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Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für ein Fahrzeug. Sie umfasst ein Außenverkleidungsteil, wie zum Beispiel einen Stoßfänger, mit einer Aussparung sowie einen Sensor, insbesondere einen Ultraschallsensor. Der Sensor weist ein Endstück auf, welches zum Aussenden von Signalen durch die Aussparung und hierbei zum Erzeugen einer mechanischen Schwingung ausgebildet ist. Das Endstück kann auch in die Aussparung hinein ragen. Die Aussparung ist durch eine Abdeckung verdeckt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, mit einer derartigen Sensoranordnung, wie auch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Sensoranordnung sowie ein Versteifungsteil.
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Es ist bekannt, Ultraschallsensoren an einem Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs anzubringen. In der Regel werden die Ultraschallsensoren nicht verdeckt, und man kann den Sensor direkt sehen. Zwar werden die Ultraschallsensoren in der Farbe des Stoßfängers lackiert, jedoch sind die Ränder des Sensors trotzdem zu sehen. Es ist somit nachteilig, dass der Stoßfänger insgesamt optisch wenig ansprechend ist. Eine Abhilfe schafft hier eine Abdeckung in Form einer dünnen Folie, welche auf den Ultraschallsensor aufgeklebt werden kann. Lackiert man nun den Stoßfänger, so verdeckt die Lackschicht sowohl den Ultraschallsensor als auch den Stoßfänger, und der Sensor ist nicht mehr zu sehen. Es entsteht jedoch ein großer Nachteil für die Funktion des Ultraschallwandlers: Das in die Aussparung hinein ragende Endstück des Sensors ist über die Folie mit dem Stoßfänger gekoppelt, und die vom Sensor erzeugte mechanische Schwingung wird über die Folie auf den Stoßfänger übertragen. Wird nun diese Schwingung reflektiert, so detektiert der Sensor gegebenenfalls fiktive Objekte, die in der Tat nicht existieren. Eine Herausforderung besteht somit darin, einerseits das optische Aussehen des Stoßfängers zu verbessern bzw. die Folie einzusetzen und andererseits die ordnungsgemäße Funktionsweise des Sensors zu gewährleisten.
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Stand der Technik sind auch Sensoranordnungen, welche ohne eine Aussparung im Außenverkleidungsteil auskommen: Aus der Druckschrift
DE 42 38 924 A1 ist eine Sensoranordnung bekannt, welche einen Ultraschallsensor aufweist. Der Ultraschallsensor ist an einer Innenseite einer Außenwand eines Kraftfahrzeugs angebracht. Wird ein Piezoelement des Sensors mit elektrischer Spannung beaufschlagt, so wird ein Bereich der Außenwand durch das Piezoelement angeregt, und dieser Bereich der Außenwand schwingt. Der schwingende Bereich der Außenwand des Fahrzeugs ist mithilfe eines Begrenzungsmittels begrenzt. Es soll im Gegenstand gemäß Druckschrift
DE 42 38 924 A1 keine Veränderung der Fahrzeugaußenwand für den Einbau des Sensors verursacht werden; insbesondere ist eine Aussparung in der Außenwand nicht erwünscht.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie bei der Sensoranordnung der eingangs genannten Gattung, bei welcher die Aussparung des Außenverkleidungsteils durch die Abdeckung verdeckt ist, die ordnungsgemäße Funktionsweise des Sensors gewährleistet werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, wie auch durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 16 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 und durch ein Versteifungsteil mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
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Eine erfindungsgemäße Sensoranordnung für ein Fahrzeug umfasst ein Außenverkleidungsteil, insbesondere einen Stoßfänger oder ein sonstiges Außenverkleidungsteil – zum Beispiel für eine Tür –, wie auch einen Sensor, insbesondere einen Ultraschallsensor. In dem Außenverkleidungsteil ist eine Aussparung ausgebildet. Der Sensor weist ein Endstück auf, welches Signale durch die Aussparung aussenden und hierbei eine mechanische Schwingung erzeugen kann – etwa mithilfe einer Membran. Das Endstück kann auch in die Aussparung des Außenverkleidungsteils hinein ragen. Eine Abdeckung verdeckt die Aussparung, nämlich insbesondere von einer Außenseite des Außenverkleidungsteils. Es ist ein Versteifungsteil bereitgestellt, welches die vom Endstück des Sensors erzeugte und auf das Außenverkleidungsteil übertragene Schwingung der Abdeckung verringert.
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Es ist also ein Versteifungsteil vorgesehen, durch welches das Außenverkleidungsteil im Bereich der Aussparung ausgesteift ist und welches eine Intensität einer vom Endstück des Sensors erzeugten und über die Abdeckung auf das Außenverkleidungsteil übertragenen Schwingung verringert. Bevorzugt wird die vom Endstück über die Abdeckung auf das Außenverkleidungsteil übertragene Schwingung mithilfe des Versteifungsteils im Wesentlichen vollständig verhindert. Das Versteifungsteil kann also die Schwingung der Abdeckung im Bereich des Außenverkleidungsteils verhindern, sodass diese Schwingung auf das Außenverkleidungsteil nicht übertragen wird. Auf diesem Wege gelingt es, einerseits die Abdeckung einzusetzen und ein optisch ansprechendes Außenverkleidungsteil zu schaffen und andererseits die ordnungsgemäße Funktion des Sensors zu gewährleisten. Der Sensor ist nicht mehr zu sehen, und die Messungen des Sensors werden nicht verfälscht.
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Das Versteifungsteil weist bevorzugt eine entsprechend hohe Massenträgheit und/oder ein entsprechend hohes Gewicht und/oder einen entsprechend hohen Elastizitätsmodul auf, aufgrund derer bzw. dessen die Intensität der auf das Außenverkleidungsteil übertragenen Schwingung reduziert wird. Durch Einsatz eines Versteifungsteils mit einer entsprechend hohen Massenträgheit kann das Außenverkleidungsteil versteift und die Intensität der Schwingung auf ein Minimum reduziert werden.
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Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn das Versteifungsteil aus einem solchen Material ausgebildet ist, welches mit einer Genauigkeit von ±15% die gleiche Massenträgheit wie Keramik oder Stahl aufweist. Gerade dann kann aufgrund der Massenträgheit des Versteifungsteils verhindert werden, dass die vom Endstück des Sensors erzeugte Schwingung über die Abdeckung auf das Außenverkleidungsteil übertragen wird.
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Bevorzugt ist die Massenträgheit des Versteifungsteils größer als die des Außenverkleidungsteils.
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In bevorzugter Weise ist das Versteifungsteil zumindest bereichsweise aus einem keramischen Material – aus Keramik – und/oder aus Metall, insbesondere aus Stahl, ausgebildet. Auf diese Weise kann das Außenverkleidungsteil – insbesondere der Stoßfänger – besonders gut im Bereich der Aussparung ausgesteift werden, nämlich mithilfe des Versteifungsteils. Durch eine derartige Versteifung des Außenverkleidungsteils kann die Intensität der auf das Außenverkleidungsteil übertragenen Schwingung auf ein Minimum reduziert werden. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass das Versteifungsteil ein hochgefüllter Kunststoff-Formkörper mit Keramik und/oder Metall, insbesondere Stahl, ist.
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Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn das Versteifungsteil zumindest bereichsweise in die Aussparung des Außenverkleidungsteils eingreift. Dann kann das Endstück des Sensors über das Versteifungsteil mit dem Außenverkleidungsteil gekoppelt sein. Diese Ausführungsform hat mehrere Vorteile: Zum einen kann somit das Außenverkleidungsteil im Bereich der Aussparung durch das Versteifungsteil besonders zuverlässig ausgesteift werden; zum anderen kann das Versteifungsteil auf diese Weise besonders leicht an dem Außenverkleidungsteil montiert werden. Das Versteifungsteil kann in die Aussparung nämlich geschraubt, eingespritzt, eingeklebt oder aber verpresst werden. Die Form des Versteifungsteils kann an die Form der Aussparung des Außenverkleidungsteils angepasst sein, sodass – insbesondere bei einem in die Aussparung verpressten Versteifungsteil – maximale Versteifung des Außenverkleidungsteils im Bereich der Aussparung erreicht werden kann. Die Vorteile dieser Ausführungsform kommen dann vollständig zum Tragen, wenn das Versteifungsteil vollständig in die Aussparung aufgenommen ist.
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In einer Ausführungsform liegt das Versteifungsteil an einem Rand des Außenverkleidungsteils an, welcher die Aussparung begrenzt. Auf diesem Wege gelingt es, den Rand des Außenverkleidungsteils und somit das Außenverkleidungsteil im Bereich der Aussparung besonders gut auszusteifen. Diese Ausführungsform zeigt sich zum Beispiel dann als besonders vorteilhaft, wenn das Versteifungsteil in die Aussparung des Außenverkleidungsteils kraftschlüssig eingebaut ist. Das Versteifungsteil kann auch an der Abdeckung zumindest bereichsweise anliegen. Zum Beispiel kann die Abdeckung mit dem Versteifungsteil über eine Klebeschicht verbunden sein. Auf der einen Seite kann somit die Schwingung der Abdeckung im unmittelbaren Bereich des Außenverkleidungsteils verhindert werden; auf der anderen Seite hat diese Ausführungsform auch Vorteile hinsichtlich der Montage der Sensoranordnung: Das Versteifungsteil kann nämlich zusammen mit der aufgeklebten Abdeckung in die Aussparung des Außenverkleidungsteils eingebaut werden, etwa eingespritzt, geschraubt, verpresst oder aber in ein Stanzloch als Aussparung eingeklebt werden. Im Falle eines Schadens muss dann lediglich das Versteifungsteil mit der Abdeckung ausgetauscht werden, und das Außenverkleidungsteil muss nur lokal nachlackiert werden.
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Das Versteifungsteil kann beispielsweise ein Ring sein, durch welchen das Endstück des Sensors umgeben ist. Zum Beispiel kann das Versteifungsteil eine ringförmige Hülse sein, welche in die Aussparung des Außenverkleidungsteils eingreift und so das Außenverkleidungsteil versteift. Das ringförmige Versteifungsteil liegt bevorzugt mit seinem gesamten äußeren Umfang an dem die Aussparung begrenzenden Rand des Außenverkleidungsteils an. Auch die Aussparung kann kreisförmig ausgebildet sein, und das ringförmige Versteifungsteil kann mit seiner an die Aussparung angepassten Form in die Aussparung eingreifen, insbesondere vollständig. Durch die Ausgestaltung des Versteifungsteils als Ring wird die Form des Versteifungsteils an die Form des Endstücks des Sensors angepasst. Das Endstück des Sensors weist nämlich in der Regel die Form eines Kreises auf. Bereits entwickelte und vorhandene Sensoren müssen somit nicht umgestaltet werden. Eine solche Ausgestaltung des Versteifungsteils sorgt außerdem für eine stets gute Entkopplung des Außenverkleidungsteils von dem Endstück des Sensors, sodass die Übertragung der vom Endstück erzeugten Schwingung auf das Außenverkleidungsteil an jedem Punkt um das Endstück herum verhindert wird.
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Also ist die Aussparung des Außenverkleidungsteils durch die Abdeckung verdeckt. Die Abdeckung ist bevorzugt in Form einer Folie ausgebildet. Diese Folie weist vorzugsweise eine Dicke auf, die kleiner als 300 μm ist, insbesondere in einem Wertebereich von 100 μm und 250 μm liegt. Die Ausgestaltung der Abdeckung als Folie sorgt für ein einheitliches optisches Bild des Außenverkleidungsteils; durch Einsatz der Folie ist der Sensor nicht mehr zu sehen. Auf der anderen Seite wird die ordnungsgemäße Funktionsweise des Sensors durch den Einsatz einer dünnen Folie nicht beeinträchtigt. Die Abdeckung ist bevorzugt eine flexible Folie. Die Verarbeitung einer dünnen Folie mit der oben genannten Dicke ist besonders aufwandsarm möglich.
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Vorzugsweise sind die Abdeckung und eine Außenseite des Außenverkleidungsteils um die Abdeckung herum mit einer Farblackschicht bedeckt. Dies ist eine besonders hervorzuhebende Ausgestaltung, da dadurch die Abdeckung nochmals durch eine Farblackschicht bedeckt ist. Zum einen kann somit die Abdeckung von Verschleiß geschützt werden; andererseits kann dadurch in besonders vorteilhafter Weise eine optisch ansprechende Sensoranordnung und ein hochqualitativer Gesamteindruck des Außenverkleidungsteils ermöglicht werden. Außerdem ist durch die Farblackschicht eine einheitliche, nicht unterbrochene Farbgebung gewährleistet.
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Vorzugsweise ist die Farblackschicht auf der äußeren Seite des Außenverkleidungsteils um die Abdeckung herum mit einer Dicke ausgebildet, die größer als die Dicke der Abdeckung ist. Durch eine solche Ausgestaltung kann eine stufenfreie Aufbringung der Farblackschicht am Übergang zwischen dem Rand der Aussparung und der Außenseite des Außenverkleidungsteils gewährleistet werden. Die äußere Seite des Außenverkleidungsteils ist somit für einen Betrachter stufenfrei und völlig kontinuierlich ausgebildet, sodass bei einer Betrachtung des Außenverkleidungsteils die darunter angeordnete Abdeckung und der Sensor nicht erkannt werden. Durch diese vollständige Einbettung der Abdeckung in die Farblackschicht werden Stufen vermieden, an denen die Farbschicht Risse oder anderen Verschleiß erleiden kann.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Endstück des Sensors in die Aussparung hinein ragt, eine Stirnseite des Endstücks bezüglich einer äußeren Seite des Außenverkleidungsteils nach innen hin versetzt angeordnet ist und eine äußere Seite der Abdeckung mit der äußeren Seite des Außenverkleidungsteils fluchtet. Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die äußere Seite der Abdeckung mit der äußeren Seite des Außenverkleidungsteils flächenbündig abschließt. Auf diesem Wege gelingt es, eine stufenfreie Sensoranordnung mit einem glatten und kontinuierlichen bzw. stetigen Übergang zwischen der Abdeckung und der äußeren Seite des Außenverkleidungsteils bereitzustellen.
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Auch das Versteifungsteil kann eine Aussparung aufweisen, nämlich etwa eine Durchgangsöffnung. Diese Aussparung kann an einer Seite durch die Abdeckung verdeckt sein. In diese Aussparung des Versteifungsteils kann auch das Endstück des Sensors hineingreifen, und zwar bevorzugt auf einer der Abdeckung gegenüber liegenden Seite.
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Die Stirnseite des Endstücks kann sich an eine äußere Seite des Versteifungsteils flächenbündig anschließen, und die Abdeckung kann sowohl an der Stirnseite des Endstücks als auch an der äußeren Seite des Versteifungsteils anliegen. Auf diese Weise ist auch der Übergang zwischen dem Endstück des Sensors und dem Versteifungsteil stufenfrei, sodass die Abdeckung besonders betriebssicher an dem Versteifungsteil und dem Endstück gehalten werden kann. Auch die Aufbringung der Abdeckung erfolgt somit besonders aufwandsarm.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Versteifungsteil von dem Außenverkleidungsteil umspritzt ist. Das Versteifungsteil kann also als Vorspritzling bereitgestellt sein, welcher als Einlegeteil bei der Herstellung des Außenverkleidungsteils in ein Spritzgusswerkzeug (Formwerkzeug) zum Spritzen des Außenverkleidungsteils eingelegt wird. Eine solche Vorgehensweise ist besonders aufwandsarm und ermöglicht eine kostengünstige Automatisierung bei der Herstellung der Sensoranordnung. Der Vorspritzling kann nämlich automatisch in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden und ohne viel Aufwand zum Außenverkleidungsteil eingespritzt werden. Diese Ausführungsform hat auch den Vorteil, dass die Abdeckung, insbesondere die Folie, ohne einen großen Materialverbrauch an das Versteifungsteil angespritzt oder anderweitig angebracht und zusammen mit dem Versteifungsteil in einem einzigen Fertigungsschritt von dem Außenverkleidungsteil umspritzt werden kann. Außerdem ist vorteilhaft, wenn auch das Versteifungsteil durch Spritzgießen hergestellt wird. Dann kann die Abdeckung von dem Versteifungsteil hinterspritzt werden, was ebenfalls eine kostengünstige Automatisierung bei der Bereitstellung der Sensoranordnung ermöglicht. Das Material des Versteifungsteils kann dabei derart an das Material der Abdeckung angepasst werden, dass die beiden Materialien ähnliche Schrumpfeigenschaften aufweisen. Auf diesem Wege wird verhindert, dass die Abdeckung nach dem Spritzgießen des Versteifungsteils gewellt wird. Würde die Abdeckung hingegen direkt vom Außenverkleidungsteil (z. B. Stoßfänger) hinterspritzt werden, so würde sie gewellt werden, weil das Außenverkleidungsteil eine relativ große Schrumpfung aufweist.
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Erfindungsgemäß wird darüber hinaus ein Fahrzeug bereitgestellt, nämlich insbesondere ein Kraftwagen, bevorzugt ein Personenkraftwagen. Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Sensoranordnung oder eine bevorzugte Ausgestaltung derselben.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Herstellen einer Sensoranordnung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug. Bei diesem Verfahren wird ein Versteifungsteil für einen Sensor des Kraftfahrzeugs bereitgestellt und in ein Spritzgusswerkzeug (Spritzgussform) zum Spritzen eines Außenverkleidungsteils des Fahrzeugs eingelegt. Das Versteifungsteil wird dann im Spritzgusswerkzeug umspritzt. Es entsteht auf diese Weise ein Außenverkleidungsteil mit einem integrierten Versteifungsteil für einen Sensor. Anschließend kann der Sensor an dem Versteifungsteil montiert werden.
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Die Sensoranordnung kann auf diese Weise kostengünstig und ohne viel Aufwand automatisiert hergestellt werden. Das Versteifungsteil kann nämlich automatisch in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden und ohne viel Aufwand vom Außenverkleidungsteil umspritzt werden. Das Versteifungsteil kann auch verschiedenste geometrische Formen aufweisen und kann dennoch besonders leicht in das Außenverkleidungsteil integriert werden. Das Versteifungsteil kann somit in seiner geometrischen Form an die jeweilige Einbauposition ohne viel Aufwand angepasst werden.
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Auch das Versteifungsteil kann durch Spritzgießen hergestellt werden. Somit kann das Versteifungsteil ohne viel Produktionsaufwand automatisiert hergestellt werden. Dies hat auch den Vorteil, dass beim Spritzgießen das Versteifungsteils gleichzeitig mit einer Abdeckung, insbesondere einer Folie, versehen werden kann, was den Fertigungsprozess weiterhin vereinfacht.
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Also ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass beim Spritzgießen des Versteifungsteils eine Abdeckung, insbesondere eine Folie, in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und hinterspritzt wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da das Material der Abdeckung und das Material des Versteifungsteils derart aneinander angepasst werden können, dass nach dem Spritzgießen die Schrumpfung der Abdeckung der Schrumpfung des Versteifungsteils entspricht. Die Abdeckung wird somit nach dem Spritzgießen des Versteifungsteils nicht gewellt.
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Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn beim Spritzgießen das Versteifungsteil an seinem Außenumfang zumindest bereichsweise mit einem Formschlusselement versehen wird. Ein solches Formschlusselement kann beispielsweise in Form einer von einem Grundkörper des Versteifungsteils abstehenden Noppe ausgebildet sein. Dieses Formschlusselement sorgt für eine stabile und rutschfeste Befestigung des Versteifungsteils am Außenverkleidungsteil nach dem Umspritzen.
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Erfindungsgemäß wird außerdem ein Versteifungsteil für einen Sensor eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Versteifungsteil ist zum Einspritzen in ein Außenverkleidungsteil des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Das Versteifungsteil kann auch als Spritzgussteil ausgebildet sein. Es kann mit einer Abdeckung, insbesondere einer Folie, stoffschlüssig verbunden sein.
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Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Sensoranordnung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrzeug, für das erfindungsgemäße Verfahren sowie für das erfindungsgemäße Versteifungsteil und umgekehrt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 in schematischer Darstellung eine Schnittansicht durch eine Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines Versteifungsteils mit einer daran angebrachten Abdeckung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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3 in schematischer Darstellung eine Schnittansicht durch das Versteifungsteil gemäß 2 entlang einer Schnittlinie III-III;
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4 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines Versteifungsteils mit einer daran angebrachten Abdeckung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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5 in schematischer Darstellung eine Schnittansicht durch das Versteifungsteil gemäß 4 entlang einer Schnittlinie V-V;
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6 in schematischer Darstellung eine Schnittansicht durch eine Sensoranordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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7 in schematischer und perspektivischer Darstellung ein trichterförmiges Versteifungsteil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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8 in schematischer Darstellung eine Schnittansicht durch eine Sensoranordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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9 in schematischer Darstellung eine Schnittansicht durch eine Sensoranordnung gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
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10 in schematischer und perspektivischer Darstellung eine in einen Türgriff eines Kraftfahrzeugs integrierte Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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In den Fig. werden gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Eine in der 1 gezeigte und insgesamt mit 1 bezeichnete Sensoranordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst Außenverkleidungsteil 2, wie auch einen Ultraschallsensor 3. Im Außenverkleidungsteil 2 ist eine Aussparung 4 ausgebildet, nämlich eine Durchgangsöffnung. Die Aussparung 4 kann beispielsweise ein Stanzloch im Außenverkleidungsteil 2 sein oder sie kann beim Spritzgießen des Außenverkleidungsteils 2 entstanden sein. Die Aussparung 4 ist hier kreisförmig ausgebildet. Sie ist durch einen Rand 5 des Außenverkleidungsteils 2 unmittelbar begrenzt. Der Rand 5 ist entsprechend ringförmig.
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Das Außenverkleidungsteil 2 kann auch ein vom Stoßfänger verschiedenes Verkleidungsteil sein; das vorliegende Ausführungsbeispiel ist nicht auf einen Stoßfänger begrenzt.
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In die Aussparung 4 ragt ein zylinderförmiges Endstück 6 des Ultraschallsensors 3 hinein. Das Endstück 6 trägt eine Membran, welche in den Figuren nicht dargestellt ist. Durch die Membran können Schallwellen als Signale erzeugt werden, die dann durch die Aussparung 4 ausgesendet werden. Also detektiert der Ultraschallsensor 3 durch die Aussparung 4. Das Endstück 6 ist innerhalb der Aussparung 4 konzentrisch angeordnet, d. h. der abstand des Endstücks 6 zum Rand 5 ist an jedem Punkt des äußeren Umfangs des Endstücks 6 gleich. Das Endstück 6 kann die Schallwellen über seine Stirnseite 7 aussenden, die nach außen ausgerichtet ist und sich in der Aussparung 4 befindet.
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Das Endstück 6 ist durch einen Entkopplungsring 8 unmittelbar umgeben bzw. ummantelt. Der Entkopplungsring 8 kann auch einstückig mit dem Endstück 6 bereitgestellt sein. Der Entkopplungsring 8 ist aus einem schalldämpfenden Material ausgebildet und hat die Funktion des Dämpfens der Schallsignale, sodass diese nicht in Querrichtung bzw. seitlich des Endstücks 6 ausgegeben werden. Durch Einsatz des Entkopplungsrings 8 werden die Schallsignale lediglich nach außen ausgesendet, nämlich gemäß der Pfeildarstellung 9. Wie bereits ausgeführt, können das Endstück 6 und der Entkopplungsring 8 eine Einheit bilden.
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Die Stirnseite 7 des Endstücks 6 ist bezüglich einer äußeren Seite 10 des Außenverkleidungsteils 2 nach innen hin versetzt angeordnet, nämlich in Richtung des Pfeils 11. Mit anderen Worten ist die Stirnseite 7 bezüglich der äußeren Seite 10 des Außenverkleidungsteils 2 zurückspringend angeordnet.
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Das Endstück 6 – und genauer gesagt die Einheit einschließlich des Endstücks 6 und des Entkopplungsrings 8 – ist durch ein ringförmiges Versteifungsteil 12 umgeben. Das Endstück 6 greift in eine Aussparung des Versteifungsteils 12 hinein; diese Aussparung ist hier in Form einer durch das Versteifungsteil 12 durchgehend ausgebildeten Öffnung bereitgestellt. Das Versteifungsteil 12 ist im Ausführungsbeispiel aus keramischem Material und/oder aus Stahl ausgebildet. Es kann auch ein hochgefüllter Kunststoff sein, nämlich mit einer Füllung aus Keramik und/oder Stahl. Das Versteifungsteil 12 kann auch als Spritzgussteil ausgebildet sein. Das Versteifungsteil 12 ist eine ringförmige Hülse, über welche das Endstück 6 mit dem die Aussparung 4 begrenzenden Rand 5 gekoppelt ist. Das Versteifungsteil 12 liegt mit seinem inneren Umfang 13 an einem Außenumfang 14 des Entkopplungsrings 8 an. Auf der anderen Seite liegt das Versteifungsteil 12 mit seinem äußeren Umfang 15 an dem Rand 5 des Außenverkleidungsteils 2 an. Eine äußere Seite 16 des Versteifungsteils 12 schließt sich flächenbündig an die Stirnseite 7 des Endstücks 6 an. Auf der anderen Seite schließt sich eine innere Seite 17 des Versteifungsteils 12 flächenbündig an eine innere Seite 18 des Außenverkleidungsteils 2 an.
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Durch das Versteifungsteil 12 ist das Außenverkleidungsteil 2 im Bereich der Aussparung 4 bzw. im Bereich des Randes 5 ausgesteift. Auf diesem Wege wird vermieden, dass vom Endstück 6 erzeugte mechanische Schwingung auf den Stoßfänger 2 übertragen wird, nämlich über eine Abdeckung 19. Mit der Abdeckung 19 ist nämlich die Aussparung 4 von der äußeren Seite verdeckt. Durch Einsatz der Abdeckung 19 wird erreicht, dass der Sensor 3 bzw. sein Endstück 6 von außerhalb des Fahrzeugs nicht erkannt werden kann; das Endstück 6 ist nicht zu sehen. Die Abdeckung 19 ist an der äußeren Seite 16 des Versteifungsteils 12 sowie an der Stirnseite 7 des Endstücks 6 aufgeklebt, nämlich über eine Klebeschicht 20. Die Abdeckung 19 ist im Ausführungsbeispiel eine dünne Folie. Sie ist so aufgebracht, dass eine äußere Seite 21 der Abdeckung 19 mit der äußeren Seite 10 des Außenverkleidungsteils 2 flächenbündig abschließt. Wird nun eine zusätzliche Lackschicht auf die Abdeckung 19 und das Außenverkleidungsteil 2 aufgebracht, so erhält man ein einheitliches Bild des Stoßfängers 2, ohne dass eine Unterbrechung erkannt werden kann.
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Der Sensor 3 ist am Außenverkleidungsteil 2 – nämlich an der hinteren Seite 18 – mithilfe einer Halterung 22 gehalten. Diese Halterung 22 ist über eine Klebeschicht 23 mit der hinteren Seite 18 des Außenverkleidungsteils 2 und der hinteren Seite 17 des Versteifungsteils 12 verbunden. Also ist der Sensor 3 über die Halterung 22 an dem Stoßfänger 2 positioniert. Es kann gegebenenfalls auf die Halterung 22 verzichtet werden, und der Sensor 3 kann alleine an dem Versteifungsteil 12 gehalten werden, nämlich über das Endstück 6.
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Das steife Versteifungsteil 12 verhindert aufgrund seiner Massenträgheit bzw. seiner hohen Masse die Übertragung der vom Endstück 6 erzeugten Schwingung über die Abdeckung 19 auf das Außenverkleidungsteil 2. Durch das Versteifungsteil 12 ist nämlich das Außenverkleidungsteil 2 im Bereich der Aussparung 4 ausgesteift. Auch die Abdeckung 19 ist im Bereich des Außenverkleidungsteils 2 durch das Versteifungsteil 12 versteift. Dies ist dadurch ermöglicht, dass das Versteifungsteil 12 in die Aussparung 4 aufgenommen ist bzw. in die Aussparung 4 vollständig eingreift und die Abdeckung 19 an dem Versteifungsteil 12 anliegt. Die Sensoranordnung 1 hat somit die Vorteile, dass einerseits die Aussparung 4 realisiert werden kann, sodass der Sensor 3 durch die Aussparung 4 mit höchster Genauigkeit detektieren kann, und andererseits durch die Abdeckung 19 die ordnungsgemäße Funktion des Sensors nicht beeinträchtigt wird. Dies wiederum ist dadurch erreicht, dass zum einen das Versteifungsteil 12 die Übertragung der Schwingung auf den Stoßfänger 2 verhindert und zum anderen die Abdeckung 19 eine dünne Folie ist, durch welche der Sensor 3 problemlos detektieren kann. Durch die Massenträgheit des Versteifungsteils 12 wird die Schwingung des Stoßfängers 2 und der Abdeckung 19 im Bereich des Stoßfängers 2 erheblich reduziert und die ordnungsgemäße Funktion des Sensors 3 gewährleistet. Die Abdeckung 19 ist dabei über das gesamte zu erwartende Temperaturprofil fest mit dem Versteifungsteil 12 und dem Endstück 6 verbunden, nämlich über die Klebeschicht 20.
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Wie bereits ausgeführt, kann das Versteifungsteil 12 als Spritzgussteil ausgebildet sein; es kann durch Spritzgießen bereitgestellt werden. Dies kann so aussehen, dass beim Spritzgießen des Versteifungsteils 12 die Abdeckung 19 hinterspritzt wird. Es kann hier auch gegebenenfalls auf die Klebeschicht 20 verzichtet werden, weil die Abdeckung 19 mit dem Versteifungsteil 12 stoffschlüssig verbunden werden kann.
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Das Versteifungsteil 12 kann auch als Vorspritzling bereitgestellt sein, welcher beim Spritzgießen des Außenverkleidungsteils 2 von diesem umspritzt wird. Eine solche Vorgehensweise ist besonders vorteilhaft, denn das Versteifungsteil 12 kann als Einlegeteil in ein Formwerkzeug automatisiert eingelegt und umspritzt werden. Es kann somit Zeit bei der Fertigung der Sensoranordnung 1 gespart werden; auf der anderen Seite kann die Sensoranordnung kostengünstig hergestellt werden. Ein solcher Vorspritzling kann auch zusammen mit der Abdeckung 19 bereitgestellt sein. Beispielsweise kann beim Spritzgießen des Versteifungsteils 12 die Abdeckung 19 in das Formwerkzeug zum Spritzen des Versteifungsteils 12 eingelegt werden, und die Abdeckung 19 kann dann hinterspritzt werden, so dass ein Vorspritzling mit einer daran angebrachten Abdeckung 19 entsteht.
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In den 2 bis 5 sind zwei verschiedene Beispiele für das Versteifungsteil 12 als Vorspritzling dargestellt. Die 2 und 3 zeigen ein erstes Beispiel. In 2 ist eine Stirnseite 24 des Versteifungsteils 12 dargestellt. An der Stirnseite 24 ist die Abdeckung 19 in Form einer dünnen Folie angebracht. Die Abdeckung 19 verdeckt die gesamte Stirnseite 24 des Versteifungsteils 12. Das Versteifungsteil 12 ist hier im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und weist eine kreisförmige Durchgangsöffnung 25 auf, welche zur Aufnahme des Endstücks 6 des Sensors 3 ausgebildet ist. Die Durchgangsöffnung 25 ist an der Stirnseite 24 durch die Abdeckung 19 verdeckt und deshalb mithilfe einer gestrichelten Linie dargestellt. Außenumfänglich weist das Versteifungsteil 12 im Ausführungsbeispiel gemäß 2 insgesamt zwei einander gegenüber liegende Formschlusselemente 26 auf, die quasi von einem zylinderförmigen Grundkörper des Versteifungsteils 12 radial nach außen abstehen. Mit den Formschlusselementen 26 wird das Versteifungsteil 12 beim Spritzgießen versehen. Diese Formschlusselemente 26 haben die Aufgabe, das Versteifungsteil 12 in der Aussparung 4 des Außenverkleidungsteils 12 sicher und rutschfest zu halten.
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In 3 ist eine Schnittansicht des Versteifungsteils 12 entlang einer in 2 dargestellten Schnittlinie III-III dargestellt. Gezeigt ist die Abdeckung 19, welche die gesamte Stirnseite 24 des Versteifungsteils 12 verdeckt, nämlich auch die Durchgangsöffnung 25. Wie aus 3 hervorgeht, weist das Versteifungsteil 12 eine relativ geringe Tiefe bzw. Länge auf und ist somit im Wesentlichen scheibenförmig.
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In den 4 und 5 ist ein weiteres Beispiel für das Versteifungsteil 12 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Versteifungsteil 12 die Quaderform auf und ist somit im Querschnitt quadratförmig ausgebildet. Ansonsten entspricht das Versteifungsteil 12 gemäß 4 im Wesentlichen dem Versteifungsteil 12 gemäß 2. Die Abdeckung 19 verdeckt die gesamte Stirnseite 24, nämlich auch die Durchgangsöffnung 25 des Versteifungsteils 12. An seinem Außenumfang weist das Versteifungsteil 12 ebenfalls eine Vielzahl von Formschlusselementen 26, mit denen das Versteifungsteil 12 beim Spritzgießen versehen wird. Die Formschlusselemente 26 sind am Grundkörper in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. In 5 ist eine Schnittansicht des Versteifungsteils 12 gemäß 4 gezeigt, nämlich entlang einer in 4 dargestellten Schnittlinie V-V.
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6 zeigt in schematischer Darstellung eine Sensoranordnung 1, welche im Wesentlichen der Sensoranordnung 1 gemäß 1 entspricht. Das Versteifungsteil 12 (Vorspritzling) ist bereits von dem Außenverkleidungsteil 2 umspritzt, so dass das Außenverkleidungsteil 1 mit dem integrierten Versteifungsteil 12 ausgebildet ist. An seinem Außenumfang weist das Versteifungsteil 12 – wie bereits mit Bezug auf die 2 bis 5 ausgeführt – die Formschlusselemente 26 auf, welche für einen stabilen und rutschfesten Sitz des Versteifungsteils 12 in der Aussparung 4 des Außenverkleidungsteils 2 sorgen.
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Die in 6 dargestellte Sensoranordnung 1 wird wie folgt hergestellt, wobei die Ausführungen auch für die Sensoranordnung 1 gemäß 1 gelten können: Zunächst wird das Versteifungsteil 12 hergestellt, etwa durch Spritzgießen. Dabei wird die Abdeckung 19 von dem Versteifungsteil 12 hinterspritzt. Die Abdeckung 19 wird in ein Formwerkzeug zum Spritzen des Versteifungsteils 12 eingelegt und hinterspritzt. Beim Spritzgießen wird das Versteifungsteil 12 mit den Formschlusselementen 26 versehen. Ist das Versteifungsteil 12 mit der daran angebrachten Abdeckung 19 bereitgestellt, so wird ein solcher Vorspritzling einschließlich des Versteifungsteils 12 und der Abdeckung 19 in ein weiteres Formwerkzeug eingelegt, nämlich zum Spritzen des Außenverkleidungsteils 2, also z. B. eines Stoßfängers. Das Versteifungsteil 12 und die Abdeckung 19 werden dann von dem Außenverkleidungsteil 2 umspritzt.
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Die Abdeckung 19 kann auch mit einer Klebeschicht 27 versehen werden, nämlich an einer dem Versteifungsteil 12 zugewandten Seite. Diese Klebeschicht 27 kann z. B. nur in demjenigen Bereich der Abdeckung 19 aufgebracht werden, welcher die Durchgangsöffnung 25 des Versteifungsteils 12 verdeckt. Diese doppelseitige Klebeschicht 27 dient dann zum Befestigen des Sensors 3, und genauer gesagt des Endstücks 6 des Sensors 3. Ist das Außenverkleidungsteil 2 mit dem integrierten Versteifungsteil 12 bereitgestellt, so kann das Endstück 6 in die Durchgangsöffnung 25 aufgenommen und in dieser befestigt werden. Gegebenenfalls kann auch die Halterung 22 (siehe 1) eingesetzt werden.
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Die äußere Seite 10 des Außenverkleidungsteils 2 kann dann lackiert werden. Eine Lackschicht 28 verdeckt dann sowohl das Außenverkleidungsteil 2 als auch die Abdeckung 19, so dass die Abdeckung 19 und das Versteifungsteil 12 für einen Betrachter nicht einsehbar sind.
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7 zeigt ein weiteres Beispiel für das Versteifungsteil 12, wie es bei der Sensoranordnung 1 eingesetzt werden kann. Dieses Versteifungsteil 12 ist trichterförmig. Es kann – wie die Versteifungsteile 12 gemäß den 2 bis 5 – durch Spritzgießen hergestellt werden. Es kann auch als Einlegeteil bzw. Vorspritzling verwendet und von dem Außenverkleidungsteil 1 umspritzt werden. Eine solche trichterförmige Ausgestaltung des Versteifungsteils 12 ermöglicht die Montage des Sensors 3 an verschiedensten Außenverkleidungsteilen 2 bzw. in verschiedenen Bereichen des Außenverkleidungsteils 2. Der Sensor 3 kann mit Hilfe eines solchen Versteifungsteils 12 auch dort montiert werden, wo das Außenverkleidungsteil 2 eine gewölbte Form aufweist. Mit Hilfe des Versteifungsteils 12 kann der Sensor 3 an dem Außenverkleidungsteil 2 unabhängig von der geometrischen Form des Außenverkleidungsteils 2 montiert werden. Es können auch unterschiedliche Ausrichtungen des Sensors 3 relativ zum Außenverkleidungsteil 2 erzielt werden.
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In den 8 bis 10 sind unterschiedliche Beispiele für Sensoranordnungen 1 dargestellt, welche sich in der Ausgestaltung und der geometrischen Form des Außenverkleidungsteils 2 voneinander unterschieden. Bei den Sensoranordnungen 1 gemäß den 8 und 9 ist das Außenverkleidungsteil 2 ein Stoßfänger. In 8 ist der Sensor 3 in einem gewölbten Bereich des Außenverkleidungsteils 2 montiert. Das Versteifungsteil 12 ist trichterförmig und unsymmetrisch ausgebildet, so dass eine beliebige Ausrichtung des Sensors 3 relativ zum Außenverkleidungsteil 2 erreicht werden kann.
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Die Sensoranordnung 1 gemäß 10 ist in einen Türgriff 29 für eine Fahrzeugtür 30 integriert. In 10 ist in perspektivischer Darstellung nur ein Bereich der Fahrzeugtür 30 um den Türgriff 29 herum dargestellt. Der Türgriff 29 umfasst bekanntlich ein bewegliches Teil 31, welches zum Öffnen der Fahrzeugtür 30 bezüglich eines ortsfesten Teils 32 bewegt werden kann. Eine Griffmulde 33 erleichtert dabei die Betätigung des Türgriffs 29. Das trichterförmige Versteifungsteil 12 ermöglicht den Einbau des Sensors 3 in das ortsfeste Teil 32 des Türgriffs 29. Das ortsfeste Teil 32 ist hier also ein Außenverkleidungsteil im Sinne der vorliegenden Erfindung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4238924 A1 [0003, 0003]