DE102008038225B4 - Ultrasonic generating device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Bei einer Vorrichtung zur Ultraschallerzeugung mit einem elektrischen Ultraschall-Wandler (2), der an eine Innenseite (4) einer zur Befestigung an der Außenseite einer Fahrzeugkarosserie ausgebildeten Fahrzeug-Komponente (2) zur Ausstrahlung nach außen mechanisch gekoppelt ist, ist vorgesehen, dass die Fahrzeug-Komponente (2) als vorgeformte und an ihrer Rückseite mit einer Versteifung versehene Lackfolie (7) ausgebildet ist, wobei an der Innenseite in der Versteifung (8) mindestens eine die Rückseite der Lackfolie (7) freilassende Öffnung (9) ausgebildet ist, und der Ultraschall-Wandler (3) in die Öffnung (9) eingesetzt ist und dort mit der Rückseite der Lackfolie (7) schwingungsübertragend gekoppelt ist.In a device for ultrasound generation with an electric ultrasonic transducer (2), which is mechanically coupled to an inner side (4) of a trained for attachment to the outside of a vehicle body vehicle component (2) for transmission to the outside, it is provided that the Vehicle component (2) as a preformed and provided on its back with a stiffening paint film (7) is formed, wherein on the inside in the stiffener (8) at least one of the back of the paint film (7) exposed opening (9) is formed and the ultrasonic transducer (3) is inserted into the opening (9) and there is coupled to transmit vibration to the back of the paint film (7).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ultraschallerzeugung mit einem elektrischen Ultraschall-Wandler, der an eine Innenseite einer zur Befestigung an der Außenseite eine Fahrzeugkarosserie ausgebildeten Fahrzeug-Komponente zur Ausstrahlung nach außen mechanisch gekoppelt ist. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zur Ultraschallerzeugung, wobei ein elektrischer Ultraschall-Wandler, der an eine Innenseite einer zur Befestigung an der Außenseite eine Fahrzeugkarosserie ausgebildeten Fahrzeug-Komponente zur Ausstrahlung nach außen mechanisch gekoppelt wird.The The invention relates to a device for ultrasound generation with an electric ultrasonic transducer attached to an inside one for attachment to the outside a vehicle body formed vehicle component for broadcast outward is mechanically coupled. The invention further relates to a method for producing a device for ultrasound generation, being an electric ultrasonic transducer attached to an inside one for attachment to the outside a vehicle body formed vehicle component for broadcast outward is mechanically coupled.
Im Stand der Technik ist es bekannt, Fahrzeuge mit Distanz- und/oder Parkabstandssensoren auszurüsten. Diese Sensoren umfassen meist piezoelektrische Wandler aus Quarz oder Blei-Zirkonat-Titanat- bzw. PZT-Keramik gebildet und senden i. d. R. ein Messsignal im Ultraschallbereich aus, also zwischen 20 kHz und 1 GHz. Wird das ausgesandte Messsignal von einem Objekt reflektiert, empfängt man ein Reflexsignal, und die Laufzeit zwischen Senden und Empfangen in der Umgebungsluft kann in eine Entfernung umgerechnet werden, womit eine Distanzmessung realisiert ist. Eine so gemessene Distanz wird dem Fahrer z. B. beim Einparken mittels graphischer Darstellungen auf einem Display im Armaturenbrett und/oder durch Piepstöne angezeigt.in the It is known in the prior art to equip vehicles with distance and / or parking distance sensors. These Sensors usually comprise quartz or piezoelectric transducers Lead zirconate titanate or PZT ceramic formed and send i. d. R. a measurement signal in Ultrasonic range, ie between 20 kHz and 1 GHz. Will that be If the emitted measuring signal is reflected by an object, one receives a reflex signal, and the transit time between sending and receiving in the ambient air can be converted into a distance, with which a distance measurement is realized. Such a measured distance is the driver z. B. when parking by means of graphical representations on a display in the dashboard and / or displayed by beeps.
Moderne Fahrzeuge sind mit Parkassistenzsystemen ausgerüstet, welche viele dieser Wandler umfassen, die dann im vorderen und/oder hinteren Stoßfänger des Fahrzeuges angeordnet sind.modern Vehicles are equipped with parking assistance systems, which include many of these converters, then arranged in the front and / or rear bumper of the vehicle are.
Damit
die Sensoren den Außenraum
abfühlen
können,
sind sie üblicherweise
in Löcher
in den Stoßfängern eingesetzt,
wie dies beispielsweise in der
Eine Schwierigkeit beim verdeckten Einbau der Wandler ist zum einen die Sicherstellung eines effektiven Schalldurchgangs durch das Stoßfängermaterial mit maximaler akustischer Empfindlichkeit. Zum anderen ist das Problem der gegenseitigen Beeinflussung von benachbarten Sensoren zu beachten, bei dem Schall durch das Stoßfängermaterial als Körperschall zum benachbarten Sensor gelangt, wodurch falsche Reflexe vorgetäuscht werden können.A Difficulty in the hidden installation of the converter is the one Ensuring an effective sound passage through the bumper material with maximum acoustic sensitivity. The other is the problem to observe the mutual influence of neighboring sensors, at the sound through the bumper material as a structure-borne noise gets to the adjacent sensor, which fake false reflexes can.
Die
gattungsbildende
Eine
Befestigungskonstruktion für
Ultraschallsensoren ist weiterhin in
Der Ultraschallsensor schließt einen Ultraschallwandler und eine schwingende Oberfläche ein. Eine Innenfläche des Wandelelements weist einen Befestigungsabschnitt auf, an dem der Ultraschallsensor befestigt wird, einen Kontaktabschnitt, mit dem der Ultraschallwandler in Kontakt steht, und einen Abschnitt mit einer Positionierungsmarkierung, die die Position des Befestigungsabschnitts anzeigt. Eine Außenfläche des Wandelelements besitzt einen Schwingungsabschnitt als schwingende Fläche des Ultraschallsensors. Der Schwingungsabschnitt ist dem Kontaktabschnitt gegenüberliegend angeordnet. Der Ultraschallsensor kann exakt in einer gewünschten Position auf dem Wandelelement ohne Reduzierung einer Sensorcharakteristik befestigt werden, weil der Abschnitt mit einer Positionierungsmarkierung den Kontaktabschnitt nicht überlappt.Of the Ultrasonic sensor closes an ultrasonic transducer and a vibrating surface. A palm the conversion element has a fastening portion, on which the ultrasonic sensor is attached, a contact portion, with the the ultrasonic transducer is in contact, and a section with a positioning mark showing the position of the mounting portion displays. An outer surface of the Converting element has a vibration section as a vibrating area of the ultrasonic sensor. The vibration section is the contact section opposite arranged. The ultrasonic sensor can be exactly in a desired Position on the conversion element without reducing a sensor characteristic be attached because of the section with a positioning mark does not overlap the contact section.
In
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ultraschallerzeugung und ein Herstellverfahren für eine solche Vorrichtung anzugeben, die gegenüber dem Verfahren und der Vorrichtung aus der genannten gattungsbildenen Schrift einfacher herzustellen ist, ohne dass Abstriche an der Funktionsfähigkeit gemacht werden müssen.Of the Invention is based on the object, a device for ultrasonic generation and a manufacturing method for to provide such a device, compared to the method and the device easier to produce from the generic type mentioned font is without having to sacrifice functionality.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zur Ultraschallerzeugung mit einem elektrischen Ultraschall-Wandler, der an eine Innenseite einer zur Befestigung an der Außenseite einer Fahrzeugkarosserie ausgebildeten Fahrzeug-Komponente zur Ausstrahlung nach außen mechanisch gekoppelt ist, gelöst, bei der die Fahrzeug-Komponente als vorgeformte und an der Rückseite mit einer Versteifung versehene Lackfolie ausgebildet ist, wobei an der Innenseite der Fahrzeug-Komponente in der Versteifung mindestens eine die Rückseite der Lackfolie freilassende Öffnung ausgebildet ist, und der Ultraschall-Wandler in die Öffnung eingesetzt ist und dort mit der Rückseite der Lackfolie schwingungsübertragend gekoppelt ist.These Task is according to the invention with a Apparatus for ultrasonic generation with an ultrasonic electric transducer, to an inside of a for attachment to the outside a vehicle body formed vehicle component for broadcasting outward mechanically coupled, solved, when the vehicle component as preformed and at the back formed with a stiffening paint film is formed, wherein on the inside of the vehicle component in the stiffener at least one the back the paint film exposed opening is formed, and the ultrasonic transducer inserted into the opening is there and there with the back the paint film vibration transmitting is coupled.
Die Aufgabe wird weiter erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zur Ultraschallerzeugung, wobei ein elektrischer Ultraschall-Wandler, der an eine Innenseite einer zur Befestigung an der Außenseite eine Fahrzeugkarosserie ausgebildeten Fahrzeug-Komponente zur Ausstrahlung nach außen mechanisch gekoppelt wird, wobei eine Lackfolie vorgeformt wird, die vorgeformte Lackfolie zur Ausbildung der Fahrzeug-Komponente an ihrer Rückseite versteift wird, wobei mindestens eine die Rückseite der Lackfolie freilassende Öffnung ausgebildet wird, und der Ultraschall-Wandler in die Öffnung eingesetzt und dort mit der Rückseite der Lackfolie schwingungsübertragend gekoppelt wird.The The object is further achieved according to the invention with a method for Producing a device for ultrasonic generation, wherein a electric ultrasonic transducer attached to an inside of a Attachment to the outside a vehicle body formed vehicle component for broadcast outward mechanically coupled, wherein a paint film is preformed, the preformed paint film to form the vehicle component on her back is stiffened, wherein at least one the back of the paint film exposed opening formed and the ultrasonic transducer is inserted into the opening and there with the back the paint film coupled vibrationally becomes.
Die Vorrichtung kann als mindestens einen Ultraschall-Wandler aufweisende Fahrzeug-Komponente aufgefasst werden. Analoges gilt für das Herstellverfahren.The Device may have as at least one ultrasonic transducer Vehicle component can be understood. The same applies to the manufacturing process.
Die Versteifung weist eine Hinterschäumung oder Hinterspritzung auf und sie weist ein Material mit schalldämpfender Eigenschaft auf. Auch kann in einer Wei terbildung ein schalldämpfendes Material, insbesondere Quarzmehl, Aluminiumoxid oder Wolframpulver eingelagert werden.The Stiffening has a foam or Back injection on and she has a material with sound-absorbing Property on. Also, in a Wei terbildung a sound-absorbing Material, in particular quartz powder, alumina or tungsten powder be stored.
Die Befestigung des Ultraschall-Wandlers muss sicherstellen, dass eine gute Schallkopplung mit der Lackfolie gegeben ist. Dies kann besonders einfach dadurch erreicht werden, dass der Ultraschall-Wandler mit der Rückseite der Lackfolie verklebt ist. Eine besonders einfache und kostengünstige Variante der Verklebung ist die Verwendung eines Doppelklebebandes.The Attaching the ultrasonic transducer must ensure that one good sound coupling with the paint film is given. This can be very easy be achieved by the ultrasonic transducer with the back the paint film is glued. A particularly simple and inexpensive variant Bonding is the use of a double-sided adhesive tape.
Die Dicke der Lackfolie sollte eine möglichst gute Schalldurchlässigkeit bei ausreichender Reststabilität der Lackfolie im Bereich der Öffnung gewährleisten. Dies ist bei einer Dicke zwischen 2 und 0,5 mm der Fall. Um eine möglichst gute Schallabstrahlung bzw. Schalldetektion zu erreichen, sollte darüber hinaus die Dicke der Lackfolie zumindest im Bereich der Öffnung möglichst gleichförmig sein.The Thickness of the paint film should have the best possible sound transmission with sufficient residual stability the paint film in the area of the opening guarantee. This is the case with a thickness between 2 and 0.5 mm. To one preferably good sound radiation or sound detection should be achieved about that In addition, the thickness of the paint film at least in the region of the opening as possible uniform be.
Die Ausgestaltung des Stoßfängers als versteifte, z. B. hinterschäumte und/oder hinterspritzte Lackfolie hat den Vorteil, dass damit wesentliche akustische Anforderungen erfüllt werden können, die beim verdeckten Einbau von Ultraschall-Wandlern als Parkdistanzsensoren unabdingbar sind.The Design of the bumper as stiffened, z. B. backfoamed and / or back-sprayed paint film has the advantage that thus essential acoustic requirements fulfilled can be which is indispensable for concealed installation of ultrasonic transducers as parking distance sensors are.
Deshalb werden beim Versteifen (z. B. durch Hinterspritzen bzw. Hinterschäumen) die für den verdeckten Einbau der Wandler vorgesehenen Montagestellen an der Innenseite der Lackfolie durch entsprechende Werkzeuggestaltung freigehalten bzw. ausgespart von verstärkendem Material. Die Wandler werden direkt an die Rückseite der Lackfolie montiert. Beispielsweise kann der Wandler an der ausgesparten Rückseite der Lackfolie mittels doppelseitigem Klebeband befestigt werden, das sowohl ein gute Schallkopplung als auch eine langzeitbeständige und witterungsfeste Befestigung gewährleistet, die bei Bedarf aber auch leicht und zerstörungsfrei wieder lösbar ist.Therefore when stiffening (eg., By injection molding or Hinterschäumen) the for the concealed installation of the converter provided mounting points at the Inside of the paint film by appropriate tool design kept free or omitted from reinforcing material. The converters will be directly to the back the paint film mounted. For example, the transducer can be recessed at the back the paint film are attached by means of double-sided adhesive tape, that both a good sound coupling as well as a long-term stable and weatherproof attachment ensures that if necessary but also easily and non-destructively releasable again.
Die von dem Wandler ausgehenden Ultraschallwellen müssen nicht den ganzen Stoßfänger durchdringen, sondern nur die relativ dünne Lackfolie, die in der Regel eine konstante Dicke und konstante Materialeigenschaften aufweist. Damit wird sichergestellt, dass der Wandler mit hoher Effektivität und Erkennungssicherheit arbeitet, weil die Ultraschallwellen beim Durchgang durch den Stoßfänger nur gering gedämpft bzw. abgeschwächt werden. Ein Vorteil ist die gleichmäßige und vorab prüfbare Dicke der Lackfolie, wodurch der Wandler mit geringer Exemplarstreuung seiner akustischen Kennwerte und damit sehr gleichmäßig und reproduzierbar arbeitet.The ultrasonic waves emanating from the transducer do not have to penetrate the entire bumper, but only the relatively thin Paint film, which usually has a constant thickness and constant material properties having. This ensures that the converter with high Effectiveness and Detection security works because the ultrasonic waves pass through through the bumper only slightly dampened or weakened become. An advantage is the uniform and pre-testable thickness of the Paint film, causing the converter with low copy dispersion of his acoustic characteristics and thus very uniform and reproducible works.
Die Lackfolie weist beispielsweise eine Dicke von ungefähr einem Millimeter auf, wodurch sie einerseits eine ausreichende mechanische Festigkeit und Robustheit des Stoßfängers an der ausgesparten Montagestelle für die Wandler hat und hinreichend dünn ist, um einen effektiven Schalldurchgang zu ermöglichen.The Paint film has, for example, a thickness of about one Millimeter, whereby on the one hand a sufficient mechanical Strength and robustness of the bumper at the recessed mounting position for the Transducer has and sufficiently thin is to allow an effective sound passage.
Ein weiterer großer Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbaus des Stoßfängers als verstärkte, z. B. hinterspritzte oder hinterschäumte Lackfolie besteht darin, dass damit sehr effektiv eine unvorteilhafte gegenseitige Beeinflussung von benachbarten Wandlern über Körperschallsignale durch das Stoßfängermaterial vermieden bzw. unterdrückt ist. Durch die Wahl eines geeigneten Kunststoff- bzw. Schaumstoffmaterials sowie durch die geometrische Anordnung dieses Materials im Bauteil ergeben sich vielfältige Möglichkeiten zur effektiven Körperschallunterdrückung. So kann man beispielsweise besonders gut schalldämpfendes Material einsetzen, dessen schalldämpfende Wirkung durch geeignete Füllstoffe wie beispielsweise Quarzmehl, Aluminiumoxidpulver oder Wolframpulver noch verstärkt werden kann. Durch eine vorteilhafte geeignete Kombination von Materialien und Geometrie-Anordnungen dieser Materialien ist die Wirksamkeit der Körperschallunterdrückung zusätzlich verstärkt und gleichzeitig die Anforderung an den Stoßfänger als stoß- und schockabsorbierendes Bauteil erfüllt, denn vie le gut schalldämpfenden Materialien haben gleichzeitig auch gute stoßabsorbierende Eigenschaften.Another great advantage of the construction of the bumper according to the invention as reinforced, z. B. back-injected or foamed-back paint film is that thus very effectively avoided unfavorable mutual interference of adjacent transducers on structure-borne noise signals by the bumper material or suppressed. By the Choice of a suitable plastic or foam material as well as the geometric arrangement of this material in the component provide many opportunities for effective structure-borne sound suppression. So you can, for example, particularly good sound-absorbing material used whose sound-absorbing effect can be enhanced by suitable fillers such as quartz powder, alumina powder or tungsten powder. By an advantageous suitable combination of materials and geometry arrangements of these materials, the effectiveness of the structure-borne noise suppression is further enhanced and at the same time meets the requirement for the bumper as a shock and shock absorbing component, because many good sound-absorbing materials also have good shock absorbing properties.
Die
Ultraschall-Wandlereinheit kann auch zusätzlich zur Klebung per Haltevorrichtung
entsprechend
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combinations, but also in others Combinations or stand alone, without the frame to leave the present invention.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung noch näher erläutert.following For example, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
Die
Figur zeigt einen Längsschnitt
durch eine Ausführungsform
eines Stoßfängers eines
Kraftfahrzeuges, der hier ein Beispiel für eine Fahrzeug-Außen-Komponente
ist, die an der Außenseite
einer Fahrzeugkarosserie angebracht ist. Die Vorrichtung
Der
Stoßfänger
Der
Stoßfänger
Für die Ultraschall-Wandlereinheit
Da
der Ultraschall-Wandler
Natürlich ist
die vorliegende Beschreibung nicht auf einen Stoßfänger
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Kunststoff-StoßfängerPlastic bumpers
- 33
- Ultraschall-WandlereinheitUltrasonic transducer unit
- 44
- Innenseiteinside
- 55
- Außenseiteoutside
- 66
- Pfeilarrow
- 77
- Lackfolielacquer
- 88th
- Hinterschäumungfoam backing
- 99
- Öffnungopening
- 1010
- Koppelelementcoupling element
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212
- Wandlerconverter
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| DE102005002144A1 (en) * | 2004-10-27 | 2006-06-22 | Volkswagen Ag | Lightweight, inexpensive automobile bodywork, comprises supported panelling elements of plastics, preferably thermoplastic polyolefin |
| DE102006044656A1 (en) * | 2005-09-22 | 2007-04-19 | Denso Corp., Kariya | Mounting structure for ultrasonic sensors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102008038225A1 (en) | 2010-03-25 |
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|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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