DE10023065B4

DE10023065B4 - Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10023065B4
Application number: DE10023065A
Authority: DE
Inventors: Detlef Dr. Aufdermauer; Heinrich Dr. Gotzig; Christian Becker; Dietmar Grüdl; Thorsten Cywinski
Original assignee: Volkswagen AG; Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-02-12
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: DE10023065A1

Abstract

Ultraschallsensor, insbesondere für das Erfassen des Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeuges,
– mit einem Gehäuse (4),
– mit einer Membran (6) und
– mit einer Membranhalterung (8) zum Halten der Membran (6) innerhalb des Gehäuses (4),
– wobei die Membran (6) einer Außenseite des Gehäuses (4) zugewandt ist,
dadurch gekennzeichnet,
– daß die nach außen gewandte Oberfläche der Membran (6) eine Chromschicht (10) trägt und daß die Chromschicht (10) die äußere, sichtbare Schicht der Membran (6) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor, insbesondere für ein Erfassen des Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeuges sowie ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeuges mit einem Ultraschallsensor gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Ausführungsformen von Näherungssensoren für Kraftfahrzeuge bekannt, die zur Bestimmung des Abstandes des Kraftfahrzeuges zu umgebenden Objekten verwendet werden. Die als Ultraschallsensor ausgebildeten Näherungssensoren erfassen dabei, ob ein Gegenstand, wie bspw. ein parkendes Fahrzeug, einen bestimmten Abstand zum Kraftfahrzeug, also zum Ultraschallsensor unterschreitet. Daher werden die bekannten Ultraschallsensoren insbesondere in den Stoßstangen eines Kraftfahrzeuges integriert, wie dies beispielsweise in der DE 38 12 182 C2 beschrieben ist, da die Stoßstangen die sich am weitesten nach vorne und hinten erstreckenden Karosserieteile des Kraftfahrzeuges darstellen. Bei Unterschreiten eines vorgegebenen Sicherheitsabstandes wird ein akustisches und/oder optisches Signal an den Fahrer des Kraftfahrzeuges abgegeben, um diesem zu signalisieren, daß eine Weiterfahrt in derselben Richtung zu einem Kontakt mit dem Objekt führen wird.

Aus der EP 0 397 959 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensorarrays bekannt bei welchem auf das Schwingungselement eine leitfähige Beschichtung bestehend aus einer Schicht aus Chrom, einer Schicht aus Gold, die auf der Chromschicht abgeschieden wird, und einer auf die Goldschicht elektroplattierten Kupferschicht zum Erreichen einer hermetischen Dichtung für die Piezoelemente bei guter Leitfähigkeit und guter akustischer Impedanzcharakteristik aufgebracht wird.

In der DE 197 19 519 A1 ist eine Anordnung mit einem Modul zum Einbau in einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Hierbei wird ein Ultraschallsensor derart in den Stoßfänger integriert, dass die Oberfläche des Ultraschallsensors bündig zur Außenfläche des Stoßfängers verläuft. Da nur das Kopfteil des Ultraschallsensors, nicht aber seine Befestigungsteile von außen her sichtbar sind, ergibt sich ein günstiges Erscheinungsbild. Des Weiteren soll das Kopfteil des Ultraschallsensors in der Farbe des Stoßfängers lackiert werden. Nachteilig hierbei ist, dass durch das Aufbringen eines Lackes auf das Schwingungselement dieses in seinem Schwingungsverhalten negativ beeinflusst und somit die Funktionsfähigkeit des Ultraschallsensors beeinträchtigt wird. Des Weiteren können sich Lack- bzw. Farbaufträge von der Oberfläche des Schwingungselementes lösen, da dieses nicht in Ruhe ist, sondern hochfrequente Schwingungen vollzieht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ultraschallsensor zu schaffen, der bei hohem akustischem Wirkungsgrad eine optisch verbesserte Membranoberfläche für einen Einbau in ein verchromtes Karosserieteil aufweist.

Diese Aufgabe wird durch einen Ultraschallsensor mit einem Gehäuse, mit einer Membran und mit einer Membranhalterung zum Halten der Membran innerhalb des Gehäuses gelöst, wobei die Membran einer Außenseite des Gehäuses zugewandt ist und wobei die nach außen gewandte Oberfläche der Membran eine Chromschicht trägt und die Chromschicht die äußere, sichtbare Schicht der Membran bildet.

Erfindungsgemäß ist daher erkannt worden, daß es besonders vorteilhaft ist, die Membran selbst als verchromtes Element auszubilden. Dabei muß gewährleistet sein, daß die Chromschicht mit der Membran dauerhaft verbunden ist und sich nicht während der Ultraschallbetätigung von dieser ablöst.

Weiterhin wird das oben angegebene technische Problem durch ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeuges mit einer nach außen gerichteten verchromten Oberfläche und mit einem Ultraschallsensor zum Bestimmen des Abstandes zu umgebenden Gegenständen gelöst, wobei der Ultraschallsensor eine Membran aufweist und in einer Aussparung der Oberfläche angeordnet ist und wobei die Membran verchromt ist. Dadurch wird erfindungsgemäß erreicht, daß die verchromte Oberfläche des Karosserieteiles und die Membran-oberfläche im wesentlichen die gleiche optische Oberfläche aufweisen, so daß bei einem eingebauten Sensor dieser in nur geringem Maße auffällt. Dadurch werden die optischen Eigenschaften des Karosserieteils auch durch den Einbau einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren nicht beeinträchtigt.

In bevorzugter Weise ist die Membran im wesentlichen in der Oberfläche fluchtend angeordnet und der Farbton der Chromschicht der Membran ist im wesentlichen an den Farbton der Oberfläche des Karosserieteils angepaßt. Denn auch für Chromschichten gilt, daß diese abhängig von eventuellen Zusätzen unterschiedliche Farbtöne aufweisen können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben und werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher dargestellt. Dazu wird auf die beigefügte Zeichnung bezug genommen. In dieser zeigen
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors im Querschnitt,
2 ein verchromtes Karosserieteil mit eingebautem Ultraschallsensor einer Seitenansicht und
3 den Ultraschallsensor in einer perspektivischen Darstellung.
1 zeigt im Querschnitt einen erfindungsgemäßen Ultraschallsensor 2, der ein Gehäuse 4 aufweist. Der Ultraschallsensor 2 weist weiterhin eine Membran 6 sowie eine diese innerhalb des Gehäuses 4 tragende Membranhalterung 8 auf. Wie insbesondere die 1 und 3 zeigen, ist dabei die Membran der vorderen Außenseite des Gehäuses 4 zugewandt. Erfindungsgemäß trägt die nach außen gewandte Oberfläche der Membran 6 eine Chromschicht 10, die in 1 als Strich mit größerer Linienstärke dargestellt ist. Die Chromschicht 10 ist im wesentlichen durchgängig flächig mit der Membran 6 verbunden, so daß während einer andauernden Benutzung und Erzeugung von Ultraschall die Verbindung zwischen der Chromschicht 10 und der Membran 6 nicht beschädigt wird.
In besonders bevorzugter Weise ist die Chromschicht 10 hochglänzend ausgebildet, so daß diese für eine entsprechende Anwendung bei Kraftfahrzeugen geeignet ist.
1 zeigt, daß ein Trägerelement 12 die Membranhalterung 8 mit dem Gehäuse 4 verbindet. Dazu ist das Trägerelement 12 konisch ausgebildet und die Membran 6 ist benachbart zum konisch zulaufenden Ende des Trägerelementes 12 angeordnet. Die Außenseite des Trägerelementes 12 liegt zumindest teilweise an einem ebenfalls konisch ausgebildeten Endteil 14 des Gehäuses 4 an. In dieser Weise stellt das Trägerelement 12 eine Verbindung zwischen der Membranhalterung 8 und dem Gehäuse 4 bzw. 14 her.
Durch die konische Außengeometrie des Trägerelementes 12 wird eine Verminderung des Durchmessers an der später sichtbaren Fläche des Ultraschallsensors 2 bei gleichzeitiger konzentrischer Ausrichtung der Membran 6 erreicht.
2 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt aus einer Stoßstange eines Kraftfahrzeuges, also eines Karosserieteils. Die nach außen gerichtete und in 2 dargestellte Oberfläche der Stoßstange 16 ist verchromt. Die Stoßstange 16 weist den Ultraschallsensor 2 zum Bestimmen des Abstandes zu umgebenden Gegenständen, wie bspw. parkenden Kraftfahrzeugen, auf. Dazu ist in der Stoßstange 16 eine Aussparung 18 vorgesehen, deren innerer Durchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser der Chromschicht 10 bzw. der Membran 6 ist. Dadurch ergibt sich ein gleichmäßig geringer Ringspalt, was zu einem unauffälligen Erscheinen in der Sichtfläche der Stoßstange 16 führt. Da die Membran 6 zusätzlich mit der Chromschicht 10 versehen ist, ergibt sich außer durch den zwischen der Chromschicht 10 und der Aussparung 18 ergebenden Ringspalt keine Störung der äußeren Oberfläche der Stoßstange 16. Da zusätzlich die Membran 6 mit ihrer Chromschicht 10 fluchtend in der Oberfläche der Stoßstange 16 angeordnet ist und der Farbton der Chromschicht 10 im wesentlichen dem Farbton der Oberfläche der Stoßstange 16 entspricht, ergibt sich insgesamt eine nahezu ungestörtes äußeres Erscheinungsbild der Stoßstange, obwohl ein zusätzliches Element wie der Ultraschallsensor in der Oberfläche der Stoßstange 16 angeordnet ist.
Der in 1 dargestellte konische Aufbau des vorderen Endes des Gehäuses 4 des Ultraschallsensors 2 wirkt sich vorteilhaft dahingehend aus, daß das Gehäuse 14 sich verjüngend nur bis in die Nähe der Oberfläche der Stoßstange reicht und lediglich die Membran mit ihrer Chromschicht 10 nach außen vorsteht. Somit sind keine Halterungselemente des Ultraschallsensors 2 im in der Stoßstange 16 eingebauten Zustand nach außen sichtbar.

Claims

Ultraschallsensor, insbesondere für das Erfassen des Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeuges, – mit einem Gehäuse (4), – mit einer Membran (6) und – mit einer Membranhalterung (8) zum Halten der Membran (6) innerhalb des Gehäuses (4), – wobei die Membran (6) einer Außenseite des Gehäuses (4) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, – daß die nach außen gewandte Oberfläche der Membran (6) eine Chromschicht (10) trägt und daß die Chromschicht (10) die äußere, sichtbare Schicht der Membran (6) bildet.
Ultraschallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Chromschicht (10) hochglänzend ist.
Ultraschallsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägerelement (12) die Membranhalterung (8) mit dem Gehäuse (4) verbindet.
Ultraschallsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (12) konisch ausgebildet ist und die Membran (6) benachbart zum konisch zulaufenden Ende des Trägerelementes (12) angeordnet ist.
Karosserieteil eines Kraftfahrzeuges mit einem Ultraschallsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Karosserieteil eine nach außen gerichtete verchromte Oberfläche (16) mit einer Aussparung (18) aufweist, in welcher der Ultraschallsensor (2) angeordnet ist.
Karosserieteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (6) im wesentlichen in der Oberfläche (16) fluchtend angeordnet ist.
Karosserieteil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbton der Chromschicht (10) im wesentlichen dem Farbton der Oberfläche (16) entspricht.