DE102016007627A1

DE102016007627A1 - Kamera

Info

Publication number: DE102016007627A1
Application number: DE102016007627.5A
Authority: DE
Inventors: Henrik Richter; Ulrich Geisler
Original assignee: Baumer Optronic GmbH
Current assignee: Baumer Optronic GmbH
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2036-06-24
Also published as: DE102016007627B4

Abstract

Kamera (1), umfassend ein Gehäuse (2) mit Außenwandungen (5, 7, 8, 9, 10), einen ersten Träger (37), insbesondere eine erste Leiterplatte (24), einen an dem ersten Träger (37) befestigten Bildsensor (25), eine zweite Leiterplatte (26) als zweiten Träger (26), wenigstens ein an der zweiten Leiterplatte (26) befestigtes elektronisches Bauelement (27), eine mit dem wenigstens einen elektronischen Bauelement (27) wärmeleitend verbundene Kühlwandung (14) zur Ableitung von Abwärme von dem wenigstens einen elektronischen Bauelement (27) in die Umgebung, wobei die Kühlwandung (14) einteilig mit wenigstens einer Außenwandung (5, 6, 7, 8) des Gehäuses (2) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kamera.
Kameras werden in den verschiedensten technischen Anwendungen zur optischen Erfassung von Gegenständen eingesetzt. Beispielsweise bei einer Verwendung von Bildverarbeitungssoftware können Kameras technische Prozesse überwachen, d. h. den Aufdruck auf Etiketten erkennen oder Mängel bei der Herstellung von Flaschen optisch erfassen. Die Kameras umfassen ein Gehäuse sowie eine erste Leiterplatte mit einem Bildsensor sowie eine zweite Leiterplatte mit elektronischen Bauelementen. Linsen an der Kamera bilden ein Objektiv und dienen dazu, das Auftreffen des Lichts entsprechend gerichtet auf den Bildsensor zu richten. Die elektronischen Bauteile erzeugen während des Betriebes Abwärme, so dass diese Abwärme an die Umgebung abzuleiten ist. Hierfür werden zusätzliche Wärmebrücken, beispielsweise Bleche und Kühlwinkel eingesetzt. Ferner ist es gewünscht, dass das Gehäuse der Kamera möglichst klein und kompakt aufgebaut ist. Zusätzliche Bauteile wie Bleche und Kühlwinkel erhöhen einerseits die Teilekosten für die Herstellung der Kamera und andererseits bewirken diese Bleche und Kühlwinkel als zusätzliche Bauteile einen schlechteren Wärmeleitung bzw. eine geringe Wärmeleitfähigkeit von den elektronischen Bauteilen zu Außenwandungen der Kamera, da diese als gesonderte Bauteile in Ergänzung zu den Außenwandungen ausgebildet sind und dadurch an dem Übergang von dem Blech bzw. dem Kühlwinkel zu der Außenwandung eine nur verminderte Wärmeleitfähigkeit vorhanden ist.
Die DE 10 2005 027 893 B4 zeigt ein Gehäuse oder Gehäuseteil für eine Kamera. Auf einem Träger ist ein lichtempfindlicher Sensor angeordnet, der sich senkrecht zur optischen Achse der Kamera erstreckt, und eine Halterung für das Objektiv aufweist, wobei die Halterung für das Objektiv mit dem Träger verbunden ist und mit dieser einen Montageeinheit bildet. Der Träger ist als Kühlkörper ausgebildet und bildet zumindest einen Teil der äußeren Wandung des Gehäuses.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Kamera zur Verfügung zu stellen, bei der eine effektive Kühlung der elektronischen Bauelemente gewährleistet ist und das Gehäuse kompakt und in der Herstellung preiswert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Kamera, umfassend ein Gehäuse mit Außenwandungen, vorzugsweise einen ersten Träger, insbesondere eine erste Leiterplatte, einen, insbesondere an dem ersten Träger befestigten, Bildsensor, eine zweite Leiterplatte als zweiten Träger, wenigstens ein an der zweiten Leiterplatte befestigtes elektronisches Bauelement, eine mit dem wenigstens einen elektronischen Bauelement wärmeleitend verbundene Kühlwandung zur Ableitung von Abwärme von dem wenigstens einen elektronischen Bauelement in die Umgebung, wobei die Kühlwandung einteilig mit wenigstens einer Außenwandung des Gehäuses ausgebildet ist. Die Kühlwandung liegt mittelbar oder unmittelbar auf dem wenigstens einen zu kühlenden elektronischen Bauelement auf. Die Abwärme aus dem elektronischen Bauelement kann somit mittels einer Wärmeleitung auf die Kühlwandung abgeleitet werden und anschließend erfolgt mittels der Wärmeleitung die Ableitung der Abwärme von der Kühlwandung zu der wenigstens einen Außenwandung des Gehäuses. Da die Kühlwandung einteilig mit wenigstens einer Außenwandung des Gehäuses ausgebildet ist, tritt zwischen der Kühlwandung und der wenigstens einen Außenwandung eine sehr große Wärmeleitfähigkeit auf. Dadurch kann die Abwärme besonders gut zu der wenigstens einen Außenwandung geleitet werden. Ferner ist die Herstellung des Gehäuses preiswert, da die Kühlwandung einteilig mit der wenigstens einen Außenwandung ausgebildet ist und dadurch eine geringe Teileanzahl für die Herstellung des Gehäuses notwendig ist.
Insbesondere ist die Kühlwandung einteilig mit wenigstens zwei oder drei Außenwandungen des Gehäuses ausgebildet. Je mehr Außenwandungen einteilig mit der Kühlwandung ausgebildet sind, desto besser kann die Abwärme des wenigstens einen elektronischen Bauelementes durch Wärmleitung an die Außenwandungen des Gehäuses bzw. an die Umgebung abgeleitet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die wenigstens eine Außenwandung, welche einteilig mit der Kühlwandung ausgebildet ist, außenseitig mit Kühlrippen versehen. Kühlrippen außenseitig an der wenigstens einen Außenwandung erhöhen die Oberfläche und ermöglichen damit eine bessere Ableitung der Abwärme an die Umgebung, d. h. an die Umgebungsluft.
In einer ergänzenden Ausführungsform beträgt die Summe der Flächen der Außenseiten oder die Fläche der Außenseite der wenigstens einen Außenwandung, welche einteilig mit der Kühlwandung ausgebildet ist, wenigstens 10%, 30%, 50% oder 70% der gesamten außenseitigen Fläche des Gehäuses. Vorzugsweise ist dabei das Hauptbauteil des Gehäuses mit der Kühlwandung und der wenigstens einen, einteilig mit der Kühlwandung ausgebildeten Außenwandung aus Metall, insbesondere Stahl, Aluminium und/oder Kupfer, und/oder Kunststoff ausgebildet. Diese Metalle und/oder der Kunststoff weisen eine große Wärmeleitfähigkeit auf, so dass dadurch die Abwärme gut an die Umgebung mittels Wärmeleitung durch das Metall und/oder den Kunststoff abgeleitet werden kann. Von den Außenseiten der Außenwandungen wird die Abwärme mittels Wärmeleitung, Konvektion und/oder Strahlung an die Umgebung, vorzugsweise die Luft in der Umgebung, abgegeben.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Außenwandung, welche einteilig mit der Kühlwandung ausgebildet ist, aus Metall und/oder Kunststoff ausgebildet, insbesondere mit Druckguss hergestellt. Die wenigstens eine Außenwandung, welche einteilig mit der Kühlwandung ausgebildet ist, ist aus einem gut wärmeleitenden Material ausgebildet zur Ableitung der Wärme. Es gibt auch Kunststoff mit einer guten ausreichenden Wärmeleitfähigkeit.
In einer Variante liegt das wenigstens eine elektronische Bauteil unmittelbar auf der Kühlwandung, insbesondere einer Kontaktseite der Kühlwandung, auf. Als ein unmittelbares Aufliegen des wenigstens einen elektronischen Bauteiles auf der Kühlwandung wird auch betrachtet, wenn zwischen dem elektronischen Bauteil und der Kühlwandung eine Wärmeleitpaste bzw. ein Wärmeleitgel angeordnet bzw. positioniert ist.
Zweckmäßig ist eine dem wenigstens einen elektronischen Bauteil zugewandte Kontaktseite der Kühlwandung eben ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform weist das wenigstens eine elektronische Bauteil je eine der Kühlwandung zugewandte Gegenkontaktseite auf.
Insbesondere ist die wenigstens eine Gegenkontaktseite eben ausgebildet. Eine ebene Ausbildung der Gegenkontaktseite des elektronischen Bauteiles und der Kontaktseite der Kühlwandung ermöglicht einen möglichst großflächigen Kontakt und damit einen möglichst guten Wärmeübergang von dem wenigstens einen elektronischen Bauteils zu der Kühlwandung.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die wenigstens eine Gegenkontaktseite je eine Fläche auf und wenigstens 50%, 70% oder 90% der je einen Fläche liegt auf der Kontaktseite der Kühlwandung auf.
In einer ergänzenden Variante stehen der erste Träger und die zweite Leiterplatte in mechanischer Wirkverbindung, so dass eine auf den ersten Träger aufgebrachte Kraft eine Erhöhung der Druckkraft bewirkt mit der das wenigstens eine elektronische Bauteil auf der Kühlwandung aufliegt.
In einer weiteren Variante ist zwischen dem ersten Träger und der zweiten Leiterplatte ein elastischen Bauteil, insbesondere ein plattenförmiges elastisches Bauteil, vorzugsweise ein Pad, angeordnet, und eine auf den ersten Träger aufgebrachte Kraft in Richtung zu der zweiten Leiterplatte bewirkt eine Erhöhung der elastischen Vorspannung des elastischen Bauteiles in einer Richtung senkrecht zu einer von dem ersten Träger und/oder zweiten Leitplatte aufgespannten fiktiven Ebene und dies bewirkt eine Erhöhung der Druckkraft mit der das wenigstens eine elektronische Bauteil auf der Kühlwandung aufliegt. Die Kamera ist im Betrieb Temperaturschwankungen ausgesetzt und dadurch treten aufgrund der Temperaturschwankungen und, vorzugsweise unterschiedlicher, Wärmeausdehnungskoeffizienten, unterschiedliche Größenänderungen an der Kamera auf aufgrund von Wärmedehnungen oder Wärmestauchungen. Aufgrund der elastischen Vorspannung des elastischen Bauteiles ist gewährleistet, dass das wenigstens eine elektronische Bauteil mit einer ausreichenden Druckkraft trotz der unterschiedlichen Größenänderungen der Komponenten der Kamera auf der Kühlwandung aufliegt.
In einer weiteren Ausgestaltung sind der erste Träger und die zweite Leiterplatte mit einem Verbindungsbauteil, insbesondere einem Filmscharnier, miteinander verbunden, so dass vorzugsweise eine auf den ersten Träger aufgebrachte Kraft eine Erhöhung der Druckkraft bewirkt mit der das wenigstens eine elektronische Bauteil auf der Kühlwandung aufliegt. Eine auf den erste Träger aufgebrachte Haltekraft kann dadurch auch auf die zweite Leiterplatte übertragen werden und somit eine Erhöhung der Druckkraft bewirken mit der das wenigstens eine elektronische Bauteil auf der Kühlwandung aufliegt.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist der erste Träger in einer ersten Haltenut befestigt und/oder die zweite Leiterplatte ist in einer zweiten Haltenut befestigt.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist der erste Träger formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Gehäuse befestigt, insbesondere indem mit wenigstens einer Halteschraube auf den erste Träger eine Haltekraft aufgebracht ist und/oder ein Endbereich der wenigstens eine Halteschraube ist in je einer Aussparung an dem ersten Träger angeordnet, so dass der je eine Endbereich der wenigstens einen Halteschraube formschlüssig in der Aussparung gehalten ist und/oder der erste Träger in der ersten Haltenut formschlüssig befestigt ist. Der erste Träger ist vorzugsweise kraftschlüssig und stoffschlüssig an dem Gehäuse befestigt, indem der erste Träger zuerst kraftschlüssig an dem Gehäuse befestigt wird und anschließend ein Klebstoff erhärtet, so dass dadurch auch eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird, wobei der Klebstoff vor der Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung auf den ersten Träger und/oder das Gehäuse aufgebracht wird.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Kamera wenigstens zwei oder drei Halteschrauben, vorzugsweise umfasst die Kamera zwei, drei oder vier Halteschrauben.
In einer zusätzlichen Variante ist die von der wenigstens einen Halteschraube auf den erste Träger aufgebrachte Kraft in Richtung zu der zweiten Leiterplatte gerichtet, so dass aufgrund der mechanischen Wirkverbindung zwischen dem ersten Träger und der zweiten Leiterplatte die auf den ersten Träger mit der wenigstens einen Halteschraube aufgebrachten Haltekraft eine Erhöhung der Druckkraft bewirkt mit der das wenigstens eine elektronische Bauteil auf der Kühlwandung aufliegt.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist an einem Endbereich der Kühlwandung eine Rampe und/oder eine konische Verjüngung ausgebildet. Während der Montage der Kamera, d. h. einem Einschieben der zweiten Leiterplatte mit dem wenigstens einen elektronischen Bauteil in die zweite Haltenut, erfolgt eine langsame Erhöhung der elastischen Vorspannung des elastischen Bauteiles und Schäden an dem wenigstens einen elektronischen Bauteil können vermieden werden.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist an der zweiten Haltenut eine Zusatzrampe ausgebildet. Vorzugsweises sind die Rampe an der Kühlwandung und die Zusatzrampe an der zweiten Haltenut geometrisch aufeinander abgestimmt, so dass während des Einführens der zweiten Leiterplatte mit dem wenigstens einen elektronischen Bauelement die Leiterplatte von der Zusatzrampe und das wenigstens eine elektronische Bauelement von der Rampe in gleicher Weise bewegt werden, so dass Beschädigungen an dem wenigstens einen elektronischen Bauelement vermieden werden können.
In einer weiteren Ausführungsform sind die erste und zweite Haltenut, der erste Träger und die zweite Leiterplatte und das elastische Bauteil dahingehend ausgebildet, dass bei der Anordnung des ersten Trägers in der ersten Haltenut und der zweiten Leiterplatte in der zweiten Haltenut und der Anordnung des elastischen Bauteiles zwischen dem ersten Träger und der zweiten Leiterplatte eine elastische Vorspannung des elastischen Bauteiles auftritt, vorzugsweise ohne das von der wenigstens einen Halteschraube auf den erste Träger eine Haltekraft aufgebracht ist.
Zweckmäßig ist die von der wenigstens einen Halteschraube auf den ersten Träger aufgebrachte Haltekraft im Wesentlichen senkrecht zu einer von dem ersten Träger und/oder der zweiten Leiterplatte aufgespannten fiktiven Ebene ausgerichtet. Im Wesentlichen bedeutet, dass die Richtung der Haltekraft eine Abweichung von weniger als 30°, 20° oder 10° zu einer Gerade senkrecht auf der fiktiven Ebene aufweist.
In einer zusätzlichen Variante umfasst das Gehäuse ein Hauptbauteil mit der Kühlwandung und der wenigstens einen Außenwandung und vorzugsweise der Befestigungseinrichtung.
In einer ergänzenden Ausgestaltung umfasst das Gehäuse wenigstens ein Zusatzbauteil, vorzugsweise bildet das je eine Zusatzbauteil eine weitere Außenwandung.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Haltenut und/oder die zweite Haltenut an dem Hauptbauteil ausgebildet und/oder wenigstens eine Bohrung mit einem Innengewinde für die wenigstens einen Halteschraube ist an dem Hauptbauteil ausgebildet und/oder wenigstens eine Befestigungseinrichtung, insbesondere ein ringförmiger Stutzen, zur Befestigung einer optischen Einrichtung der Kamera ist an dem Hauptbauteil ausgebildet.
In einer ergänzenden Ausgestaltung umfasst die Kamera eine optische Einrichtung, insbesondere wenigstens eine Linse und/oder ein Prisma. Mittels der optischen Einrichtung wird das Licht zum Bildsensor gerichtet bzw. ein Bild auf dem Bildsensor abgebildet.
Vorzugsweise ist die optische Einrichtung mit einer Befestigungseinrichtung befestigt bzw. fixiert.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist der Bildsensor ein lichtempfindlicher Sensor, insbesondere ein CMOS-Sensor oder ein CCD-Chip.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Bildsensor kein elektronisches Bauelement. Der Bildsensor wird somit vorzugsweise nicht als ein elektronisches Bauelement gemäß dieser Schutzrechtsanmeldung betrachtet.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die Breite der ersten Haltenut größer als die Dicke des ersten Trägers innerhalb der ersten Haltenut, so dass mittels der von der wenigstens einen Halteschraube auf den erste Träger aufgebrachten Haltekraft der erste Träger in Richtung zu der zweiten Leiterplatte während der Montage bewegbar ist und damit eine Erhöhung der elastische Vorspannung des elastischen Bauteiles bewirkbar ist und/oder aufgrund der mechanischen Wirkverbindung zwischen dem ersten Träger und der zweiten Leiterplatte eine Erhöhung der Druckkraft bewirkbar ist mit der das wenigstens eine elektronische Bauteil auf der Kühlwandung aufliegt.
In einer weiteren Variante ist mittels der mechanischen Wirkverbindung zwischen dem ersten Träger und der zweiten Leiterplatte eine auf den ersten Träger aufgebrachte Kraft auf die zweite Leiterplatte übertagbar, insbesondere in einer Richtung senkrecht zu einer von dem ersten Träger und/oder der zweiten Leiterplatte aufgespannten fiktiven Ebene.
Zweckmäßig ist der erste Träger in einer Richtung senkrecht zu der von dem ersten Träger aufgespannten Ebene bewegbar, vorzugsweise aufgrund eines Spiels zwischen dem ersten Träger und der ersten Haltenut und/oder mittels der Aufbringung der Haltekraft mit der wenigstens einen Halteschraube auf den erste Träger, so dass mittels einer Bewegung des ersten Trägers die elastische Vorspannung des elastischen Bauteiles veränderbar, insbesondere vergrößerbar, ist.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist das elastische Bauteil an dem ersten Träger oder der zweiten Leiterplatte fixiert, vorzugsweise mit einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Klebeverbindung.
Zweckmäßig bildet die optische Einrichtung ein Objektiv, vorzugsweise umfasst das Objektiv mehrere Linsen.
Vorzugsweise bildet die zweite Leiterplatte einen zweiten Träger, insbesondere eine zweite Trägerplatte, weil an der zweiten Leiterplatte wenigstens ein elektronisches Bauelement befestigt ist.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist der erste Träger als eine, vorzugsweise rechteckförmige, Trägerplatte ausgebildet. Bei einer Ausbildung von Leiterbahnen auf der ersten Trägerplatte bildet der erste Träger eine erste Leiterplatte.
In einer zusätzlichen Ausführungsform sind der erste Träger und die zweite Leiterplatte getrennte Bauteile.
In einer weiteren Variante wird als eine Halteschraube ein stabförmiges Fixierungselement, insbesondere ein Gewindestift, betrachtet, das in einer Richtung in Längsrichtung des stabförmigen Fixierungselementes bewegbar und in unterschiedlichen Längspositionen festsetzbar bzw. fixierbar ist. Das Fixierungselement kann auch einer Rastverbindung in unterschiedlichen Längspositionen festsetzbar sein.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines Hauptbauteiles eines Gehäuses der in 2 dargestellt Kamera,
2 einen Längsschnitt der Kamera,
3 eine Vorderansicht der Kamera und
4 eine Teilschnitt einer ersten Leiterplatte im Bereich einer Halteschraube der Kamera gemäß 2,
5 ein Teilschnitt der zweiten Leiterplatte im Bereich einer Zusatzrampe der zweiten Haltenut.
Eine Kamera 1 umfasst ein zweiteiliges Gehäuse 2 mit einem Hauptbauteil 3 und einem Zusatzbauteil 4. Das Hauptbauteil 3 des Gehäuses 2 bildet eine erste Außenwandung 5 als Bodenwandung, eine zweite Außenwandung 6 als Seitenwandung 6, eine dritte Außenwandung 7 als Seitenwandung 7 und eine vierte Außenwandung 8 als eine Vorderwandung 8. An dem Hauptbauteil 3 ist außerdem eine Kühlwandung 14 ausgebildet und ferner sind an den beiden Seitenwandungen 6, 7 als der zweiten Außenwandung 6 und der dritten Außenwandung 7 eine erste Haltenut 17 und eine zweite Haltenut 18 ausgebildet. Das Zusatzbauteil 4 umfasst eine fünfte Außenwandung 9 als eine Rückwandung 9 und eine sechste Außenwandung 10 als eine Deckwandung 10. Die Rückwandung 9 und die Deckwandung 10 sind mit nicht dargestellten Fixierungselementen an dem Hauptbauteil 3 befestigt. Die Deckwandung 10 ist in einem geringen Umfang teilweise auch an dem Hauptbauteil 3 ausgebildet. Abweichend hiervon können die Rückwandung 9 und die Deckwandung 10 als getrennte Bauteile ausgebildet sein, so dass das Gehäuse 2 dreiteilig ist (nicht dargestellt).
Eine erste Leiterplatte 24 als ein erster Träger 37, d. h. eine erste Trägerplatte 37, ist im Wesentlichen eben und rechteckförmig ausgebildet und an einer zu der Vorderwandung 8 zugewandten Seite der ersten Leiterplatte 24 ist ein Bildsensor 25 befestigt. Eine zweite Leiterplatte 26 ist ebenfalls eben und im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet und an einer zu der Vorderwandung 8 abgewandten Seite der zweiten Leiterplatte 26 und der Kühlwandung 14 zugewandten Seite der zweiten Leiterplatte 26 sind verschiedene elektronische Bauelemente 27 befestigt (2). Die Kühlwandung 14 weist eine zu den elektronischen Bauelementen 27 zugewandte Kontaktseite 16 auf und die Kontaktseite 16 ist eben ausgebildet. Die elektronischen Bauelemente 27 weisen eine zu der Kühlwandung 14 zugewandte Gegenkontaktseite 28 auf und die Gegenkontaktseiten 28 der elektronischen Bauelemente 27 sind eben ausgebildet. Die Gegenkontaktseiten 28 der elektronischen Bauelemente 27 liegen unmittelbar auf der Kontaktseite 16 der Kühlwandung 14 auf. Die Kühlwandung 14 weist an einem Endbereich 13 eine Rampe 15 bzw. einen konisch sich verjüngenden Abschnitt auf und die Rampe 15 ist dabei an einer Seite der Kühlwandung 14 zugewandt zu der zweiten Haltenut 18 ausgebildet, d. h. an einer Verlängerung der Kontaktseite 16 der Kühlwandung 14. Die erste Leiterplatte 24 und die zweite Leiterplatte 26 sind außerdem mit einem Verbindungsbauteil 31 als einem Filmscharnier 32 aus einer Folie oder einem biegbaren Material miteinander verbunden.
Die erste Leiterplatte 24 ist formschlüssig in der ersten Haltenut 17 befestigt und die zweite Leiterplatte 26 ist formschlüssig in der zweiten Haltenut 18 befestigt. An der ersten Leiterplatte 24 ist außerdem an der zu der Seite der ersten Leiterplatte 24 mit dem Bildsensor 25 gegenüberliegenden Seite ein elastisches Bauteil 29 als ein Pad 30 mit einer Klebeverbindung oder einer leicht haftenden und wieder lösbaren Beschichtung befestigt.
Bei der Herstellung bzw. der Montage der Kamera 1 wird somit die erste Leiterplatte 24 mit dem Bildsensor 25 und dem Pad 30 in die erste Haltenut 17 eingeschoben und die zweite Leiterplatte 26 mit den elektronischen Bauelementen 27 wird in die zweite Haltenut 18 eingeschoben. Aufgrund der Rampe 15 an dem Endbereich 13 der Kühlwandung 14 und einer Zusatzrampe 38 an einem Endbereich der zweiten Haltenut 18, wobei die Rampe 15 und die Zusatzrampe 38 geometrisch aufeinander abgestimmt sind, können während des Einführens, insbesondere während einer Anfangsphase des Einführens der zweiten Leiterplatte 26 in die zweite Haltenut 18, Beschädigungen an den elektronischen Bauelementen 27 vermieden werden und außerdem erfolgt aufgrund der Geometrie der Rampe 15 der Kühlwandung 14 eine langsame Erhöhung der elastischen Vorspannung des elastischen Bauteiles 29. Der Abstand der ersten Haltenut 17 und der zweiten Haltenut 18 sowie die Geometrie des elastischen Bauteiles 29, d. h. die Dicke des elastischen Bauteiles 29, sind dabei dahingehend ausgelegt, dass nach dem vollständigen Einführen der ersten und zweiten Leiterplatte 24, 26 in die erste und zweite Haltenut 17, 18, d. h. bei einem Auflegen der ersten und zweiten Leiterplatte 24, 26 auf der ersten Außenwandung 5 als der Bodenwandung 5 das elastische Bauteil 29 elastisch vorgespannt ist, so dass dadurch gemäß der Darstellung in 2 die elektronischen Bauelemente 27 aufgrund der von dem elastischen Bauteil 29 auf die erste und zweite Leiterplatte 24, 26 aufgebrachten Druckkraft die elektronischen Bauelemente 27 mit dieser Druckkraft auf der Kühlwandung 14 aufliegen und die erste Leiterplatte 24 an ihrem Bereich an der ersten Haltenut 17 in Richtung zu der vierten Außenwandung 8 als der Vorderwandung 8 gedrückt ist, d. h. die erste Leiterplatte 24 an dem der Vorderwandung 8 zugewandten Ende der ersten Haltenut 17 auf dem Gehäuse 2 innerhalb der ersten Haltenut 17 aufliegt.
Die vierte Außenwandung 8 als die Vorderwandung 8 weist eine im Wesentlichen kreisförmige Öffnung auf und an der Außenseite 11 der Vorderwandung 8 ist einteilig mit der Vorderwandung 8 eine Befestigungseinrichtung 33 als ein ringförmiger Stutzen 34 ausgebildet. Der ringförmige Stutzen 34 ist somit Bestandteil des Hauptbauteiles 3 des Gehäuses 2. An dem ringförmigen Stutzen 34 ist wenigstens eine Linse 36 als eine optische Einrichtung 35 fixiert. Die Linse 36 dient dazu, das Licht entsprechend gerichtet auf den Bildsensor 25 zu führen bzw. zu leiten.
Zwischen der ersten Leiterplatte 24 und der zweiten Leiterplatte 26 ist eine mechanische Wirkverbindung vorhanden aufgrund des elastischen Bauteiles 29 und des Verbindungsbauteiles 31. An der Vorderwandung 8 sind zwei Bohrungen 21 mit einem Innengewinde ausgebildet und in diese Bohrungen 21 ist jeweils eine Halteschraube 19 mit einem Außengewinde 20 eingeschraubt. Die Halteschrauben 19 weisen einen Endbereich 22 auf. An der Leiterplatte 24 sind an der Seite, an welcher auch der Bildsensor 25 befestigt ist, zwei Aussparungen 23 ausgebildet.
Nach dem Einschieben der ersten Leiterplatte 24 in die erste Haltenut 17 liegt aufgrund der von dem elastischen Bauteil 29 auf die erste Leiterplatte 24 aufgebrachten Druckkraft die erste Leiterplatte 24 an der ersten Haltenut 17 an einer Seite auf, welche der Linse 36 zugewandt ist. Die Dicke der ersten Leiterplatte 24 ist dabei kleiner als die Ausdehnung der ersten Haltenut 17 in einer Richtung senkrecht zu einer von der ersten Leiterplatte 24 aufgespannten Ebene. Zwischen der ersten Leiterplatte 24 und der ersten Haltenut 17 ist somit ein Spiel vorhanden, so dass die erste Leiterplatte 24 innerhalb der Haltenut 17 bewegbar ist mit einer Bewegungsrichtung senkrecht zu der von der ersten und/oder zweiten Leiterplatte 24, 26 aufgespannten fiktiven Ebene. Diese fiktive Ebene ist dabei senkrecht zu der Zeichenebene von 2.
Nach dem vollständigen Einführen der ersten Leiterplatte 24 in die erste Haltenut 17 und der zweiten Leiterplatte 26 in die zweite Haltenut 18 werden die Halteschrauben 19 mit einem Schraubendreher eingeschraubt, so dass sich die Endbereiche 22 der Halteschrauben 19 in die beiden Aussparungen 23 der ersten Leiterplatte 24 hineinbewegen (4). Nach einem Kontakt zwischen den Endbereichen 22 der Halteschrauben 19 und der ersten Leiterplatte 24 an den Aussparungen 23, kann bei einem weiteren Einschrauben der Halteschrauben 19 die erste Leiterplatte 24 in Richtung zu der zweiten Leiterplatte 26 bewegt werden in einer Bewegungsrichtung senkrecht zu der von der ersten und/oder zweiten Leiterplatte 24, 26 aufgespannten fiktiven Ebene bis die erste Leiterplatte 24 an einem Ende der ersten Haltenut 17 aufliegt, welche der zweiten Leiterplatte 26 zugewandt ist. Aufgrund dieser Bewegung der ersten Leiterplatte 24 innerhalb der ersten Haltenut 17 und aufgrund der von den Halteschrauben 19 auf die erste Leiterplatte 24 aufgebrachten Haltekraft verringert sich auch der Abstand zwischen der ersten Leiterplatte 24 und der zweiten Leiterplatte 26, weil die zweite Leiterplatte 26 aufgrund des Aufliegens der elektronischen Bauelemente 27 auf der Kühlwandung 14 nicht mehr bewegt werden kann. Dadurch wird die elastische Vorspannung des elastischen Bauteiles 29 erhöht und damit auch die Druckkraft mit der die elektronischen Bauelemente 27 auf der Kontaktseite 16 der Kühlwandung 14 aufliegen. Zusätzlich wird dabei auch die Kraft erhöht, welche von dem Verbindungsteil 31 von der ersten Leiterplatte 24 auf die zweite Leiterplatte 26 aufgebracht wird. Die von dem Verbindungsbauteil 31 auf die zweite Leiterplatte 26 aufgebrachten Kräfte sind jedoch wesentlich geringer als die von dem elastischen Bauteil 29.
Aufgrund der Anordnung der beiden Endbereiche 22 der Haltschrauben 19 in den Aussparungen 23 der ersten Leiterplatte 24 ist somit die erste Leiterplatte 24 einerseits formschlüssig an den beiden Halteschrauben 19 befestigt und zusätzlich bewirkt die von den Halteschrauben 19 auf die erste Leiterplatte 24 aufgebrachte Haltekraft eine kraftschlüssige Fixierung der ersten Leiterplatte 24 an der ersten Haltenut 17, d. h. an einem Ende der ersten Haltenut 17 zugewandt zu der zweiten Leiterplatte 26. Die Breite der ersten Leiterplatte 24 entspricht im Wesentlichen der Ausdehnung der ersten Haltenut 17 in Querrichtung der Kamera 1, so dass dadurch die erste Leiterplatte 24 in einer Querrichtung, d. h. in einer Links-Rechts-Richtung gemäß der Darstellung in 2, in der ersten Haltenut 17 formschlüssig befestigt ist. Dies gilt analog auch für die zweite Leiterplatte 26, d. h. die Breite der zweiten Leiterplatte 26 entspricht im Wesentlichen der Ausdehnung der zweiten Haltenut 17 in Querrichtung der Kamera 1.
Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Kamera 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die Abwärme aus den elektronischen Bauelementen 27 kann mittels Wärmeleitung in dem Hauptbauteil 3 mit der Kühlwandung 14 und den Außenwandungen 5, 6, 7 besonders gut an die Umgebung abgeleitet werden. Aufgrund der einteiligen Ausbildung der Kühlwandung 14 und der Außenwandungen 5, 6, 7 tritt eine hohe Wärmeleitfähigkeit von der Kühlwandung 14 zu den Außenseiten 11 der Außenwandungen 5, 6, 7 auf, so dass dadurch eine effektive Kühlung der elektronischen Bauelemente 27 gewährleistet ist. Die erste Leiterplatte 24 mit dem Bildsensor 25 ist besonders sicher, zuverlässig und einfach mit den Halteschrauben 19 form- und kraftschlüssig an dem Gehäuse 2 fixiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005027893 B4 [0003]

Claims

Kamera (1), umfassend ein Gehäuse (2) mit Außenwandungen (5, 6, 7, 8, 9, 10), einen ersten Träger (37), insbesondere eine erste Leiterplatte (24), einen an dem ersten Träger (37) befestigten Bildsensor (25), eine zweite Leiterplatte (26) als zweiten Träger (26), wenigstens ein an der zweiten Leiterplatte (26) befestigtes elektronisches Bauelement (27), eine mit dem wenigstens einen elektronischen Bauelement (27) wärmeleitend verbundene Kühlwandung (14) zur Ableitung von Abwärme von dem wenigstens einen elektronischen Bauelement (27) in die Umgebung, wobei die Kühlwandung (14) einteilig mit wenigstens einer Außenwandung (5, 6, 7, 8) des Gehäuses (2) ausgebildet ist.
Kamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlwandung (14) einteilig mit wenigstens zwei oder drei Außenwandungen (5, 6, 7, 8) des Gehäuses (2) ausgebildet ist.
Kamera nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Außenwandung (5, 6, 7, 8), welche einteilig mit der Kühlwandung (14) ausgebildet ist, aus Metall und/oder Kunststoff ausgebildet ist, insbesondere mit Druckguss hergestellt ist.
Kamera nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektronische Bauteil (27) unmittelbar auf der Kühlwandung (14), insbesondere einer Kontaktseite (16) der Kühlwandung (14), aufliegt.
Kamera nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem wenigstens einen elektronischen Bauteil (27) zugewandte Kontaktseite (16) der Kühlwandung (14) eben ausgebildet ist.
Kamera nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Träger (37) und die zweite Leiterplatte (26) in mechanischer Wirkverbindung stehen, so dass eine auf den ersten Träger (37) aufgebrachte Kraft eine Erhöhung der Druckkraft bewirkt mit der das wenigstens eine elektronische Bauteil (27) auf der Kühlwandung (14) aufliegt.
Kamera nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Träger (37) und der zweiten Leiterplatte (26) ein elastischen Bauteil (29), insbesondere ein plattenförmiges elastisches Bauteil, vorzugsweise ein Pad (30), angeordnet ist, und eine auf den ersten Träger (37) aufgebrachte Kraft in Richtung zu der zweiten Leiterplatte (26) eine Erhöhung der elastischen Vorspannung des elastischen Bauteiles (29) in einer Richtung senkrecht zu einer von dem ersten Träger (37) und/oder der zweiten Leitplatte (26) aufgespannten fiktiven Ebene bewirkt und dies eine Erhöhung der Druckkraft bewirkt mit der das wenigstens eine elektronische Bauteil (27) auf der Kühlwandung (14) aufliegt.
Kamera nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Träger (37) und die zweite Leiterplatte (26) mit einem Verbindungsbauteil (31), insbesondere einem Filmscharnier (32), miteinander verbunden sind, so dass vorzugsweise eine auf den ersten Träger (37) aufgebrachte Kraft eine Erhöhung der Druckkraft bewirkt mit der das wenigstens eine elektronische Bauteil (27) auf der Kühlwandung (14) aufliegt.
Kamera nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Träger (37) in einer ersten Haltenut (17) befestigt ist und/oder die zweite Leiterplatte (26) in einer zweiten Haltenut (18) befestigt ist.
Kamera nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Träger (37) formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Gehäuse (2) befestigt ist, insbesondere indem mit wenigstens einer Halteschraube (19) auf den erste Träger (37) eine Haltekraft aufgebracht ist und/oder ein Endbereich (22) der wenigstens einen Halteschraube (19) in je einer Aussparung (23) an dem ersten Träger (37) angeordnet ist, so dass der je eine Endbereich (22) der wenigstens einen Halteschraube (19) formschlüssig in der Aussparung (23) gehalten ist und/oder der erste Träger (37) in der ersten Haltenut (17) formschlüssig befestigt ist.