (LiDaR). Diese Systeme lassen sich auch unter dem Begriff ADAS (Advanced Driver Assist Systems) zusammenfassen. Sie dienen in aller Regel der Verkehrsüberwachung und können beispielsweise Straßenschilder erkennen oder die Position und Geschwindigkeit von Objekten außerhalb des Fahrzeugs, wie andere Verkehrsteilnehmer oder auf der Fahrbahn befindliche Hindernisse, bestimmen. Derzeit werden zu diesem Zweck vorwiegend optische Kameras oder Radarsysteme eingesetzt.

So beschreibt die US 2019/0169068 A1 eine Windschutzscheibe mit einer Kamera und einem Radarsystem, wobei auf einem kleinen Abschnitt der Innenseite der Windschutzscheibe eine Antibeschlagfolie aufgebracht ist.

Die Verwendung von Kameras hat den Nachteil, dass die Objekterkennung stark von äußeren Umwelteinflüssen abhängt, insbesondere den jeweils vorliegenden Licht- und Witterungsverhältnissen. Die Verwendung von Radarsystemen zur Verkehrsüberwachung ist nahezu unabhängig von Licht- und Witterungsverhältnissen, jedoch ist die Präzision der Radarsysteme derzeit nicht ausreichend für eine ordnungsgemäße Objekterkennung. In dieser Hinsicht vorteilhaft haben sich LiDaR (Light Detection and Ranging)-Systeme erwiesen, bei denen mittels Laserpulse mit einer Wellenlänge im Infrarotbereich die Umgebung punktweise abgetastet und ein Abbild der Umgebung erstellt wird. Der Abstand eines Objekts wird über eine Laufzeitmessung der vom LiDaR-Sensor emittierten und vom Objekt reflektierten Laserpulse bestimmt. Aufgrund der hohen Präzision bei der Objekterkennung und der geringen Abhängigkeit von Licht- und Witterungsverhältnissen sind LiDaR-Systeme gut geeignet, bisherige Sensorsysteme zu ergänzen. An manchen Fahrzeugen sind bereits jetzt gleich mehrere dieser Systeme verbaut, und es ist davon auszugehen, dass die Anzahl noch steigen wird.

Die ADAS-Systeme müssen im Fährbetrieb vor Umwelteinflüssen und einer Vielzahl mechanischer und klimatischer Belastungen geschützt werden. Es ist daher unerlässlich, dass die entsprechenden Sensoren mit einer Abdeckung zum Schutz vor Umwelteinflüssen versehen werden, da die Systeme sonst nicht ordnungsgemäß arbeiten können. Dabei sind an die Abdeckungen spezielle Anforderungen hinsichtlich Durchlässigkeit von elektromagnetischen Wellen gestellt. So muss eine Abdeckung für eine Schwarz/Weiß- oder RGB-Kamera eine möglichst hohe Transmission im visuellen Lichtspektrum von -380 - 780nm aufweisen, wohingegen eine LiDaR-Abdeckung eine möglichst hohe Transmission im nahen Infrarotbereich (bei den meisten LiDaRs etwa 905nm) aufweisen sollte. Abdeckungen für ADAS-Systeme sind beispielsweise aus der WO 2020/148185 A1 bekannt.

Typischerweise werden derartige Abdeckungen aus transparenten Polymerkörper hergestellt, beispielsweise in einen Spritzguss- oder Spritzprägeverfahren. Die Abdeckungen werden beispielsweise mit einem kratzfesten und witterungsstabilen Verschleißschutzlack oder einer Antireflexbeschichtung versehen. Geeignete Materialien für die Kratzfestbeschichtung bzw. die Antireflexionsbeschichtung sind dem Fachmann bekannt. Weiterhin sind verschiedene Methoden bekannt, um derartige Beschichtungen auf Kunststoffartikeln herzustellen. Diese Systeme können beispielsweise über Tauchverfahren, Spincoating, Sprühverfahren oder eine Flutbeschichtung, bevorzugt über Tauch- oder Flutbeschichtungsverfahren, aufgebracht werden.

Neben einer ausreichend guten Durchlässigkeit für die elektromagnetische Strahlung des jeweiligen hinter der Abdeckung verbauten Sensors, ist eine besonders hohe optische Qualität der Abdeckung notwendig. Da typische Sensormodule und deren Abdeckungen sehr klein sind, ist eine besonders hohe optische Qualität über einen möglichst großen Bereich der Abdeckung wünschenswert.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung von Abdeckungen für Sensormodule bereit zu stellen, wobei die hergestellten Abdeckungen über einen großen Bereich eine hohe optische Qualität aufweisen. Außerdem soll sowohl ein sehr guter Schutz der Sensormodule gegenüber Umwelteinflüssen als auch eine gute Durchlässigkeit in den jeweiligen Wellenlängenbereichen der operierenden Sensoren durch die Abdeckung gegeben sein.

Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung von Abdeckungen für Sensormodule und insbesondere für Fahrzeugsensormodule gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Abdeckung für ein Sensormodul und insbesondere für ein Fahrzeugsensormodul wird zunächst ein Grundkörper (im Folgenden auch Bruttoteil genannt) mit größeren Abmessungen als mindestens eine Abdeckung (im Folgenden auch Nettoteil genannt) bereitgestellt.

Anschließend wird eine Beschichtung durch ein Flutbeschichtungsverfahren auf mindestens einer, bevorzugt genau einer, Oberfläche des Grundkörpers angeordnet.

Anschließend wird die Abdeckung aus einem inneren Bereich des Grundkörpers herausgetrennt.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht somit aus der Fertigung eines Grundkörpers als Bruttoteil mit Übermaß, aus welchem eine oder mehrere Abdeckungen (Nettoteile) aus Bereichen entnommen werden können, die eine optimale optische Qualität aufweisen. Speziell bedeutet dies, dass die Nettoteile aus beschichteten Körpern oder Platten herausgefräst oder herausgeschnitten werden, wobei Kantenbereiche mit etwaigen Spannungen, Verzug, Magerlackstellen oder Fettkanten verworfen werden. Die Abdeckung kann verschiedene Größen und Formen aufweisen, sie kann bevorzugt flach/planar, ein- oder zweidimensional gekrümmt oder als Zylinderausschnitt ausgeführt sein. Der Grundkörper bzw. die Abdeckung weist vorteilhafterweise eine große Ausdehnung in zwei Richtungen (Länge c bzw. a, Breite d bzw. b) auf, die viel größer sind als die Materialstärke D der Abdeckung. Die Oberfläche des Grundkörpers bezieht sich somit vorteilhafterweise auf die Oberfläche des Grundkörpers welche durch die großen Dimensionen (Länge, Breite) aufgespannt wird. Der innere Bereich des Grundkörpers bezieht sich vorteilhafterweise auf die Oberfläche des Grundkörpers welche durch die großen Dimensionen (Länge, Breite) aufgespannt wird. Der innere Bereich des Grundkörpers liegt somit innerhalb dieser Fläche. Die Materialstärke D des Grundkörpers liegt vorteilhafterweise im Bereich von 1 mm bis 4 mm, bevorzugt 1 ,5 mm bis 3,5 mm.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Grundkörper im ersten Verfahrensschritt (Schritt (a)) durch ein Spritzgussverfahren oder durch ein Spritzprägeverfahren hergestellt. Das Spritzprägen ist eine Weiterentwicklung des Spritzgießens zur Herstellung hochgenauer oder sehr großer Bauteile aus Kunststoff und ist dem Fachmann hinlänglich bekannt. Dabei wird die Kunststoffschmelze als sogenannter Massekuchen in das praktisch drucklose, nicht völlig geschlossene Werkzeug eingespritzt. Das Werkzeug wird erst während des Erstarrungsvorganges komplett geschlossen. Der sich dadurch gleichmäßig aufbauende Schließdruck sorgt für die endgültige Ausformung des Formteiles. Spritzprägen liefert bei vielen Kunststoffen Formteile mit sehr guter Oberfläche, geringer mechanischer Anisotropie und geringen Eigenspannungen. Ferner wird die benötigte Schließkraft reduziert, so dass auf einer gegebenen Maschine größere Bauteile hergestellt bzw. für ein gegebenes Bauteil eine kleinere Maschine verwendet werden kann.

Der Grundkörper und damit auch die Abdeckung bestehen zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, aus einem Polymermaterial und bevorzugt aus einem transparenten Polymermaterial. Das Polymermaterial enthält oder besteht vorteilhafterweise aus Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Styrol- Acrylnitril (SAN), Polyethylenterephthalat (PET) und / oder Copolymere oder Gemische davon. In einer bevorzugten Ausführung (beispielsweise für LiDaR-Sensoren) kann das Polymermaterial mit speziellen Farbstoffen eingefärbt werden, die im visuellen Spektrum schwarz erscheinen, im für den LiDaR-Sensor relevanten Wellenlängenbereich von 905 nm bzw. 1550 nm jedoch durchlässig sind.

Es versteht sich, dass ein Grundkörper auch aus mehreren Abschnitte mit unterschiedlichen Polymermaterialien und dadurch unterschiedlichen physikalischen und insbesondere optischen Eigenschaften ausgebildet sein kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abdeckung mit einem Abstand v zur äußeren Umrandung des Grundkörpers von mindestens 0,5 cm, bevorzugt von mindestens 1 cm, besonders bevorzugt von 1 cm bis 3 cm und insbesondere von 1 cm bis 2 cm herausgetrennt wird. Derartige Abstände genügen, um einen optisch hochwertigen Bereich des Grundkörpers abzutrennen, so dass eine Abdeckung mit besonders guten optischen Eigenschaften hergestellt werden kann. Insbesondere kann so bei dem erfindungsgemäßen Grundkörper (Bruttoteil) genügend Anflutbereich und Abtropfbereich vorgelegt werden, welche später abgetrennt werden, um so einen Lackumgriff auf die Rück-/Innenseite der Abdeckung zu verhindern bzw. Fettkanten auszuschließen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abdeckung im dritten Verfahrensschritt (Schritt (c)) aus dem Grundkörper herausgeschnitten, bevorzugt durch Laserstrahlschneiden oder Wasserstrahlschneiden, oder herausgesägt. Alternativ kann die Abdeckung durch Fräsen aus dem Grundkörper herausgetrennt werden. Das Fräsen der Abdeckung aus dem Grundkörper erfolgt bevorzugt mit einem Fräskopf mit C-Profil. Auf diese Weise kann eine abgerundete, ästhetisch ansprechende Kante der Abdeckung hergestellt werden. Der Kantenradius R beträgt dabei üblicherweise größer oder gleich der halben Materialstärke D der Abdeckung (R > 1 D).

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Abdeckung aus einem Grundkörper abgetrennt. Bevorzugt werden mehr als eine, besonders bevorzugt zwei, vier, sechs oder acht Abdeckungen aus einem einzigen Grundkörper. Dadurch lassen Verluste durch Verschnitt reduzieren.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im zweiten Verfahrensschritt (Schritt (b)) eine Beschichtung auf dem Grundkörper angeordnet. Die Beschichtung besteht vorteilhafterweise aus einer Beschichtung zur Erhöhung der Kratzfestigkeit (Antikratzbeschichtung), einer Antibeschlagbeschichtung (Antifog-Beschichtung) und/oder einer Antireflexbeschichtung.

Beschichtungen zur Erhöhung der Kratzfestigkeit bestehen aus einem kratzfesten und witterungsstabilen Verschleißschutzlack, einem sogenannten Hardcoat, der die Abdeckung vor Umwelteinflüssen schützen soll. Hierzu können sowohl thermisch härtende Lacksysteme auf Basis von Polysiloxanen, UV-härtende Lacksysteme auf Basis von Acrylaten bzw. Methacrylaten, als auch Lacksysteme auf Basis von Polyurethanen zum Einsatz kommen.

Derartige Beschichtungen können mittels Flut-, Sprüh- oder Inmould Coating- Verfahren aufgebracht werden. Die Beschichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt durch ein Flutbeschichtungsverfahren, welches eine optimale Oberflächengüte gewährleistet. Bei der Flutbeschichtung wird bevorzugt an der oberen Kante des Bauteils (hier des Grundkörpers) ein kontinuierlicher Lackstrom angelegt, wobei das Bauteil dabei in einem bestimmten Winkel zwischen 0° und 90° zur Horizontalen auf einer Halterung fixiert ist. Der Lack läuft über die Werkstückoberfläche und bildet dort einen Lackfilm aus. Die Applikation übernimmt vorteilhafterweise ein Roboter mit Lackierdüse, der ein an die jeweilige Werkstückgeometrie angepasstes Programm abfährt und die Innen- und / oder Außenseite des Werkstücks beschichtet. Überschüssiger Lack tropft vom Bauteil und wird wieder in den Lackkreislauf zurückgeführt.

Die Ausbildung des Lackfilms im Flutbeschichtungsprozess ist vorwiegend schwerkraftgetrieben. Anders als beispielsweise bei der Sprühlackierung, bei welcher der Lackfilm nach wenigen Sekunden zum Stehen kommt, bleibt die Fließdynamik im Flutbeschichtungsprozess über einen längeren Zeitraum erhalten und muss hinsichtlich der Bauteilgeometrie störungsfrei gewährleistet sein. So darf das Bauteil z.B. keine schöpfenden Elemente oder zu kleine Radien (scharfe Kanten) aufweisen.

Einen kritischen Bereich hinsichtlich des Lackverlaufs stellen auch beim erfindungsgemäßen Verfahren die Bauteilkanten dar, insbesondere im Anflut- und Abtropfbereich des Bauteils. Der Anflutbereich ist der obere Bereich des Bauteils in Bezug auf seine Position auf der Bauteilhalterung (Lackiergestell), an welchem der Lackstrom über eine Lackierdüse beaufschlagt wird. Der Abtropfbereich ist dementsprechend die untere Bauteilkante, über die der Lack abtropft. An der Anflutkante kann oftmals eine geforderte Schichtdicke der Beschichtung nicht erreicht werden oder es bilden sich sogenannte Lackgardinen aufgrund einer nicht perfekt ausgestalteten Anflutkante. An der Abtropfkante bilden sich in der Regel sogenannte Fettkanten. Dabei handelt es sich um übermäßigen Lackaufbau mit sichtbarer Wulstbildung. Auch an relativ zur Lackierposition vertikalen Bauteilkanten können Fehlstellen auftreten. Derartige Fehlstellen können den Strahlengang der von dem Sensor oder der Umgebung transmittierten elektromagnetischen Strahlung stören bzw. ablenken und damit die Funktion des Sensors beeinträchtigen.

Hier zeigt sich der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die ungünstigen Bereiche durch Abfräsen oder Abscheiden vom Grundkörper (dem Bruttoteil) entfernt werden.

Durch die Fertigung mit einem Brutto- und einem Nettoteil ergibt sich ein weiterer Vorteil. Ein Nettoteil kann nur sehr schwierig einseitig beschichtet werden; der Lackierroboterarm bzw. die Lackierdüse müsste dazu mit höchster Präzision an der Anflutkante des Nettoteils entlanggefahren werden, um einen Umgriff des Lacks auf die Rück-/ Innenseite zu verhindern. In der Praxis ist dies erfahrungsgemäß nicht möglich und es ist mit einem „Überschwappen“ des Lacks und der Ausbildung zahlreicher Lackläufer auf der Rück-/Innenseite zu rechnen, welche einen sofortigen Ausschussgrund für die Abdeckung darstellen. Eine einseitige Beschichtung mit einer kratzfesten Beschichtung (Hardcoat) kann jedoch erwünscht sein, da lediglich die die Außenseite der Abdeckung bildende Fläche mit einem kratzfesten Beschichtung geschützt werden muss. Die Innenseite (in Einbaulage, z.B. in einem Fahrzeug) der Abdeckung ist in der Regel eingehaust; die Fläche der Innenseite kann stattdessen eine vorteilhafte Antireflexbeschichtung (AR) tragen, um einen Verlust an Photonen bzw. eine Verringerung der Transmission zu minimieren. Alternativ kann eine Antibeschlagbeschichtung (Antifog-Beschichtung) auf der innenseitigen Oberfläche der Abdeckung angeordnet werden, welche einen Beschlag der Abdeckung auf der Innenseite verhindert.

Als Antikratzbeschichtung (Hardcoat) können sowohl thermisch härtende Ein- oder Zweischichtsysteme auf Basis von Polysiloxanen als auch UV-härtende Systeme auf Basis von Acrylaten zum Einsatz kommen. Die fertig ausgehärteten Lackschichten weisen im Falle eines thermisch härtenden Systems typischerweise Schichtdicken von 0,4 pm bis 4,0 pm für die sogenannte Primerschicht, bzw. 2,0 pm bis 15 pm für die sogenannte Hardcoatschicht auf. Die Schichtdicke eines UV-härtenden Hardcoats besteht zumeist aus einem Einschichtsystem und beträgt typischerweise von 5,0 pm bis 20,0 pm. Alternativ können auch 2-komponentige reaktive PUR-Systeme mit Selbstheilungseffekt auf der Abdeckung aufgetragen werden. Solche Systeme können z.B. im InMold-Verfahren aufgetragen werden und weisen nicht selten Schichtdicken von 250 pm bis 1000 pm auf.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens tragen die Innen- und Außenseite der Abdeckung, beispielsweise aus Polycarbonat (PC) jeweils nur eine Beschichtung ausgewählt aus Antikratzbeschichtung, Antibeschlagbeschichtung oder Antireflexbeschichtung.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst eine Abdeckung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Die erfindungsgemäße Abdeckung bildet die äußere sichtbare Oberfläche eines Sensormoduls und insbesondere eines Fahrzeugsensormoduls und schützt sowohl die (optischen) Sensoren wie zum Beispiel eine Kamera oder LiDaR-Sensoren und auch die dazugehörende Elektronik vor Umwelteinflüssen. Hierzu zählen nicht nur Niederschläge und Fahrtwind, sondern auch UV-Strahlung und andere störende Einflüsse. Dabei bildet bevorzugt die Oberfläche der Beschichtung auf dem Grundkörper oder die Beschichtungs-freie Oberfläche des Grundkörpers die äußere Oberfläche des Sensormoduls.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die erfindungsgemäße Abdeckung transparent für Licht des sichtbaren Bereichs (-380 - 780nm). Damit wird ein optimaler Betrieb insbesondere einer Kamera oder eines im sichtbaren Bereich arbeitenden Regensensors, Lichtsensors, Gegenlichtsensors, eines Sensormoduls sichergestellt. Dieser Bereich ist somit bevorzugt transparent, um keine Farbveränderungen und Farbverzerrungen zu erzeugen.

Transparent bedeutet dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung, eine Transmission vom mehr als 70%, bevorzugt mehr als 80%, besonders bevorzugt mehr als 90% und insbesondere mehr als 95% aufweisend.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die erfindungsgemäße Abdeckung transparent für Licht mit Wellenlängen im IR-Bereich, und insbesondere des LiDaR- Operationsbereichs. LiDaR-Sensoren operieren im Allgemeinen in einem Wellenlängenbereich von 800 - 1100nm, insbesondere bei etwa 905nm, was dem nahen Infrarot-Spektrum zugehörig ist. Gleichermaßen arbeiten auch andere Sensoren wie zum Beispiel IR-operierende Regensensoren oder Abstandssensoren in diesem Bereich. Bevorzugt ist Abdeckung in der äußeren Ansicht opak oder schwarz. Hierdurch kann Licht des sichtbaren Bereichs für den IR-Sensor ausgeblendet werden, und eine gute Operationssicherheit und -genauigkeit des IR-Sensors, insbesondere des LiDaR- Sensors, wird sichergestellt.

Die erfindungsgemäße Abdeckung ist vorteilhafterweise derart dimensioniert und positioniert, dass sie mindestens den gesamten Strahlengang der Sensoren abdeckt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Abdeckung beträgt der Wellenfrontfehler (Wave Front Error) in allen Durchsichtzonen der Abdeckung (also insbesondere auch in den Ecken) kleiner 75 prad. Der Wellenfrontfehler beschreibt die betragsmäßige Differenz zwischen einer gemittelten transmittierten Wellenfront durch einen Empfangsbereich abzüglich einer gemittelten transmittierten Wellenfront durch einen Sendebereich an: \{TWS _RX ) - {TWS _TX )\, wobei TWSR _X die mittlere transmittierte Wellenfront der Empfangsapertur und TWSyx die mittlere transmittierte Wellenfront des gesendeten Strahls im Bereich TX darstellt. Der Wave Front Error gibt somit ein Maß an für die Abweichung einer konkreten Optik von einer idealen.

Die erfindungsgemäße Abdeckung kann ganz verschiedene Formen und Designs haben und kann sogar derart geformt sein, dass sie in bestehende Anbauteile integriert wird oder diese ersetzt. Beispiele für solche Anbauteile sind A-, B- oder C-Säulen bzw. deren Blenden, Frontblenden, Kühlergrill bzw. Kühlerblende, Spoiler, Heckblenden oder Dachblenden.

Die erfindungsgemäße Abdeckung kann bevorzugt zusätzlich eine Folie mit einer Enteisungsfunktion aufweisen.

Solche Folien mit einer Enteisungsfunktion sind beispielsweise in dem europäischen Patent EP 1438172 B1 beschrieben. Im Allgemeinen handelt es sich um eine dünne Polymerfolie, beispielsweise eine Polycarbonatfolie, welche Heizdrähte trägt. Die Folie mit Enteisungsfunktion kann in bzw. auf die erfindungsgemäße Abdeckung mittels Folieninsert Molding (FIM) integriert bzw. aufgebracht werden.

Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Sensorfunktionen auch im Winter durch Vereisung oder durch Beschlagen nicht wesentlich negativ beeinträchtigt werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Sensormodul und insbesondere ein Fahrzeugsensormodul, welches eine wie vorstehend als erfindungsgemäß beschriebene Abdeckung aufweist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Sensormodul, mindestens einen optischen Sensor, bevorzugt eine optische Kamera oder einen Light Detection and Ranging-Sensor.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können bevorzugte Ausführungsformen, die für einzelne Merkmale genannt sind, auch frei miteinander kombiniert werden, sofern diese nicht widersprüchlich sind.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst die Verwendung einer erfindungsgemäßen Abdeckung oder eines erfindungsgemäßen Sensormoduls in einem Advanced Driver Assist System, bevorzugt für Systeme mit optische Kameras, Mid-Range und Long- Range Radarsysteme, Ultraschallsensoren, Regensensoren, Tageslichtsensoren, Gegenlichtsensoren und/oder Light Detection and Ranging-Sensoren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:

Fig. 1A eine schematische Querschnittsdarstellung eines

Flutbeschichtungsprozesses eines Grundkörpers einer Abdeckung nach dem Stand der Technik,

Fig. 1 B eine schematische Draufsicht auf einen Grundkörper nach dem Stand der Technik nach Fig. 1A,

Fig. 1 C eine schematische Querschnittsdarstellung einer Abdeckung nach dem Stand der Technik mit Lackirritationen und sogenannter Fettkante nach Fig. 1 B,

Fig. 2A eine schematische Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Flutbeschichtungsprozesses eines erfindungsgemäßen Grundkörpers zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Abdeckung,

Fig. 2B eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Grundkörper zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Abdeckung nach Fig. 2B,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Grundkörper zur Herstellung von sechs erfindungsgemäßen Abdeckungen,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Abdeckung mit zusätzlichem Heizelement und Stromsammelschienen, und

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der verschiedenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Abdeckung. Fig. 1A zeigt schematisch den Flutbeschichtungsprozess eines Grundkörpers 3 zur Herstellung einer Abdeckung 1 nach dem Stand der Technik in einer Querschnittsdarstellung.

Der Grundkörper 3 besteht beispielsweis aus einem mittels Spritzgussverfahren hergestellten transparenten Polymermaterial, beispielsweise aus Polycarbonat.

Der Grundkörper 3 kann verschiedene Größen und Formen aufweisen. Er kann bevorzugt flach/planar, ein- oder zweidimensional gekrümmt oder als Zylinderausschnitt ausgeführt sein. Die in den Figuren gewählte Darstellung als flache Platte soll die Erfindung in keiner Weise einschränken.

Der Grundkörper 3 wird mit Hilfe eines Lackierroboter mit einer Beschichtung 5 (Lackschicht) beschichtet. Die Beschichtung 5 ist beispielsweise eine Antikratzbeschichtung.

Dazu appliziert der Lackierroboter über eine Lackierdüse an einem Lackierroboterarm 14 einen Lack 15 zur Ausbildung der Beschichtung 5 auf die Oberkante des Grundkörpers 3. Die zu beschichtende Oberfläche 10 des Grundkörpers 3 hat einen sogenannten Lackierwinkel a (alpha) von beispielsweise 45° gegenüber der Horizontalen. Ein Großteil des Lacks 15 fließt auf der Oberseite 10 des Grundkörpers 3 entlang und bildet eine Beschichtung 5 auf dem Grundkörper 3. In Fig. 1A sind der Anflutbereich 21 sowie der Abtropfbereich 22 des Lacks 15 dargestellt.

Des Weiteren ist ein rückseitiger Lackumgriff 16 dargestellt, d.h. der Lack 15 fließt über die Oberkante des Grundkörpers 3 auf die der Oberfläche 10 abgewandte Seite und verbleibt dort oder tropft dort ab.

Fig. 1 B zeigt eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche 10 eines Grundkörpers 3, der mit einer Beschichtung 5 durch die Flutbeschichtung nach Fig. 1A hergestellt ist. Fig. 1 B zeigt noch den sogenannten (Fächer-)Anguss 13, in dem das Polymermaterial in die Spritzgussform eingespritzt wird. Dieses wird üblicherweise vor oder nach der Beschichtung im Flutbeschichtungsverfahren entfernt.

Fig. 1C zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Abdeckung 1 nach dem Stand der Technik nach Fig. 1 B.

In den Fig. 1A-C ist eine Abdeckung 1 bzw. ein Grundkörper 3 nach dem Stand der Technik gezeigt. Dabei entsprechen die Abmessungen der Abdeckung 1 (hier beispielsweise eine Rechtecksform mit einer Länge a und einer Breite b) den Abmessungen des Grundkörpers 3.

In der Querschnittsdarstellung nach Fig. 1 C sind die üblichen Nachteile einer Abdeckung 1 , welche nach dem Verfahren nach dem Stand der Technik hergestellt wird gezeigt. So finden sich an der Oberkante der Abdeckung 1 ein Bereich mit Magerlack bzw. Lackirritationen 17 und an der Unterkante der Abdeckung 1 ein Bereich mit einer Verdickung der Beschichtung 5, einer sogenannten Fettkante 18.

Sowohl die Lackirritationen 17, als auch die Fettkante 18 oder andere Dicken- oder Lackvariationen an den Seitenbereichen oder auf der der Oberfläche 10 abgewandten Fläche der Abdeckung 1 (hier nicht dargestellt) oder andere Lackfehlstellen führen zu optischen ungenügenden Bereichen 12, die hier einen inneren Bereich mit optisch guter Qualität 11 umgeben.

Fig. 2A zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Flutbeschichtungsprozesses eines erfindungsgemäßen Grundkörpers 3 zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Abdeckung 1.

Fig. 2B zeigt eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche 10 eines erfindungsgemäßen Grundkörpers 3 zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Abdeckung 1 nach Fig. 2A.

Für den Grundkörper 3 kann ein Polymermaterial ausgewählt werden, das eine hohe mechanische Stabilität, eine hohe Schlagzähigkeit, eine sehr gute Resistenz gegen Umwelteinflüsse wie UV-Licht und Witterungen aufweist. Der Grundkörper 3 besteht hier beispielsweis aus einem mittels Spritzgussverfahren hergestellten transparenten Polymermaterial, beispielsweise aus Polycarbonat.

Es versteht sich, dass der Grundkörper 3 auch aus anderen Polymermaterialien bestehen kann. Alternativ kann der Grundkörper 3 mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Polymermaterialien und dadurch unterschiedlichen physikalischen und insbesondere optischen Eigenschaften aufweisen.

Der Grundkörper 3 kann verschiedene Größen und Formen aufweisen. Er kann bevorzugt flach/planar, ein- oder zweidimensional gekrümmt oder als Zylinderausschnitt ausgeführt sein. Die in den Figuren gewählte Darstellung als flache Platte soll die Erfindung in keiner Weise einschränken. Die Materialstärke (Dicke) D der Abdeckung 1 liegt beispielsweise im Bereich von 1 bis 4 mm, bevorzugt 1 ,5 bis 3,5 mm.

Der Grundkörper 3 wird mit Hilfe eines Lackierroboter mit einer Beschichtung 5 (Lackschicht) beschichtet. Die Beschichtung 5 ist beispielsweise eine Antikratzbeschichtung.

Dazu appliziert der Lackierroboter über eine Lackierdüse an einem Lackierroboterarm 14 einen Lack 15 zur Ausbildung der Beschichtung 5 auf einen Anflutbereich 21 an der Oberkante des Grundkörpers 3. Die zu beschichtende Oberfläche 10 des Grundkörpers 3 hat einen sogenannten Lackierwinkel a (alpha) von beispielsweise 45° gegenüber der Horizontalen. Da der Anflutbereich 21 auf der Oberfläche 10 des Grundkörpers 3 liegt, fließt der gesamt Lack 15 auf der Oberseite 10 des Grundkörpers 3 entlang und bildet eine Beschichtung 5 auf dem Grundkörper 3. Ein rückseitiger Lackumgriff, wie er mit dem Bezugszeichen 16 in Fig. 1A nach dem Stand der Technik auftritt, kann dadurch vermieden werden.

Fig. 2B zeigt eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche 10 eines Grundkörpers 3, der mit einer Beschichtung 5 durch die Flutbeschichtung nach Fig. 2A hergestellt ist. Fig. 2B zeigt zudem noch den sogenannten (Fächer-)Anguss 13, in dem das Polymermaterial in die Spritzgussform eingespritzt wird.

Der in den Fig. 2A und 2B dargestellte Grundkörper 3 als Bruttoteil (II) weist ein Übermaß mit den Maßen c * d auf, aus welchem eine Abdeckung 1 mit den Maßen a * b als Nettoteil (I) entnommen werden kann. Die Abdeckung 1 wird daher aus dem optisch guten Bereich 11 des Grundkörpers 3 entnommen. Der Abstand v des Bereichs der Abdeckung 1 zur äußeren Umrandung des Grundkörpers 3 ist ausreichend dimensioniert, um eine hohe optische Qualität der Abdeckung 1 zu gewährleisten.

Nach der Flutbeschichtung im zweiten Verfahrensschritt (b) wird die Abdeckung 1 durch Fräsen von dem Grundkörper 3 abgetrennt. Da der Bereich der Abdeckung 3 mit einer besonders homogenen Beschichtung 5 ohne Lackfehler, Magerlack oder Lackirritationen 17 und ohne Fettkante 18 beschichtet ist, entsteht eine Abdeckung 1 mit besonders guten optischen Eigenschaften, die den besonderen Anforderungen moderner Fahrassistenzsysteme genügt.

Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche 10 eines erfindungsgemäßen Grundkörpers 3 zur Herstellung von sechs erfindungsgemäßen Abdeckungen 1. Für die Details des Herstellungsverfahrens wird auf die Figuren 2A und 2B verwiesen, so dass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird.

Der Grundkörper 3, also das Bruttoteil (III) weist die Maße c * d auf, die größer sind als der Bereich, der hier beispielsweise sechs Abdeckungen 1 in zwei Spalten mit jeweils drei Zeilen umfasst. Durch Abtrennen können sechs Abdeckungen 1 mit besonders guten optischen Eigenschaften hergestellt werden. Gleichzeitig ist der Verschnitt pro Abdeckung deutlich reduziert, da die gemeinsamen Randbereiche verringert sind.

Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Abdeckung 1 mit zusätzlichem Heizelement. Dazu weist die Abdeckung 1 eine Folie auf, beispielsweise eine Polycarbonatfolie, an der beispielsweise Heizdrähte 20 und zwei Stromsammelschienen 19 angeordnet sind. Die Heizdrähte 20 und die Stromsammelschienen 19 werden beispielsweise zunächst auf die Polycarbonatfolie aufgebracht und anschließend durch Folienhinterspritzung mit dem Grundkörper 3 verbunden.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der verschiedenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Abdeckung, wobei

- in einem ersten Schritt S1 ein Grundkörper 3 mit größeren Abmessungen als mindestens eine Abdeckung 1 bereitgestellt wird,

- in einem zweiten Schritt S2 eine Beschichtung 5 durch ein Flutbeschichtungsverfahren auf mindestens einer, bevorzugt genau einer, Oberfläche 10 des Grundkörpers 3 angeordnet wird, und

- in einem dritten Schritt S3 die Abdeckung 1 aus einem inneren Bereich des Grundkörpers 3 herausgetrennt wird. Bezugszeichenliste

I Abdeckung

3 Grundkörper

5 Beschichtung

10 Oberfläche des Grundkörpers 3

I I Optisch guter Bereich

12 Optisch ungenügender Bereich

13 Anguss

14 Lackierroboterarm

15 Lack

16 umgegriffener Lack

17 Magerlack / Lackirritation

18 Fettkante

19 Busbar

20 Heizdraht

21 Anflutbereich

22 Abtropfbereich

I Nettoteil

II, III Bruttoteil a (alpha) Lackierwinkel a Länge der Abdeckung 1 b Breite der Abdeckung 1 c Länge des Grundkörpers 3 d Breite des Grundkörpers 3

D Dicke, Materialstärke v Abstand