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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen einer Ultraschallsensorvorrichtung an einer Rückseite eines Verkleidungsteils eines Kraftfahrzeugs durch Verbinden einer Frontseite der Ultraschallsensorvorrichtung mit der Rückseite des Verkleidungsteils, wobei ein Flächenbereich der Frontseite der Ultraschallsensorvorrichtung über einen Klebstoff mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Ultraschallsensorvorrichtung, wie auch eine Anordnung für ein Kraftfahrzeug.
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Ultraschallsensoren sind in bekannter Weise im Frontbereich und im Heckbereich des Fahrzeugs, insbesondere an Stoßfängern, verbaut. Sie sind Fahrerassistenzeinrichtungen zugeordnet und liefern Informationen über die Fahrzeugumgebung, nämlich über die Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug einerseits und den in seiner Umgebung befindlichen Hindernissen andererseits. Fahrerassistenzeinrichtungen können beispielsweise Parkassistenzsysteme, Systeme zur Todwinkelüberwachung, Systeme zur Abstandshaltung, Bremsassistenzsysteme und dergleichen sein.
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Es ist bereits Stand der Technik, dass derartige Ultraschallsensoren in Stoßfängern unverdeckt und somit sichtbar verbaut werden. Dies bedeutet, dass sie in durchgängigen Aussparungen in dem Stoßfänger angeordnet sind und außenseitig sichtbar sind. Eine topfförmige Membran des Ultraschallsensors erstreckt sich hier durch die durchgängige Aussparung des Stoßfängers hindurch, so dass die Frontseite der Membran, über welche Ultraschallwellen ausgesendet und empfangen werden, bündig mit der äußeren Oberfläche des Stoßfängers abschließt. Diese Ultraschallsensoren haben jedoch den entscheidenden Nachteil, dass sie sichtbar angeordnet sind und somit das gesamte optische Bild des Kraftfahrzeugs beeinträchtigen.
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Deshalb richtet sich das Interesse vorliegend auf verdeckt bzw. versteckt verbaute Ultraschallsensoren, welche bei einer Betrachtung des Stoßfängers von außen nicht sichtbar und durch den Stoßfänger abgedeckt sind. Hier befindet sich der Ultraschallsensor an einer Rückseite des Stoßfängers, so dass die Frontseite der Membran – gegebenenfalls über einen zusätzlichen Montagedeckel – mit der Rückseite des Stoßfängers in Anlage gebracht ist. Bei derartig verbauten Ultraschallsensoren direkt hinter dem Stoßfänger werden die Ultraschallsignale durch das Material des Stoßfängers hindurch gesendet und empfangen. Somit schwingt ein Bereich des Stoßfängers zusammen mit der Membran. Es ist somit oft erforderlich, dass dieser schwingende Bereich des Stoßfängers mit Hilfe eines aus Keramik gebildeten Versteifungselements begrenzt wird. Es ist beispielsweise bekannt, ein aus Keramik gebildetes Versteifungselement bereitzustellen, welches eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche sich die topfförmige Membran des Ultraschallsensors hindurch erstreckt, so dass das Versteifungselement um die Membran herum angeordnet ist und außerdem – gegebenenfalls über einen Montagedeckel – mit der Rückseite des Stoßfängers in Anlage gebracht ist. Somit sind bei verdeckt hinter dem Stoßfänger verbauten Sensoren jedoch wesentlich höhere Anforderungen an die Positionierung, die Klebung und die nun einzuhaltenden Toleranzen gegeben. Der Ultraschallsensor muss hinter dem Stoßfänger mechanisch fest angebracht werden. Dies ist erforderlich, damit der Ultraschallsensor verlustfrei durch den Stoßfänger senden kann. Um die Sende- und Empfangsverluste gering zu halten, muss die Sendefläche des Ultraschallsensors – also die Frontfläche der Membran – mechanisch fest mit dem Stoßfänger verbunden werden oder aber mit einem verlustfreien Koppelelement bzw. Montagedeckel zwischen der Frontseite der Membran und dem Stoßfänger ausgebildet werden. Um die eingeleiteten Schwingungen lokal zu halten und die Senderichtcharakteristik zu beeinflussen, wird dazu das oben genannte Versteifungselement mit einem großen E-Modul eng um den Wandler bzw. um die Membran benötigt. Auch dieser Versteifungsring muss mechanisch fest mit dem Stoßfänger bzw. dem Halter verbunden sein.
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Eine verdeckte Anordnung eines elektroakustischen Wandlers ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 42 38 924 A1 bekannt.
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Aus den oben genannten Gründen muss somit zur Anbringung der Ultraschallsensorvorrichtung an der Rückseite des Stoßfängers ein besonders fester Klebstoff verwendet werden, welcher eine zuverlässige Verbindung über einen sehr breiten Temperaturbereich gewährleistet. Problematisch ist daher eine geschickte Auswahl des Klebers. Dieser Klebstoff muss über den kompletten Temperaturbereich in der Lage sein, Schwingungen im Bereich von 50 kHz zu übertragen. Der Klebestoff muss außerdem so elastisch sein, dass er die unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten unterschiedlicher Materialien bei einem relativ geringen Klebespalt ausgleichen kann. Dies sowohl in den tiefen Temperaturen von z.B. –40 °C als auch bei sehr hohen Temperaturen von 100 °C dauerha ft zu garantieren, stellt eine besondere Herausforderung dar. Als weiteres Problem tritt das Material des Stoßfängers auf, welches sich – gegeben durch die Zusammensetzung des Kunststoffes – äußerst ungünstig für eine Verklebung bzw. Klebehaftung erweist. Für eine mögliche Umsetzung in einem Serienprozess sind daher sehr aggressive Klebstoffe erforderlich, welche das Material vorher aktivieren. Diese Klebestoffe benötigen aber eine deutlich verlängerte Aushärtezeit von etwa 30 Minuten, was bei einer Serienfertigung nicht akzeptiert werden kann, weil der Sensor während dieser Zeit von Hand fest gehalten werden muss oder aber zusätzliche Halterungen bereitgestellt werden müssen. Im Stand der Technik findet daher eine Abwägung zwischen der Festigkeit einerseits und der Aushärtezeit des Klebstoffs andererseits statt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung die Ultraschallsensorvorrichtung sowohl schnell als auch zuverlässig an der Rückseite des Verkleidungsteils in verdeckter Weise befestigt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Ultraschallsensorvorrichtung sowie durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Anbringen einer Ultraschallsensorvorrichtung an einer Rückseite eines Verkleidungsteils eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Frontseite der Ultraschallsensorvorrichtung mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden wird. Hierbei wird ein erster Flächenbereich der Frontseite der Ultraschallsensorvorrichtung über einen Klebestoff – dieser dient bevorzugt zur Übertragung von Schallwellen – mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ultraschallsensorvorrichtung an der Rückseite des Verkleidungsteils zusätzlich bzw. unterstützend für die Aushärtung des Klebstoffs über eine von dem genannten Klebstoff unterschiedliche und separate Verbindung festgelegt wird.
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Die Erfindung geht somit den Weg, zwei separate Verbindungen für die Anbringung der Ultraschallsensorvorrichtung an der Rückseite des Verkleidungsteils bereitzustellen, nämlich einerseits einen besonders zuverlässigen und eine besonders gute Verbindung ermöglichenden Klebstoff, welcher jedoch eine deutlich längere Aushärtezeit aufweist, sowie andererseits eine zusätzliche – insbesondere stoffschlüssige – Verbindung, welche zwar auch fest sein kann, aber den Ansprüchen der Messtechnik bei der Betriebsfrequenz nicht genügt, jedoch deutlich schneller realisiert werden kann. Der Klebestoff dient also zur dauerhaften und besonders festen Verbindung der Ultraschallsensorvorrichtung mit dem Verkleidungsteil, so dass diese Verbindung auch die entsprechenden Schwingungen von beispielsweise 50 kHz sowohl in den tiefsten Temperaturen als auch bei den sehr hohen Temperaturen dauerhaft übertragen kann. Der erste Flächenbereich überlappt also insbesondere eine Membran der Ultraschallsensorvorrichtung. Demgegenüber ist die zusätzliche Verbindung insbesondere lediglich dazu vorgesehen, besonders schnell eine handfeste Verbindung zwischen der Ultraschallsensorvorrichtung und dem Verkleidungsteil zu ermöglichen, so dass die Ultraschallsensorvorrichtung nicht von Hand gehalten werden muss und der Klebstoff aushärten kann. Diese zusätzliche Verbindung hält also die Ultraschallsensorvorrichtung grundsätzlich nur für die Zeitdauer der Aushärtung des Klebestoffes. Der Klebstoff selbst dient der Übertragung der Schwingungen bzw. der festen Halterung der Ultraschallsensorvorrichtung im Betrieb des Fahrzeugs. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit einerseits eine besonders schnelle Festlegung der Ultraschallsensorvorrichtung an der Rückseite des Verkleidungsteils mit Hilfe der zusätzlichen Verbindung. Andererseits ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders zuverlässige und betriebssichere Verbindung mittels des Klebestoffes, welcher vorzugsweise ein sehr aggressiver Kleber ist, der die jeweiligen Materialien vorher aktiviert und außerdem eine verlängerte Aushärtezeit von bis zu 24 Stunden benötigt.
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Also kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die zusätzliche Verbindung zumindest für die Betriebsfrequenz der Ultraschallsensorvorrichtung eine gegenüber dem Klebstoff geringere Festigkeit aufweist, jedoch vorzugsweise schneller wirksam wird bzw. schneller ihre maximale Belastbarkeit erreicht.
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Die zusätzliche Verbindung kann also auch eine gegenüber dem Klebstoff geringere Zeitdauer für das Wirksamwerden der Verbindung aufweisen. Unter der „Zeitdauer für das Wirksamwerden“ wird vorliegend also eine Zeitdauer verstanden, welche für das Erreichen der maximalen Haftfestigkeit der jeweiligen Verbindung erforderlich ist.
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Bevorzugt ist die zusätzliche Verbindung eine stoffschlüssige Verbindung. Somit kann sie besonders schnell und ohne viel Aufwand realisiert werden.
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Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn neben dem Klebstoff für die dauerhafte Halterung der Ultraschallsensorvorrichtung am Verkleidungsteil ein Klebeband als zusätzliche Verbindung verwendet wird. Diese unterstützende Verbindung kann also durch ein Klebeband realisiert werden. Somit erfolgt die handfeste Festlegung der Ultraschallsensorvorrichtung am Verkleidungsteil besonders schnell, weil lediglich ein Schutzelement von dem Klebeband abgezogen werden muss und die Ultraschallsensorvorrichtung sofort mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden werden kann. Diese Verbindung mit Hilfe des Klebebands hält auch ausreichend für die Zeitdauer der Aushärtung des Klebstoffes und ist außerdem sofort wirksam. Gegebenenfalls kann sogar vorgesehen sein, dass ein solches Klebeband an der Frontseite der Ultraschallsensorvorrichtung bereits vormontiert ist, so dass der Monteur lediglich das Schutzelement abziehen und die Frontseite gegen die Rückseite des Verkleidungsteils drücken muss.
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Ergänzend oder alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die zusätzliche Verbindung durch Schweißen und/oder durch einen Schmelzkleber realisiert wird. Es kann beispielsweise ein Rotationsschweißen, ein Ultraschallschweißen oder aber ein Spiegelschweißen angewendet werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein von dem ersten Flächenbereich verschiedener zweiter Flächenbereich der Frontseite der Ultraschallsensorvorrichtung mit der Rückseite des Verkleidungsteils über die von dem Klebstoff verschiedene Verbindung verbunden wird. Dies bedeutet, dass die Frontseite bzw. die vollständige Fläche der Frontseite in zwei unterschiedliche Flächenbereiche unterteilt wird, nämlich den ersten Flächenbereich, welcher über den flüssigen Klebstoff für eine zuverlässige Schallübertragung mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden wird, wie auch den zweiten Flächenbereich, welcher lediglich unterstützend mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden wird, damit die Ultraschallsensorvorrichtung sofort an der Rückseite des Verkleidungsteils festgelegt und dort gehalten werden kann. Um den chemischen Prozess der Aushärtung des Klebstoffs nicht abwarten oder aber eine separate Klemmvorrichtung nicht benötigen zu müssen, wird also die Frontseite der Ultraschallsensorvorrichtung bzw. die Anlagefläche zwischen dem Verkleidungsteil und der Sensorvorrichtung so aufgeteilt, dass für die sofortige Haftung beispielsweise ein Klebeband bzw. ein Klebepad benutzt wird und für die mechanische und schwingungstechnische Kopplung ein geeigneter flüssiger Klebstoff eingesetzt wird, welcher dann ausreichend Zeit für seine Aushärtung hat, ohne dass der Montageprozess unterbrochen werden muss. Die Aufteilung der Frontseite in zwei Flächenbereiche hat außerdem den Vorteil, dass zwischen einem für die Schwingungsübertragung relevanten Flächenbereich und einem für die Übertragung der mechanischen Schwingung weniger relevanten Flächenbereich unterschieden werden kann und der schwingungsrelevante Flächenbereich über den zuverlässigen Klebstoff mit dem Verkleidungsteil verbunden werden kann, während der weniger relevante Flächenbereich über die zusätzliche Verbindung, beispielsweise mittels eines Klebebands, an dem Verkleidungsteil befestigt werden kann.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ultraschallsensorvorrichtung einen Ultraschallsensor mit einer topfförmigen Membran sowie einen Halter zur Halterung des Ultraschallsensors aufweist. Über den Halter kann die Ultraschallsensorvorrichtung an die Rückseite des Verkleidungsteils angebracht werden, und in den Halter kann ein ringförmiges, beispielsweise aus Keramik gebildetes Versteifungselement eingesetzt werden, welches eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche die topfförmige Membran des Ultraschallsensors hindurch gesteckt wird. Dann liegt eine Frontseite der Membran an einem zentralen Flächenbereich einer dem Ultraschallsensor zugewandten Rückseite eines Montagedeckels des Halters an. Über diesen Montagedeckel wird die Ultraschallsensorvorrichtung an der Rückseite des Verkleidungsteils befestigt, so dass eine Vorderseite des Montagedeckels an der Rückseite des Verkleidungsteils anliegt und an der Rückseite des Montagedeckels die Frontseite der Membran sowie das Versteifungselement anliegen. Bei dieser Ausführungsform wird die Frontseite der Ultraschallsensorvorrichtung durch die Vorderseite des Montagedeckels gebildet oder die Frontseite der Ultraschallsensorvorrichtung umfasst diese Vorderseite des Montagedeckels. Eine solche Ausgestaltung der Ultraschallsensorvorrichtung mit dem frontseitig anschließend den Ultraschallsensor abdeckenden Montagedeckel hat den Vorteil, dass die Ultraschallsensorvorrichtung für unterschiedlichste geometrische Formen der Rückseite des Verkleidungsteils geeignet ist, weil zur Anpassung der Ultraschallsensorvorrichtung an die jeweilige Form des Verkleidungsteils lediglich der frontseitige Montagedeckel entsprechend angepasst werden muss.
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An dem zentralen Flächenbereich der Rückseite des Montagedeckels liegt also die Frontseite der Membran an. Ein entsprechender, die Frontseite der Membran abdeckender zentraler Flächenbereich der Vorderseite des Montagedeckels kann als erster Flächenbereich über den Klebstoff mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden werden, während ein um den zentralen Flächenbereich herum liegender, das Versteifungselement abdeckender Flächenbereich der Vorderseite des Montagedeckels als zweiter Flächenbereich mittels der zusätzlichen Verbindung – beispielsweise mittels des Klebebands – mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden werden kann. Somit wird erreicht, dass der für die Schwingungsübertragung relevante zentrale Flächenbereich besonders zuverlässig über den Klebstoff an die Rückseite des Verkleidungsteils angebunden wird, so dass die mechanische Schwingung auch zuverlässig und betriebssicher über einen großen Temperaturbereich übertragen werden kann. Der schwingungstechnisch weniger relevante Flächenbereich um den zentralen Bereich herum wird dazu genutzt, um die Ultraschallsensorvorrichtung schnell an dem Verkleidungsteil platzieren zu können.
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Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, dass sowohl der zentrale Flächenbereich als auch der um diesen herum liegende und das Versteifungselement abdeckende Flächenbereich der Vorderseite des Montagedeckels insgesamt über den Klebstoff mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden wird. Somit ist eine noch zuverlässigere Verbindung gewährleistet, weil die Vorderseite des Montagedeckels quasi vollflächig mit der Rückseite des Verkleidungsteils über den wirkungsvollen Klebstoff verbunden wird.
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Insbesondere bei der letztgenannten Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Halter zur Halterung des Ultraschallsensors mit zumindest einer radial nach außen abstehenden integralen Lasche ausgebildet wird, welche mittels der zusätzlichen Verbindung mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden wird. Eine solche Lasche dient also dazu, die Ultraschallsensorvorrichtung an der Rückseite des Verkleidungsteils festzulegen, nämlich über die zusätzliche Verbindung, welche gegenüber dem Klebstoff eine geringere Haltbarkeit aufweist und deutlich schneller, und insbesondere sofort, wirksam ist. Die Bereitstellung einer solchen Lasche, welche insbesondere in einer Ebene mit der Vorderseite des Montagedeckels liegt, ermöglicht es, die vollständige Vorderseite des Montagedeckels über den Klebestoff mit hoher Haltbarkeit mit der Rückseite des Verkleidungsteils zu verbinden und gleichzeitig auch die Ultraschallsensorvorrichtung sofort über die zumindest eine Lasche an dem Verkleidungsteil festzulegen, sodass der Klebstoff aushärten kann.
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Ergänzend oder alternativ kann auch zumindest ein von dem Halter separates Bügelelement bereitgestellt werden, mittels welchem der Halter über die zusätzliche Verbindung mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden wird. Ein solches separates Bauteil, nämlich das Bügelelement, hat den Vorteil, dass dieses Element quasi die Funktion der oben genannten Lasche erfüllt und andererseits auch nicht Bestandteil des Halters ist, so dass die bereits vorhandenen Halter auch gegebenenfalls weiter genutzt werden können. Es reicht hier lediglich, dass zumindest ein zusätzliches Bügelelement bereitgestellt wird, welches gegebenenfalls nach der Aushärtezeit des Klebstoffs von dem Verkleidungsteil wieder entfernt und weiter benutzt werden kann.
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Ein solches Bügelelement kann auch federnd ausgebildet sein, so dass Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden können.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche eine Frontseite aufweist, über welche die Ultraschallsensorvorrichtung mit einer Rückseite eines Verkleidungsteils des Kraftfahrzeugs verbindbar ist, wobei die Frontseite einen ersten Flächenbereich aufweist, über welchen die Frontseite über einen Klebstoff mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbindbar ist und insbesondere verklebt wird. Die Frontseite hat außerdem einen zweiten Flächenbereich, welcher mit einem Klebeband versehen ist.
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Eine erfindungsgemäße Anordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Ultraschallsensorvorrichtung sowie ein Verkleidungsteil, beispielsweise einen Stoßfänger, wobei ein erster Flächenbereich einer Frontseite der Ultraschallsensorvorrichtung über einen Klebstoff mit einer Rückseite des Verkleidungsteils verbunden ist. Die Ultraschallsensorvorrichtung ist außerdem an der Rückseite des Verkleidungsteils zusätzlich über eine Verbindung festgelegt, welche gegenüber dem Klebstoff eine geringere Haftfestigkeit aufweist, jedoch schneller, insbesondere sofort beim Kontakt mit der Rückseite des Verkleidungsteils, wirksam wird.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung sowie für die erfindungsgemäße Anordnung.
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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 eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in schematischer Darstellung eine Explosionsansicht einer Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 in schematischer Darstellung die Ultraschallsensorvorrichtung gemäß 1 von einem anderen Blickwinkel aus;
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3 in schematischer Darstellung eine Vorderseite eines Montagedeckels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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4 in schematischer Darstellung eine Rückseite der Ultraschallsensorvorrichtung im verbauten Zustand;
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5 in schematischer Darstellung eine Rückseite einer Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei Laschen vorgesehen sind, über welche die Ultraschallsensorvorrichtung an einem Verkleidungsteil festgelegt wird;
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6 in schematischer Darstellung die Vorderseite der Ultraschallsensorvorrichtung gemäß 5;
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7 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht der Ultraschallsensorvorrichtung gemäß den 5 und 6;
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8 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
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9 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist in einer Explosionsdarstellung eine Ultraschallsensorvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, gezeigt. Diese umfasst einen Ultraschallsensor 2, der zerstörungsfrei lösbar in einem Aufnahmeteil 3 eines Halters 4 befestigbar, insbesondere verrastbar, ist. Dazu sind beispielsweise zwei Rastelemente 5 ausgebildet, die zur Verrastung in korrespondierenden Rastlaschen 6, 7 eines Aufnahmeschachts 8 des einstückig aus Kunststoff ausgebildeten Aufnahmeteils 3 vorgesehen sind.
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Das Aufnahmeteil 3 umfasst darüber hinaus einen Untersatz 9, welcher zylinderförmig ausgebildet ist und einen größeren Durchmesser als der Aufnahmeschacht 8 aufweist. An einem Rand 10 des Untersatzes 9 ist ebenfalls eine Rastaufnahme 11 ausgebildet, in welche ein Rastelement 12 eines scheibenförmigen und kreisförmigen Montagedeckels 15 verrasten kann. Der Montagedeckel 15 ist einstückig aus Kunststoff ausgebildet und durch die Verrastung mit dem Aufnahmeteil 3 auch zerstörungsfrei und reversibel lösbar mit diesem verbunden. Durch den Montagedeckel 15 und das Aufnahmeteil 3 ist der Halter 4 zweiteilig gebildet. Dadurch kann eine hochflexible und variable Ausgestaltung der Ultraschallsensorvorrichtung 1 gewährleistet werden und unterschiedlichste Einbaumöglichkeiten der Ultraschallsensorvorrichtung 1 an verschiedensten Einbausituationen an einem Verkleidungsteil eines Fahrzeugs ermöglicht werden.
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Die Ultraschallsensorvorrichtung 1 umfasst im Ausführungsbeispiel auch ein Versteifungselement 16, welches als Ring ausgebildet ist. Das Versteifungselement 16 ist als separates Bauteil ausgebildet und beispielsweise aus Keramik. Das Versteifungselement 16 dient einerseits zur Dämpfung der Schwingungsübertragung auf das Verkleidungsteil, andererseits dient es zur Begrenzung der Signalabstrahlung des Ultraschallsensors 2.
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Der Montagedeckel 15 weist auf seiner dem Ultraschallsensor 2 zugewandten Rückseite 17 eine Vertiefung 18 auf, welche umfangsseitig und umlaufend durch einen Steg 19 begrenzt ist, an welchem das Rastelement 12 und auch weitere Rastelemente zur Verrastung mit dem Aufnahmeteil 3 ausgebildet sind. Im verbauten Zustand erstreckt sich der Ultraschallsensor 2 in die Vertiefung 18 hinein. Der Montagedeckel 15 weist auf seiner dem Ultraschallsensor 2 zugewandten Rückseite 17 einen Boden der Vertiefung 18 auf, der einerseits durch einen eben ausgebildeten kreisförmigen zentralen Flächenbereich 20 und einen radial nach außen daran anschließenden Aufnahmebereich 21 mit einer Anlagefläche 22 für die Anlage des Versteifungselements 16 gebildet ist.
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In 2 ist eine Explosionsdarstellung der Ultraschallsensorvorrichtung 1 mit einer anderen Blickrichtung gezeigt. Der Ultraschallsensor 2 weist eine topfförmige und aus Aluminium gebildete Membran 24 auf, welche eine Frontseite 25 bzw. eine Frontfläche aufweist, über welche die Ultraschallwellen ausgesendet und empfangen werden. Die Frontseite 25 weist also eine ebene Fläche auf, die in Anlage mit dem zentralen Flächenbereich 20 der Rückseite 17 des Montagedeckels 15 kommt und entsprechend verklebt ist.
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Darüber hinaus ist in der Darstellung gemäß 2 zu erkennen, dass der Untersatz 9 an seiner inneren Frontseite bzw. Oberseite eine Nut bzw. Aufnahme 26 aufweist, die zur Aufnahme des Versteifungselements 16 ausgebildet ist. Auch dieser Untersatz 9 weist eine Durchgangsöffnung 27 auf, durch welche sich die Membran 24 des Ultraschallsensors 2 hindurch erstreckt, um in Anlage mit dem zentralen Flächenbereich 20 gelangen zu können.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Versteifungselement 16 eine Rückseite 28 (1) aufweist, welche beispielsweise eben ausgebildet ist. Diese kommt dann vollflächig in Anlage mit dem Boden der Nut 26.
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Darüber hinaus kann das Versteifungselement 16 eine geneigte Vorderseite 29 aufweisen, die insbesondere konusförmig geneigt sein kann. Dies bedeutet, dass diese Vorderseite 29 so orientiert ist, dass das Versteifungselement 16 am Rand dünner als im Bereich seiner zentralen Durchgangsöffnung 30 ist. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sowohl die Rückseite 28 als auch die Vorderseite 29 des Versteifungselements 16 eben ausgebildet sind und dieses Versteifungselement 16 eine einheitliche axiale Dicke aufweist.
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Die Vorderseite 29 des Versteifungselements 16 kommt im zusammengebauten Zustand in vollflächige Anlage mit der komplementär dazu geneigten oder aber ebenen Anlagefläche 22 des Montagedeckels 15.
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Der Montagedeckel 15 weist eine Vorderseite 31 auf, welche individuell geformt ist und zwar dahingehend, dass sie vorzugsweise zur vollflächigen Anlage an eine Rückseite eines Verkleidungsteils, beispielsweise eines Stoßfängers des Fahrzeugs, ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass der Montagedeckel 15 mit seiner Vorderseite 31 in Anlage mit der Rückseite des Verkleidungsteils gebracht wird, so dass die Ultraschallwellen durch diesen Montagedeckel 15 sowie durch das Verkleidungsteil hindurch gesendet und empfangen werden.
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Nun richtet sich das Interesse auf eine Verbindung der Ultraschallsensorvorrichtung 1 mit der Rückseite des zugeordneten Verkleidungsteils des Kraftfahrzeugs, nämlich beispielsweise der Rückseite eines Stoßfängers. Um einerseits eine besonders zuverlässige und über einen großen Temperaturbereich beständige Verbindung sowie andererseits auch eine besonders schnelle Festlegung der Ultraschallsensorvorrichtung 1 an dem Verkleidungsteil zu ermöglichen, wird vorliegend vorgeschlagen, sowohl einen flüssigen Klebstoff (beispielsweise Zweikomponenten-Klebstoff) einzusetzen, welcher eine längere Zeitdauer für seine Aushärtung benötigt, jedoch besonders hohe Haltbarkeit aufweist, als auch ein Klebeband als zusätzliche Verbindung einzusetzen, welches eine geringe Haltbarkeit und Festigkeit aufweist, jedoch sofort wirksam ist. Um also den chemischen Prozess der Aushärtung des flüssigen Klebstoffs nicht abwarten zu müssen und trotzdem sofort eine zumindest für den Montageprozess feste Verbindung zu ermöglichen, wird die Anlagefläche zwischen Verkleidungsteil und Ultraschallsensorvorrichtung 1 derart aufgeteilt, dass für die sofortige Haftung ein Klebeband bzw. Klebepad und für die mechanische Kopplung ein flüssiger geeigneter Klebstoff mit für die Schwingungsübertragung ausreichender Festigkeit benutzt werden, der dann ausreichend Zeit für seine Aushärtung hat, ohne dass der Montageprozess unterbrochen werden muss.
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Wie aus 2 hervorgeht, hat die Ultraschallsensorvorrichtung 1 eine Frontseite 32, über welche die Ultraschallsensorvorrichtung 1 mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden wird. Diese Frontseite 32 umfasst die Vorderseite 31 des Montagedeckels 15 oder ist in anderen Ausführungsformen durch diese Vorderseite 31 gebildet.
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Bezug nehmend nun auf die 3 bis 9 werden unterschiedliche Ausführungsformen bezüglich der Anbringung der Frontseite 32 an die Rückseite des Verkleidungsteils näher erläutert:
Gemäß einer Ausführungsform, welche in den 3 und 4 gezeigt ist, ist die Frontseite 32 der Ultraschallsensorvorrichtung 1 durch die Vorderseite 31 des Montagedeckels 15 gebildet. Diese Vorderseite 31 wird nun in zwei Flächenbereiche unterteilt, nämlich einen ersten Flächenbereich 33 sowie einen zweiten Flächenbereich 34. Der erste Flächenbereich 33 ist durch einen zentralen Flächenbereich 35 gebildet, welcher dem zentralen Flächenbereich 20 (1) entspricht bzw. mit diesem korrespondiert, jedoch an der gegenüberliegenden Vorderseite 31 liegt. Dieser zentrale und kreisförmige Flächenbereich 35 deckt also vollständig die Frontseite 25 der Membran 24 ab. Der zweite Flächenbereich 34 wiederum ist durch einen um den zentralen Flächenbereich 35 herum liegenden und das Versteifungselement 16 von vorne abdeckenden Flächenbereich gebildet. Der zweite Flächenbereich 34 ist also ein ringförmiger Flächenbereich, welcher um den zentralen Flächenbereich 35 herum liegt und sich radial bis zum Rand der Vorderseite 31 des Montagedeckels 15 erstreckt.
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Nun ist vorgesehen, dass der erste Flächenbereich 33 über den flüssigen und eine längere Zeit für das Aushärten benötigenden Klebstoff mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden wird, während der zweite Flächenbereich 34 über ein Klebeband mit der Rückseite des Verkleidungsteils verbunden wird. Somit ist die Ultraschallsensorvorrichtung 1 sofort an dem Verkleidungsteil befestigt und außerdem ist auch gewährleistet, dass der zentrale Flächenbereich 35 zuverlässig mit dem Verkleidungsteil verbunden wird, so dass die Ultraschallwellen betriebssicher übertragen werden können. Dabei kommt die Ultraschallsensorvorrichtung ohne zusätzliche Elemente aus, wie beispielsweise zusätzliche Laschen.
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In 4 ist die Ultraschallsensorvorrichtung 1 von der anderen Seite gezeigt, nämlich von der Rückseite. Hier ist der Ultraschallsensor 2 mit seinem Stecker 36 zu erkennen, wie auch der Untersatz 9 des Aufnahmeteils 3.
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Eine weitere Ausführungsform ist in den 5 bis 6 näher dargestellt. Während in 5 die Rückseite der Ultraschallsensorvorrichtung 1 gezeigt ist, ist in 6 die Frontseite 32 gezeigt. 7 zeigt eine Seitenansicht der Ultraschallsensorvorrichtung 1. Wie aus diesen Figuren hervorgeht, hat der Montagedeckel 15 nunmehr zwei radial nach außen abstehende Laschen 37, 38, welche in einer Ebene mit dem restlichen Teil des Montagedeckels 15 liegen. Dies bedeutet, dass jeweilige Frontflächen der Laschen 37, 38 in derselben Ebene wie die Vorderseite 31 des Montagedeckels 15 liegen (6 und 7). Diese Laschen 37, 38 können an den Montagdeckel 15 beispielsweise angespritzt werden. Somit sind sie mit dem restlichen Montagedeckel 15 einstückig ausgebildet. Nun ist vorgesehen, dass der erste Flächenbereich 33 sowohl durch den zentralen Flächenbereich 35 (vgl. 3) als auch durch den um diesen herum liegenden und das Versteifungselement 16 abdeckenden ringförmigen Flächenbereich gebildet ist, so dass quasi die vollständige kreisförmige Vorderseite 31 des Montagedeckels 15 den ersten Flächenbereich 33 bildet. Die vorderen Flächen der Laschen 37, 38 bilden den zweiten Flächenbereich 34, über welchen die Ultraschallsensorvorrichtung 1 mittels des Klebebands mit dem Verkleidungsteil verbunden wird.
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Eine weitere Ausführungsform ist in 8 anhand einer Seitenansicht der Ultraschallsensorvorrichtung 1 näher gezeigt. Hier ist auch ein Verkleidungsteil 39 dargestellt, dessen Rückseite 40, also die dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandte Seite, mit der Frontseite 32 der Ultraschallsensorvorrichtung 1 verbunden ist. Ähnlich wie in den 5 bis 7 dient auch hier die vollständige Vorderseite 31 des Montagedeckels 15 als erster Flächenbereich 33, welcher über den zuverlässigen Klebstoff mit der Rückseite 40 verbunden ist. Es sind außerdem zwei radial nach außen abstehende Laschen 37, 38 vorgesehen, welche nunmehr an das Aufnahmeteil 9, und genauer gesagt an den Untersatz 9, angespritzt sind. Die frontseitigen Flächen dieser Laschen 37, 38 bilden den zweiten Flächenbereich 34 der Frontseite 32 der Ultraschallsensorvorrichtung 1, so dass über diesen zweiten Flächenbereich 34 die Ultraschallsensorvorrichtung 1 bzw. die Laschen 37, 38 mittels eines Klebebands 41 mit der Rückseite 40 verbunden wird. Mit dem Klebeband 41 kann die Ultraschallsensorvorrichtung 1 also besonders schnell an der Rückseite 40 festgelegt werden, wodurch dem flüssigen Klebstoff Zeit zum Aushärten gegeben wird, ohne dass die Ultraschallsensorvorrichtung 1 von Hand gehalten werden muss. Zumindest eine der Laschen 37, 38 kann mit dem Halter 4 über ein Federelement 42 verbunden sein, so dass diese Lasche 37, 38 insgesamt federnd ausgebildet ist. Durch ein derartiges Federelement 32 können Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden.
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In 9 ist eine noch weitere Ausgestaltung gezeigt. Auch hier ist der erste Flächenbereich 33 durch die kreisförmige, vollständige Vorderseite 31 des Montagedeckels 15 gebildet, während der zweite Flächenbereich 34 durch jeweilige frontseitige Flächen eines ersten und eines zweiten Bügelelements 43, 44 gebildet ist. Diese Bügelelemente 43, 44 sind nun separat zum Halter 4 ausgebildet und liegen an der Rückseite des Untersatzes 9 an und drücken den Halter 4 insgesamt gegen die Rückseite 40 des Verkleidungsteils 39. Andererseits sind die Bügelelemente 43, 44 über ein Klebeband 41 mit der Rückseite 40 verbunden. Zumindest eines der Bügelelemente 43, 44 kann auch ein Federelement 42 aufweisen, welches zum Ausgleich von Toleranzen dient. Beide Bügelelemente 43, 44 weisen also jeweils einen ersten Schenkel 45 bzw. 46 zur Anlage an der Rückseite 40 auf, wie auch einen parallel dazu angeordneten zweiten Schenkel 47 bzw. 48, welcher an der Rückseite des Untersatzes 9 anliegt und diesen gegen die Rückseite 40 des Verkleidungsteils 39 drückt. Die Bügelelemente 43, 44 können auch einstückig miteinander ausgebildet sein. Hier können die Schenkel 47, 48 einstückig als Ring ausgeführt sein bzw. durch einen solchen Rong gebildet sein, welcher auf den Aufnahmeschacht 8 des Halters 4 aufgesteckt und gegen die Rückseite des Untersatzes 9 gedrückt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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