DE102006027594A1 - Ultrasonic sensor and method for producing an ultrasonic sensor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor (2) mit einer Membran (7) zur Erzeugung von Ultraschallsignalen, wobei die Membran (7) einen Membranboden (8) aufweist, auf dem eine Materialschicht (20) angeordnet ist, wobei die Materialschicht (20) durch eine Folie (10) gebildet oder Teil einer Folie (10) ist und dass die Folie (10) mit dem Membranboden (8) verbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallsensors (2).The invention relates to an ultrasonic sensor (2) with a membrane (7) for generating ultrasonic signals, wherein the membrane (7) has a membrane bottom (8), on which a material layer (20) is arranged, wherein the material layer (20) by a Foil (10) is formed or part of a film (10) and that the film (10) is connected to the diaphragm bottom (8). The invention further relates to a method for producing an ultrasonic sensor (2).
Description
Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor mit einer Membran zur Erzeugung von Ultraschallsignalen, wobei die Membran einen Membranboden aufweist, auf dem eine Materialschicht angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallsensors.The The invention relates to an ultrasonic sensor with a membrane for Generation of ultrasonic signals, wherein the membrane has a membrane bottom, on which a material layer is arranged. The invention relates Furthermore, a method for producing an ultrasonic sensor.
Bekannte Ultraschallsensoren weisen eine Membran auf, die üblicherweise topfförmig ausgebildet ist und einen Membranboden aufweist, der über einen Piezo-Wandler in Schwingung versetzt wird, so dass der Membranboden Ultraschallsignale aussenden und empfangen kann. Die auf dem Membranboden angeordnete Materialschicht dient einerseits dem Schutz des Membranbodens und hat andererseits den Zweck, den Ultraschallsensor optisch möglichst unauffällig in eine Einbauumgebung an einem Kraftfahrzeug integrieren zu können.Known Ultrasonic sensors have a membrane, which is usually cup-shaped is formed and has a membrane bottom, which has a Piezo transducer is vibrated so that the diaphragm bottom ultrasonic signals send and receive. The arranged on the diaphragm bottom Material layer serves on the one hand the protection of the membrane bottom and On the other hand, it has the purpose of making the ultrasonic sensor optically as possible inconspicuous to integrate into an installation environment on a motor vehicle.
Es besteht Bedarf nach einer besonders wirtschaftlichen Fertigung dieser Sensoren. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ultraschallsensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der besonders wirtschaftlich herstellbar ist.It There is a need for a particularly economical production of these Sensors. On this basis, the present invention is the Task based, an ultrasonic sensor of the aforementioned To create kind, which is particularly economically producible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Materialschicht durch eine Folie gebildet oder Teil einer Folie ist und dass die Folie mit dem Membranboden verbunden ist.These Task is inventively characterized solved, that the material layer formed by a film or part of a Film is and that the film is connected to the diaphragm bottom.
Dadurch, dass die Materialschicht durch eine Folie bereitgestellt ist, lässt sich in besonders wirtschaftlicher Weise ein Ultraschallsensor herstellen, der auch höchsten optischen Ansprüchen genügt. Die Folie ermöglicht es, Ultraschallsensoren in großen Stückzahlen herzustellen, um dann den Membranboden dieses Ultraschallsensors mit einer Folie zu verbinden, die farblich an die Einbauumgebung an einem Kraftfahrzeug angepasst sein kann.Thereby, that the material layer is provided by a film, can be produce in a particularly economical manner, an ultrasonic sensor, the also highest optical claims enough. The Slide allows it, ultrasonic sensors in large numbers then the diaphragm bottom of this ultrasonic sensor to connect with a foil that matches the color of the installation environment can be adapted to a motor vehicle.
Die Folie ermöglicht es außerdem, eine Trägerfläche für nachträglich aufgebrachte Deckschichten zu bilden. Somit können auch solche Ultraschallsensoren optisch unauffällig in ihre Einbauumgebung integriert werden, deren Materialien einen direkten Auftrag einer Deckschicht – also ohne Verwendung einer Folie – nicht zulassen.The Slide allows it also a carrier surface for subsequently applied To form cover layers. Thus, you can Even such ultrasonic sensors optically inconspicuous integrated into their installation environment whose materials are a direct application of a topcoat - ie without Use of a foil - not allow.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zur Verbindung der Folie mit dem Membranboden eine Klebeschicht vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine zuverlässige Befestigung der Folie an dem Membranboden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Klebeschicht Teil der Folie ist. Die Folie kann also einen mehrschichtigen Aufbau haben, so dass sie in einfacher Weise auf den Membranboden des Ultraschallsensors aufgeklebt werden kann.Especially It is advantageous if, for connecting the film to the membrane bottom an adhesive layer is provided. This allows a reliable attachment the film on the membrane bottom. It is particularly advantageous if the adhesive layer is part of the film. The film can therefore be a multilayer Have structure so that they easily on the diaphragm bottom of the ultrasonic sensor can be glued.
Es ist möglich, dass die Folie selbst eine Sichtfläche bildet, die für einen Betrachter sichtbar ist, wenn der Ultraschallsensor in seiner Einbauumgebung montiert ist. Dies hat den Vorteil, dass weitere Fertigungsschritte nicht notwendig sind.It is possible, that the film itself forms a visible surface, which for a Viewer is visible when the ultrasonic sensor in its installation environment is mounted. This has the advantage that further manufacturing steps are not necessary.
Die Folie kann aber auch eine Trägerfläche für eine Deckschicht bilden, die ihrerseits eine Sichtfläche bildet. Somit kann mit Hilfe der Folie eine Trägerfläche geschaffen werden, die den nachträglichen Auftrag einer Deckschicht ermöglicht. Dieses Vorgehen ermöglicht es, zunächst eine hohe Stückzahl von identischen Ultraschallsensoren herstellen zu können und diese erst nachträglich zu individualisieren, indem die Ultraschallsensoren mit spezifischen Deckschichten versehen werden. Eine Deckschicht kann bspw. transparent, farbig oder schwarz sein.The However, film can also be a carrier surface for a cover layer form, which in turn forms a visible surface. Thus, with Help the slide created a carrier surface become the subsequent order a cover layer allows. This procedure allows it, first a high quantity to produce identical ultrasonic sensors and this only later to individualize by providing the ultrasonic sensors with specific cover layers become. A cover layer can, for example, transparent, colored or black be.
Auch die Folie selbst kann transparent sein. Hierdurch kann in der bereits beschriebenen Weise eine Trägerfläche für eine Deckschicht gebildet werden. Eine transparente Folie kann aber auch eine Schutzschicht für den Membranboden (und ggf. auch für weitere, angrenzende Bauteile des Ultraschallsensors) bilden und dabei den Farbeindruck, den der Membranboden und die angrenzenden Bauteile vermitteln, unbeeinflusst lassen.Also the film itself can be transparent. This can be done in the already described manner a support surface for a cover layer be formed. A transparent film can also be a protective layer for the Membrane bottom (and possibly also for form further, adjacent components of the ultrasonic sensor) and while the color impression, the membrane bottom and the adjacent Communicate components, leave uninfluenced.
Die Folie und/oder die Deckschicht kann eine Lackschicht aufweisen, was zur optisch unauffälligen Integration des Ultraschallsensors in dem Bereich eines lackierten Stoßfängers eines Kraftfahrzeugs vorteilhaft ist. Der verwendete Lack kann bspw. farbig oder schwarz sein. Auch die Verwendung eines transparenten Lacks ist möglich, bspw. um eine Schutzschicht zu bilden.The Film and / or the cover layer may have a lacquer layer, what about the visually inconspicuous integration of the ultrasonic sensor in the area of a painted bumper one Motor vehicle is advantageous. The paint used can, for example, colored or To be black. Also, the use of a transparent varnish is possible, for example to form a protective layer.
Die Folie und/oder die Deckschicht kann auch eine Metallschicht aufweisen. Dies ermöglicht die optisch unauffällige Integration des Ultraschallsensors an oder in aus Metall gebildeten Montagekörpern des Kraftfahrzeugs.The Film and / or the cover layer may also have a metal layer. This allows the visually inconspicuous Integration of the ultrasonic sensor on or in metal assembly bodies of the motor vehicle.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Metallschicht zumindest anteilig aus Chrom gebildet ist, so dass ein Ultraschallsensor auch in verchromten Einbauumgebungen optisch unauffällig integriert werden kann. Dabei kann die Metallschicht aus Glanzchrom oder Mattchrom gebildet sein. Sie kann auch mehrere Chromlagen, insbesondere aus Glattchrom und/oder Mattchrom, aufweisen. Beispielsweise kann mit Hilfe einer Mattchromlage ein mechanisch stabiler Träger für eine darauf angeordnete Glanzchromlage gebildet werden, wobei die Glanzchromlage eine besonders hochwertige Sichtfläche bildet.Especially It is advantageous if the metal layer at least partially from Chromium is formed, so that an ultrasonic sensor also in chrome Installation environments visually inconspicuous can be integrated. In this case, the metal layer of bright chrome or Matt chrome be formed. It can also have several chrome layers, in particular made of smooth chrome and / or matt chrome. For example, can with the help of a matt chrome layer, a mechanically stable support for one on it arranged Glanzchromlage be formed, wherein the Glanzchromlage forms a particularly high-quality visible surface.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Folie sich über den Membranboden so weit hinaus erstreckt, dass ein die Membran umfassendes Entkopplungsmaterial zumindest abschnittsweise abgedeckt ist. Das Entkopplungsmaterial ermöglicht es, die Membran schwingungstechnisch von dem Gehäuse des Ultraschallsensors zu entkoppeln. Dadurch, dass auch dieses Entkopplungsmaterial von einem Abschnitt der Folie abgedeckt ist, kann das Entkopplungsmaterial vor mechanischen Einflüssen geschützt werden. Dies ist bspw. von besonderer Bedeutung für die Möglichkeit, den Ultraschallsensor und dessen Einbauumgebung auch mit einem Dampfstrahler reinigen zu können, ohne dass Wasser oder Wasserdampf in einen Bereich zwischen der Membran und dem Entkopplungsmaterial eindringen kann. Durch die gute Schutzwirkung wird außerdem die Verwendung eines relativ weichen Entkopplungsmaterials ermöglicht.According to a development of the invention, it is provided that the film extends so far beyond the membrane bottom that a decoupling material comprising the membrane at least is covered in sections. The decoupling material makes it possible to vibrationally decouple the membrane from the housing of the ultrasonic sensor. The fact that this decoupling material is covered by a portion of the film, the decoupling material can be protected from mechanical influences. This is for example of particular importance for the possibility of being able to clean the ultrasonic sensor and its installation environment with a steam jet without water or water vapor can penetrate into a region between the membrane and the decoupling material. The good protective effect also allows the use of a relatively soft decoupling material.
Wenn sich die Folie über den Membranboden so weit hinaus erstreckt, dass ein Gehäuse des Ultraschallsensors zumindest abschnittsweise abgedeckt ist, kann die Schutzwirkung weiter verbessert werden. Beispielsweise kann ein Eindringen von Wasser oder Schmutz in einen zwischen dem Entkopplungsmaterial und dem Gehäuse gebildeten Bereich verhindert werden.If the film over extends the diaphragm bottom so far out that a housing of the ultrasonic sensor is at least partially covered, the protective effect be further improved. For example, a penetration of water or dirt in between the decoupling material and the casing be prevented formed area.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallsensors, mit einer Membran zur Erzeugung von Ultraschallsignalen, wobei die Membran einen Membranboden aufweist, auf dem eine Materialschicht angeordnet wird. Das Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass die Materialschicht durch eine Folie gebildet oder Teil einer Folie ist und dass die Folie mit dem Membranboden verbunden wird.The Invention further relates to a method for producing an ultrasonic sensor, with a membrane for generating ultrasonic signals, wherein the Membrane has a membrane bottom, on which a layer of material is arranged. The method is characterized in that the Material layer is formed by a film or part of a film and that the film is connected to the membrane bottom.
Vorteilhafterweise wird die Folie auf den Membranboden aufgeklebt. Um dabei eine Klebeschicht der Folie zu schützen, ist es vorteilhaft, dass die Folie eine Schutzschicht aufweist, die entfernt werden kann, bevor die Folie mit dem Membranboden verbunden wird.advantageously, the film is glued to the membrane bottom. To get an adhesive layer to protect the film it is advantageous that the film has a protective layer, which can be removed before the film is connected to the membrane bottom becomes.
Die Folie kann aus einem flachen Endlosmaterial hergestellt sein. Dies ermöglicht eine flexible und wirtschaftliche Fertigung der Folie, die beispielsweise aus dem Endlosmaterial ausgestanzt oder lasergeschnitten werden kann. Somit kann die Folie in einfacher Weise in ihren Abmessungen an Ultraschallsensoren verschiedener Größe und/oder Geometrie angepasst werden.The Foil can be made of a flat endless material. This allows a flexible and economical production of the film, for example punched out of the endless material or laser cut can. Thus, the film in a simple manner in their dimensions adapted to ultrasonic sensors of different size and / or geometry become.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Folie so vorgeformt wird, dass sie mit dem Membranboden und mit einem Entkopplungsmaterial, das die Membran umfasst, verbunden werden kann. Die Folie kann zusätzlich oder optional so vorgeformt werden, dass sie auch mit einem Abschnitt des Gehäuses des Ultraschallsensors verbunden werden kann. Dabei ist eine besonders einfache Befestigung der Folie an dem Ultraschallsensor möglich, wenn die Folie kappenförmig vorgeformt ist.A particularly advantageous embodiment The invention provides that the film is preformed so that with the membrane bottom and with a decoupling material, the the membrane comprises, can be connected. The foil can additionally or optionally be preformed so that they also have a section of the housing of the ultrasonic sensor can be connected. There is one special easy attachment of the film to the ultrasonic sensor possible if the film cap-shaped is preformed.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird nach dem Verbinden der Folie und des Membranbodens die Folie mit einer Deckschicht versehen. Die Folie schafft also eine Trägerfläche für eine nachträglich darauf aufgebrachte Deckschicht. Die Deckschicht kann auflackiert oder galvanisch hergestellt werden. Auch ein Auftrag mittels eines Pulverbeschichtungsverfahrens oder mittels einer kathodischen Elektrotauchlackierung (KTL-Lackierung) ist möglich.To a development of the invention is after the connection of the film and the membrane bottom, the film provided with a cover layer. The film thus creates a support surface for a subsequent applied cover layer. The topcoat can be painted or be prepared galvanically. Also an order by means of a powder coating process or by cathodic electrodeposition coating (cathodic dip painting) is possible.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. 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.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description, with reference to the drawing particularly preferred embodiments are described in detail. It can be shown in the drawing as well as in the claims as well as mentioned in the description Features individually for each itself or in any combination essential to the invention.
In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:
In
Der
genaue Aufbau der Folie
Die
Klebeschicht
In
Es
versteht sich, dass die Folie
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