DE102006023596A1

DE102006023596A1 - Ultraschallsensor für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102006023596A1
Application number: DE102006023596A
Authority: DE
Inventors: Uwe Kupfernagel; Hans-Wilhelm Wehling; Thomas Jung; Dietmar Grüdl; Heinrich Dr. Gotzig
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2007-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor (2) für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse (4) und mit einer in dem Gehäuse angeordneten Leiterplatte (6), die elektrisch leitend mit einem Abschirmelement (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (6) und das Abschirmelement (8) über eine Steckverbindung (10) aneinander befestigt sind, die die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte (6) und dem Abschirmelement (8) herstellt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage eines Ultraschallsensors (2) für Kraftfahrzeuge.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse und mit einer in dem Gehäuse angeordneten Leiterplatte, die elektrisch leitend mit einem Abschirmelement verbunden ist.
Solche Ultraschallsensoren werden in Parkhilfesystemen verwendet, um einen Parkvorgang zu erleichtern. Die Ultraschallsensoren strahlen Ultraschallsignale aus und empfangen an Hindernissen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierte Signale. Aus der Laufzeit des Signals kann auf den Abstand zu einem Hindernis geschlossen werden.
Bekannte Ultraschallsensoren weisen in üblicher Weise ein Piezo-Element auf, das mit einer Membran des Ultraschallsensors verbunden ist. Durch entsprechende Ansteuerung des Piezo-Elements kann die Membran des Ultraschallsensors in Schwingung versetzt werden, um Signale auszusenden. Für den Empfang der reflektierten Signale werden die Schwingungen der Membran in entsprechende Spannungssignale des Piezo-Elements umgewandelt.
Das Piezo-Element wird mit Hilfe elektronischer Bauteile angesteuert, die auf einer Leiterplatte angeordnet sind, wobei die Leiterplatte in dem Gehäuse des Ultraschallsensors angeordnet ist. Um zu gewährleisten, dass der Ultraschallsensor den Erfordernissen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) genügt, werden Abschirmelemente verwendet, die elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden sind.
Bei den bekannten Ultraschallsensoren wird die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Abschirmelement über eine Lötverbindung hergestellt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ultraschallsensor bereitzustellen, der möglichst einfach herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Leiterplatte und das Abschirmelement über eine Steckverbindung aneinander befestigt sind, die die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Abschirmelement herstellt. Die Steckverbindung ermöglicht es, dass das Abschirmelement in einfacher Weise mit der Leiterplatte gefügt werden kann. Da durch die Steckverbindung auch gleichzeitig die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Abschirmelement bereitgestellt wird, sind weitere elektrische Verbindungen nicht erforderlich.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Steckverbindung eine Aussparung, in der ein Steckelement aufgenommen ist. Dabei kann die Aussparung an oder in der Leiterplatte angeordnet sein, wobei das Steckelement am dem Abschirmelement ausgebildet ist. Es ist aber auch möglich, dass die Aussparung an dem Abschirmelement ausgebildet ist, und dass das Steckelement an der Leiterplatte vorgesehen ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Steckelement zwei endseitig miteinander verbundene Federarme aufweist, die eine umfangsseitig geschlossene Öffnung begrenzen. Diese Federarme ermöglichen eine mechanisch stabile und elektrisch gut leitfähige Verbindung zwischen den Teilen der Steckverbindung. Durch die Verwendung von zwei Federarmen wird zudem ein selbstzentrierender Effekt erreicht.
Die Federarme können reibschlüssig in der Aussparung aufgenommen sein, wodurch das Abschirmelement und die Leiterplatte über Reibschluss aneinander gesichert sein. Zusätzlich oder optional können die Federarme die Aussparung auch zumindest abschnittsweise rastend hintergreifen. In diesem Fall ist das Abschirmelement über einen Formschluss an der Leiterplatte gehalten, wodurch eine sichere Befestigung des Abschirmelements an der Leiterplatte in besonders zuverlässiger Weise gewährleistet ist.
Um eine gute Abschirmungswirkung erzielen zu können und um die Leiterplatte und das Abschirmelement platzsparend innerhalb des Gehäuses anordnen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Leiterplatte und das Abschirmelement sich im wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
Eine zusätzliche Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an dem Abschirmelement mindestens ein Vorsprung ausgebildet ist, der in oder an einer in der Leiterplatte ausgebildeten Aufnahme zumindest abschnittsweise aufgenommen ist. Mit Hilfe solcher aus einem Vorsprung und einer Aufnahme gebildeten Paare kann eine zusätzliche Befestigungsmöglichkeit für das Abschirmelement geschaffen werden. Ferner können mehrere Vorsprünge und/oder die genannten Steckverbindung so angeordnet sein, dass das Abschirmelement sich in nur einer Montageposition an der Leiterplatte befestigen lässt, wodurch eine fehlerhafte Montage des Ultraschallsensors ausgeschlossen ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage eines beschriebenen Ultraschallsensors, das sich dadurch kennzeichnet, dass die Leiterplatte und das Abschirmelement unter Herstellung einer elektrischen Verbindung über eine Steckverbindung aneinander befestigt werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Abschirmelement und die Leiterplatte im wesentlichen in zueinander paralleler Richtung angeordnet werden und dass das Abschirmelement und die Leiterplatte in einer hierzu senkrechten Richtung unter Herstellung der Steckverbindung miteinander gefügt werden. Auf diese Weise lässt sich der erfindungsgemäße Ultraschallsensor besonders einfach und schnell montieren.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung gezeigten sowie in den Ansprüchen sowie in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ultraschallsensors mit einer Leiterplatte und einem Abschirmelement; und
2 eine Seitenansicht des Abschirmelements gemäß 1.
In der 1 ist ein Ultraschallsensor insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Der Sensor 2 umfasst ein Gehäuse 4, dass der Übersicht halber in 1 abschnittsweise offen dargestellt ist.
In dem Gehäuse 4 ist eine Leiterplatte 6 angeordnet, die nicht weiter dargestellte elektronische Bauteile trägt, die der Ansteuerung eines Piezo-Elements des Ultraschallsensors 2 dienen.
Im wesentlichen parallel zu der Leiterplatte 6 erstreckt sich ein aus einem dünnen Metallblech hergestelltes Abschirmelement 8. Das Abschirmelement 8 ist über eine Steckverbindung 10 an der Leiterplatte 6 befestigt. Über die Steckverbindung 10 wird auch eine elektrischer Kontakt zwischen einem Bereich der Leiterplatte 6 und dem Abschirmelement 8 hergestellt.
Die Steckverbindung 10 umfasst ein Steckelement 12, das in 2 vergrößert dargestellt ist. Das Steckelement 12 ist in einer in der Leiterplatte 6 ausgebildeten, hohlzylindrischen Aussparung 14 (vergleiche 1) aufgenommen.
Gemäß 2 weist das Steckelement 12 zwei jeweils endseitig miteinander verbundene Federarme 16 und 18 auf, so dass zwischen den Federarmen 16 und 18 eine umfangsseitig geschlossene Öffnung 20 gebildet ist. Diese Geometrie ermöglicht es, dass das Steckelement 12 reibschlüssig in der Aussparung 14 der Leiterplatte 6 aufgenommen ist. Wenn für das dargestellte Steckelement 12 eine vergleichsweise dünnere Leiterplatte 6 verwendet ist, können die Federarme 16 und 18 eine solche Leiterplatte auch rastend hintergreifen. Für eine in 1 dargestellte Leiterplattenstärke ist ein solches, rastendes Hintergreifen auch möglich, wenn das Steckelement 12 gemäß 2 entsprechend verlängert ist.
Das in 2 dargestellte Abschirmelement 8 weist ferner mehrere einstückig mit dem Abschirmelement ausgebildete Vorsprünge 22 auf, die in entsprechende, in 1 durch das Gehäuse 4 verdeckte, in der Leiterplatte 6 ausgebildete Aufnahmen ragen.
Zur Herstellung des in 1 dargestellten Ultraschallsensors 2 kann das Abschirmelement 8 entsprechend einer in 1 mit 24 bezeichneten Fügerichtung mit der Leiterplatte 6 gefügt werden.

Claims

Ultraschallsensor (2) für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse (4) und mit einer in dem Gehäuse angeordneten Leiterplatte (6), die elektrisch leitend mit einem Abschirmelement (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (6) und das Abschirmelement (8) über eine Steckverbindung (10) aneinander befestigt sind, die die elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte (6) und dem Abschirmelement (8) herstellt.
Ultraschallsensor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung (10) eine Aussparung (14) umfasst, in der ein Steckelement (12) aufgenommen ist.
Ultraschallsensor (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckelement (12) zwei endseitig miteinander verbundene Federarme (16, 18) aufweist, die eine umfangsseitig geschlossene Öffnung (20) begrenzen.
Ultraschallsensor (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (16, 18) reibschlüssig in der Aussparung (14) aufgenommen sind.
Ultraschallsensor (2) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (16, 18) die Aussparung (14) zumindest abschnittsweise rastend hintergreifen.
Ultraschallsensor (2) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (14) an oder in der Leiterplatte (6) ausgebildet ist und dass das Steckelement (12) an dem Abschirmelement (8) ausgebildet ist.
Ultraschallsensor (2) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (14) an oder in dem Abschirmelement (8) ausgebildet ist und dass das Steckelement (12) an der Leiterplatte (6) ausgebildet ist.
Ultraschallsensor (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (6) und das Abschirmelement (8) sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken.
Ultraschallsensor (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Abschirmelement (8) mindestens ein Vorsprung (22) ausgebildet ist, der in oder an einer in der Leiterplatte (6) ausgebildeten Aufnahme zumindest abschnittsweise aufgenommen ist.
Verfahren zur Montage eines Ultraschallsensors (2) für Kraftfahrzeuge, insbesondere eines Ultraschallsensors (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Gehäuse (4), mit einer in dem Gehäuse (4) angeordneten Leiterplatte (6) und mit einem Abschirmelement (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (6) und das Abschirmelement (8) unter Herstellung einer elektrischen Verbindung über eine Steckverbindung (10) aneinander befestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (8) und die Leiterplatte (6) im Wesentlichen in zueinander paralleler Richtung angeordnet werden und das Abschirmelement (8) und die Leiterplatte (6) in einer hierzu senkrechten Richtung (24) unter Herstellung der Steckverbindung (10) miteinander gefügt werden.