DE102007034412B4 - Vorrichtung zur Überwachung eines Abstands und Ultraschall-Schweißverfahren zur Fixierung der Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zur Überwachung eines Abstands und Ultraschall-Schweißverfahren zur Fixierung der Vorrichtung Download PDF

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Abstract

Eine für ein Kraftfahrzeug bestimmte Vorrichtung (1) zur Überwachung eines Abstands des Fahrzeugs von einem Objekt mittels eines Sensors zur Abstandsmessung, welche einen in einem Karosseriebereich des Kraftfahrzeugs mittels einer Anlagefläche (3) fixierbaren, den Sensor aufnehmenden Halter (2) aufweist, wobei eine der Anlagefläche (3) zugewandte Fläche des Karosseriebereichs mit mehreren Erhebungen (4) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (3) und die der Anlagefläche (3) zugewandte Fläche des Karosseriebereiches mit mehreren Erhebungen (4) ausgestattet sind und dass die Anlagefläche (3) ringförmig um den Sensor angeordnet ist, wobei die an der Anlagefläche (3) und die an der der Anlagefläche (3) zugewandten Fläche des Karosseriebereiches vorhandenen Erhebungen (4) vollständig aufgeschmolzen sind, sodass die Anlagefläche (3) gegen die der Anlagefläche (3) zugewandte Fläche des Karosseriebereiches flächig anliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine für ein Kraftfahrzeug bestimmte Vorrichtung zur Überwachung eines Abstands des Fahrzeugs von einem Objekt mittels eines insbesondere als ein Ultraschallsensor ausgeführten Sensors zur Abstandsmessung, welche einen in einem Karosseriebereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere an einem Kunststoffteil, wie beispielsweise ein Stoßfänger, mittels einer Anlagefläche fixierbaren, den Sensor aufnehmenden Halter aufweist, wobei eine der Anlagefläche zugewandte Fläche des Karosseriebereichs mit mehreren Erhebungen ausgestattet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Ultraschall-Schweißverfahren zur Fixierung der Vorrichtung sowie ein Karosseriebauteil aus Kunststoff und einen an diesem fixierbaren Sensor.
  • Eine solche Vorrichtung wird unter der Bezeichnung „Parkpilot“ oder „Park-Distance-Control“ bereits vielfach eingesetzt. Bei diesem bekannten System erfassen im hinteren oder vorderen Stoßfänger eingebaute Abstandssensoren mögliche hinter dem Fahrzeug befindliche Objekte mittels Ultraschallimpulsen nach dem Echolotprinzip. Die Sensorsignale werden in einer Auswerte- und Steuereinrichtung ausgewertet, welche die Entfernung des nächsten erkannten Objekts errechnet. Sobald die Berechnung ergibt, dass ein Hindernis weniger als beispielsweise 1,2 m von dem Fahrzeug entfernt ist, erfolgt ein Warnsignal an den Fahrzeugführer in Form eines intermittierenden Tonsignals. Die Pause zwischen einzelnen Tönen des Warnsignals verkürzt sich mit der Annäherung an das Hindernis, bis das Warnsignal bei einer Entfernung von 30 cm in einen Dauerton übergeht. Gleichzeitig kann die Entfernung optisch auf einer mehrfarbigen Anzeige angezeigt werden, die im Fond des Fahrzeugs angebracht ist.
  • Die gattungsbildende DE 197 58 075 A1 beschreibt bereits einen Ultraschall-Abstandssensor, welcher mittels einer Anlagefläche fixierbar ist, wobei eine der Anlagefläche zugewandte Fläche des Karosseriebereiches mit mehreren Erhebungen ausgestattet ist. Die Erhebungen werden durch Aussparungen des Sensorhalters hindurchgeführt und anschließend durch thermische Einwirkung verformt oder verschweißt, sodass eine Hinterschneidung, also ein Formschluss, entsteht. Die Fixierung wird durch die entstehende Hinterschneidung gebildet.
  • Durch die DE 198 43 564 A1 wird eine entsprechende Warneinrichtung zur Überwachung eines Abstands eines Fahrzeugs von einem Objekt beschrieben, bei der zusätzlich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird, um ein Fernbereichs-Warnsignal auszugeben, obwohl der ermittelte Abstand größer als ein Grenzwert ist, wenn dennoch eine Kollisionsgefahr vorhanden ist.
  • Es sind weiterhin Abstandswarnanlagen an Kraftfahrzeugen, beispielsweise mit Ultraschall-Abstandsmesseinheiten aus der DE 198 21 929 A1 oder der DE 195 28 474 A1 , bekannt. Diese werden entweder lediglich im Heckbereich oder im Heckbereich sowie im Frontbereich des jeweiligen Kraftfahrzeugs angebracht.
  • Darüber hinaus sind solche Vorrichtungen auch als Parklückenvermessungssysteme (PLV) sowie semiautonome oder vollautonome Parkassistenten, beispielsweise aus der DE 102 58 310 A1 oder aus der DE 103 20 723 A1 , bekannt. Auch aus der DE 102 57 722 A1 ist als Fahrerassistenzsystem eine Einparkhilfe der eingangs genannten Art bekannt, mit der ein Fahrer eines Fahrzeugs bei der Erkennung von geeigneten Parklücken unterstützt werden kann. Bei einem Einparkvorgang ist es zunächst eine wesentliche Aufgabe des Fahrers, abzuschätzen, ob eine potentielle Parklücke für ein Einparken mit seinem Fahrzeug in Länge und Tiefe bzw. Breite ausreichend groß ist und ob das Fahrzeug somit sicher in diese Parklücke eingeparkt werden kann.
  • Zu den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen sind bereits verschiedene Verfahren zur Fixierung der Sensoren in dem jeweils geeigneten Karosseriebereich, insbesondere einem Stoßfänger des Kraftfahrzeugs bekannt. Beispielsweise werden diese mit einem entsprechenden Halter mittels einer Adhäsionsverbindung, insbesondere einem beidseitig klebenden Pad, an einer Stoßfängerabdeckung befestigt.
  • Weiterhin ist es auch bekannt, den Halter mittels eines Ultraschall-Schweißverfahrens an der Karosserie zu befestigen. Hierzu sind die korrespondierenden Flächen der Anlagefläche sowie des Karosseriebereichs glattflächig ausgeführt, um so die Kontaktfläche so groß wie möglich zu gestalten. Als nachteilig erweist sich jedoch dabei, dass es durch den Energieeintrag beim Aufschmelzen der Kontaktfläche auf der sichtbaren Seite des Karosseriebereichs zu einer Beeinträchtigung des optischen Erscheinungsbildes kommen kann.
  • Man könnte daran denken, diesem unerwünschten Effekt durch eine größere Materialstärke in diesem Karosseriebereich entgegenzutreten. Dies führt jedoch zu einem höheren Materialeinsatz und damit zu erhöhten Herstellungskosten und einem höheren Fahrzeuggewicht.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fixierung zu erleichtern. Weiterhin soll ein einfaches Ultraschall-Schweißverfahren zur Fixierung der Vorrichtung geschaffen werden.
  • Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche 2 bis 8 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Vorrichtung.
  • Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, bei welcher die Anlagefläche oder eine der Anlagefläche zugewandten Fläche des Karosseriebereichs mit mehreren Erhebungen ausgestattet ist und die Anlagefläche ringförmig um den Sensor angeordnet ist, wobei die an der Anlagefläche und die an der der Anlagefläche zugewandten Fläche des Karosseriebereiches vorhandenen Erhebungen vollständig aufgeschmolzen sind, sodass die Anlagefläche gegen die der Anlagefläche zugewandte Fläche des Karosseriebereiches flächig anliegt. Hierdurch wird die Fixierung der Vorrichtung dadurch wesentlich verkleinert, dass im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die Kontaktfläche flach ausgeführt ist, die erfindungsgemäße Anlagefläche und auch der korrespondierende Karosseriebereich mit Erhebungen ausgestattet sind. Diese bewirken eine wesentliche Reduzierung der zum Aufschmelzen oder Erweichen erforderlichen Dauer der Ultraschall-Einwirkungen und damit des erforderlichen Energieeintrages. Das Aufschmelzen ist dabei im Wesentlichen auf die Erhebungen beschränkt, sodass eine unerwünschte Beeinträchtigung der Beschaffenheit des Karosseriebereichs ausgeschlossen ist, ohne dass hierzu die Materialstärke angepasst werden müsste. Zugleich werden durch das geringere Schmelzvolumen erheblich kürzere Fertigungszeiten realisiert.
  • Die Flächenbedeckung der Erhebungen kann zwischen 5% und 100% betragen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die Erhebungen als Noppen ausgeführt sind und beispielsweise regelmäßige zylindrische Vorsprünge aufweisen, die einem Anteil zwischen 20% und 90 %, insbesondere zwischen 30% und 40%, der Grundfläche der Anlagefläche entsprechen. Aufgrund der einwirkenden Ultraschall-Schwingung werden diese in kurzer Zeit vollständig aufgeschmolzen und bilden so die zur dauerhaften Fixierung erforderliche Kontaktfläche. Durch die reduzierte wirksame Reibfläche wird zugleich der Energieaufwand des Ultraschall-Verfahrens vermindert.
  • Typischerweise können 3 bis 300 Erhebungen vorgesehen sein, wobei sich in der Praxis 20 bis 100 und vorzugsweise 30 bis 60 Erhebungen als besonders zweckmäßig erwiesen haben. Diese weisen einen Durchmesser sowie eine Höhe zwischen 0,1 mm und 3 mm auf. Als vorteilhaft hat sich dabei auch ein Durchmesser sowie eine Höhe zwischen 0,3 mm und 1,5 mm, insbesondere zwischen 0,6 mm und 1,3 mm erwiesen.
  • Die Erhebungen könnten zumindest abschnittsweise die Gestalt einer Pyramide, eines Tetraeders oder dergleichen aufweisen. Besonders praxisgerecht ist es hingegen, wenn die Erhebungen eine symmetrische, insbesondere konische oder kegelförmige Beschaffenheit aufweisen und somit einen schnellen Schmelzprozess wesentlich begünstigen.
  • Dabei erweist es sich als besonders sinnvoll, wenn die Erhebungen übereinstimmend ausgeführt sind, sodass die Erhebungen gleichmäßig erweichen bzw. schmelzen und somit die Fixierung an der Anlagefläche mit reproduzierbarer Genauigkeit erfolgen kann.
  • Dadurch, dass die Anlagefläche ringförmig um den Sensor und die Erhebungen vorrangig gleich verteilt an der Anlagefläche angeordnet sind, wird die Fixierung weiter verbessert, indem ein im Wesentlichen symmetrischer Aufbau und ebensolche Fixierkräfte realisiert werden.
  • Die Fixierung setzt lediglich eine Ausnehmung, beispielsweise ein gestanztes Loch, in dem lackierten oder unlackierten Karosserieelement voraus, in welches die Halterung einsetzbar ist. Besonders praxisnah ist es, wenn die Erhebungen gegen einen für den Betrachter von außen nicht sichtbaren rückwärtigen Bereich des Karosseriebereichs anlegbar sind, sodass das äußere Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugs nicht oder nur sehr geringfügig beeinträchtigt wird.
  • Der Halter kann grundsätzlich an einer beliebigen, geeigneten Position an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angebracht werden. Besonders sinnvoll ist hingegen eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher der Karosseriebereich als ein Stoßfänger ausgeführt ist, in welchem der Halter in einer vorderen, hinteren oder auch in einer seitlichen Position angeordnet werden kann, um so die verschiedenen Anforderungen unterschiedlicher Abstands-Kontrolleinrichtungen erfüllen zu können.
  • Grundsätzlich können die Erhebungen aus einem beliebigen, zur Durchführung von Ultraschall-Schweißverfahren geeigneten Material bestehen. Besonders zweckmäßig ist neben dem thermoplastischen Werkstoff ABS auch eine Weiterbildung, bei welcher die Erhebungen aus einem Thermoplast, insbesondere Polypropylen, bestehen.
  • Die zweitgenannte Aufgabe, ein Ultraschall-Schweißverfahren zur Fixierung einer für ein Kraftfahrzeug bestimmten Vorrichtung zur Überwachung, welche mit einer Anlagefläche eines einen Sensor aufnehmenden Halters an einem Karosseriebereich des Kraftfahrzeugs verschweißt wird, zu schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass an der Anlagefläche und an der der Anlagefläche zugewandten Fläche des Karosseriebereiches vorhandene Erhebungen vollständig aufgeschmolzen oder erweicht werden, bis die Anlagefläche gegen den Frontbereich flächig anliegt, sodass der Aufschmelzprozess auf die Erhebungen beschränkt und somit eine unerwünschte Beeinträchtigung der Anlagefläche, insbesondere des Karosseriebereichs, zuverlässig vermieden werden kann. Die Qualität der derart mit dem Karosseriebereich verbundenen Halterung wird dadurch wesentlich verbessert, wobei nach dem Stand der Technik auftretende Einfallstellen auf der Sichtseite des Karosseriebereichs vermieden werden. Eine Erhöhung der Wandstärke in diesem Bereich ist dabei grundsätzlich nicht erforderlich.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer perspektivischen Darstellung in
    • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Halter;
    • 2 eine vergrößerte Darstellung des Halters der in der 1 gezeigten Vorrichtung.
  • Die 1 und 2 zeigen in einer perspektivischen Darstellung eine für ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug bestimmte Vorrichtung 1 zur Überwachung eines Abstands des Kraftfahrzeugs von einem Objekt. Hierzu hat die Vorrichtung 1 einen nicht gezeigten Sensor zur Abstandsmessung, welcher in einem Karosseriebereich des Kraftfahrzeugs mittels eines Halters 2 fixierbar ist. Dieser Halter 2 ist seinerseits mit seiner Anlagefläche 3 an dem Karosseriebereich durch ein Ultraschall-Schweißverfahren unlösbar fixiert. Um dabei eine unerwünschte Beeinträchtigung der Beschaffenheit des Karosseriebereichs auszuschließen, ohne dass hierzu die Materialstärke angepasst werden muss, und zugleich kürzere Fertigungszeiten zu realisieren, ist die Anlagefläche 3 mit mehreren, gegen den Karosseriebereich anlegbaren, abschnittsweise konischen Erhebungen 4 ausgestattet und der Schmelzprozess mittels des Ultraschall-Schweißverfahrens im Wesentlichen auf diese Erhebungen 4 beschränkt.

Claims (9)

  1. Eine für ein Kraftfahrzeug bestimmte Vorrichtung (1) zur Überwachung eines Abstands des Fahrzeugs von einem Objekt mittels eines Sensors zur Abstandsmessung, welche einen in einem Karosseriebereich des Kraftfahrzeugs mittels einer Anlagefläche (3) fixierbaren, den Sensor aufnehmenden Halter (2) aufweist, wobei eine der Anlagefläche (3) zugewandte Fläche des Karosseriebereichs mit mehreren Erhebungen (4) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (3) und die der Anlagefläche (3) zugewandte Fläche des Karosseriebereiches mit mehreren Erhebungen (4) ausgestattet sind und dass die Anlagefläche (3) ringförmig um den Sensor angeordnet ist, wobei die an der Anlagefläche (3) und die an der der Anlagefläche (3) zugewandten Fläche des Karosseriebereiches vorhandenen Erhebungen (4) vollständig aufgeschmolzen sind, sodass die Anlagefläche (3) gegen die der Anlagefläche (3) zugewandte Fläche des Karosseriebereiches flächig anliegt.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (4) als Noppen ausgeführt sind.
  3. Vorrichtung (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (4) eine symmetrische Beschaffenheit aufweisen.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (4) übereinstimmend ausgeführt sind.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (4) gleichverteilt an der Anlagefläche (3) angeordnet sind.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (4) gegen einen für den Betrachter von außen nicht sichtbaren rückwärtigen Bereich des Karosseriebereichs anlegbar sind.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Karosseriebereich als ein Stoßfänger ausgeführt ist.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (4) aus einem Thermoplast bestehen.
  9. Ultraschall-Schweißverfahren zur Fixierung einer für ein Kraftfahrzeug bestimmte Vorrichtung (1) zur Überwachung nach Anspruch 1, welche mit einer Anlagefläche (3) eines einen Sensor aufnehmenden Halters (2) an einem Karosseriebereich des Kraftfahrzeugs verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anlagefläche (3) und an der der Anlagefläche (3) zugewandten Fläche des Karosseriebereiches vorhandene Erhebungen (4) vollständig aufgeschmolzen oder erweicht werden, bis die Anlagefläche (3) gegen die der Anlagefläche (3) zugewandte Fläche des Karosseriebereiches flächig anliegt.
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