DE102013226685A1 - Ultrasonic sensor device for a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug, mit einer Fahrzeugverkleidung (3), die eine Trägerschicht (13) aufweist, an deren, der Sichtseite (1) abgewandten rückseitigen Grundfläche (17) eine Vertiefung (19) unter Aufrechterhaltung einer Restmaterialstärke (r) ausgebildet ist, welche Vertiefung (19) bodenseitig eine Koppelfläche (27) aufweist, die in Anlage mit einer Sensorfläche (25) eines Ultraschallsensors (21) bringbar ist, und an einer Randkante (35) in die Grundfläche (17) übergeht. Erfindungsgemäß weist die Vertiefung (19) zwischen der Koppelfläche (27) und der Grundfläche (17) einen Übergangsabschnitt (31) auf, mit dem der Querschnitt der Vertiefung (19) quer zur Dickenrichtung der Trägerschicht (13) um einen Querversatz (∆l) bis zur Randkante (35) ausweitbar ist.The invention relates to an ultrasonic sensor device for a vehicle, having a vehicle trim (3) which has a carrier layer (13) on whose rear side surface (17) facing away from the visible side (1) has a recess (19) while maintaining a residual material thickness (r). is formed, which recess (19) on the bottom side a coupling surface (27) which is engageable with a sensor surface (25) of an ultrasonic sensor (21), and at a peripheral edge (35) merges into the base surface (17). According to the invention, the depression (19) has a transition section (31) between the coupling surface (27) and the base surface (17), with which the cross section of the depression (19) transversely to the thickness direction of the carrier layer (13) is offset by a transverse offset (Δl). can be widened to the marginal edge (35).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, ein Fahrzeugverkleidungsteil für eine solche Ultraschallsensorvorrichtung nach dem Patentanspruch 13 und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeugverkleidungsteiles nach dem Patentanspruch 14. The invention relates to an ultrasonic sensor device for a vehicle according to the preamble of claim 1, a vehicle trim part for such an ultrasonic sensor device according to claim 13 and a method for producing such a vehicle trim part according to claim 14.

Die Ultraschallsensoren einer solchen Ultraschallsensorvorrichtung sind in gängiger Praxis im Frontbereich und im Heckbereich des Fahrzeuges speziell an Stoßfängern angeordnet und in Signalverbindung mit einer Fahrerassistenzeinrichtung. Mit ihrer Hilfe können Informationen über die Fahrzeugumgebung erfasst und zur Fahrerassistenzeinrichtung weitergeleitet werden, etwa einem Parkassistenzsystem. The ultrasonic sensors of such an ultrasonic sensor device are in common practice in the front and rear of the vehicle specifically arranged on bumpers and in signal communication with a driver assistance device. With their help, information about the vehicle environment can be detected and forwarded to the driver assistance device, such as a parking assistance system.

Aus der DE 10 2010 049 818 A1 ist eine gattungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung bekannt, deren Ultraschallsensoren in einem Fahrzeug-Stoßfänger angeordnet sind. Der Stoßfänger ist aus einer Trägerschicht aus Kunststoff aufgebaut, die sichtseitig zum Beispiel von einem Hochglanzlack überzogen ist. An ihrer, der Sichtseite abgewandten rückseitigen Grundfläche ist eine sacklochartige Vertiefung unter Aufrechterhaltung einer Restmaterialstärke ausgebildet. Die Vertiefung weist bodenseitig eine Koppelfläche auf, die zum Beispiel als Klebeverbindung mit einer Sensorfläche eines Ultraschallsensors verbunden ist. Die Sensorfläche ist in diesem Fall mit dem Sackloch-Boden verbunden, von dem eine hohlzylindrische Seitenwand hochgezogen ist und an einer Randkante in die rückseitige Grundfläche des Stoßfängers mit voller Wandstärke übergeht. From the DE 10 2010 049 818 A1 a generic ultrasonic sensor device is known, the ultrasonic sensors are arranged in a vehicle bumper. The bumper is constructed from a carrier layer made of plastic, which is visually coated, for example, by a high-gloss lacquer. At its, the visible side facing away from the rear base a blind hole-like depression while maintaining a residual material thickness is formed. The recess has on the bottom side a coupling surface, which is connected, for example, as an adhesive connection with a sensor surface of an ultrasonic sensor. The sensor surface is in this case connected to the blind hole bottom, from which a hollow cylindrical side wall is pulled up and merges at a peripheral edge in the rear base of the bumper with full wall thickness.

Die aus der DE 10 2010 049 818 A1 bekannte Sackloch-Vertiefung kann nach Fertigstellung des Stoßfängers in einem separaten Fertigungsschritt nachträglich zum Beispiel durch Bohren oder Fräsen eingebracht werden. Alternativ dazu kann die Sackloch-Vertiefung auch durch Heißprägen in die rückseitige Grundfläche des Stoßfängers eingebracht werden. Das Heißprägen führt jedoch aufgrund der geringen Wandstärke des Stoßfängers (zum Beispiel 3 mm) auf der Sichtseite zu Abzeichnungen, die das Erscheinungsbild des Stoßfängers beeinträchtigen. Zudem ist speziell die mechanische Bearbeitung durch Bohren oder Fräsen mit hohem fertigungstechnischem Aufwand verbunden, wobei die Bauteile verschmutzen können und dann zusätzlich gereinigt werden müssen. The from the DE 10 2010 049 818 A1 known blind hole depression can be introduced after completion of the bumper in a separate manufacturing step subsequently, for example, by drilling or milling. Alternatively, the blind hole depression can also be introduced by hot stamping in the rear base of the bumper. Hot stamping, however, due to the small wall thickness of the bumper (for example, 3 mm) on the visible side leads to marks that affect the appearance of the bumper. In addition, the mechanical processing by drilling or milling is particularly associated with high production engineering effort, the components can pollute and then need to be cleaned.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ultraschallsensorvorrichtung bereitzustellen, bei der die am Verkleidungsteil ausgebildete Kontaktfläche für die Ultraschallsensoren fertigungstechnisch günstig herstellbar ist. The object of the invention is to provide an ultrasonic sensor device in which the contact surface formed on the covering part for the ultrasonic sensors can be manufactured in a favorable manner.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1, 13 oder 14 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart. The object is solved by the features of claim 1, 13 or 14. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf der Problematik, dass die aus dem Stand der Technik bekannte hohlzylindrische Sackloch-Vertiefung für den Ultraschallsensor speziell bei einem im Spritzgießverfahren hergestellten Verkleidungsteil nicht prozesstechnisch sicher im Hinblick auf eine Großserienproduktion ohne Abzeichnungen fertigbar ist. Vor diesem Hintergrund weist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die Vertiefung zwischen ihrer bodenseitigen Koppelfläche und der Grundfläche einen Übergangsbereich auf, mit dem der Querschnitt der Vertiefung in der dicken Richtung der Trägerschicht nicht mehr konstant ist (wie bei einer hohlzylindrischen Sackloch-Vertiefung), sondern vielmehr quer zur Dickenrichtung sich von der bodenseitigen Koppelfläche bis zur Randkante um einen Querversatz ausweitet. The invention is based on the problem that the well-known from the prior art hollow cylindrical blind hole for the ultrasonic sensor, especially in a trim part produced by injection molding is not process engineering safe in view of mass production without cancellations manufacturable. Against this background, according to the characterizing part of patent claim 1, the depression between its base-side coupling surface and the base surface has a transition region with which the cross-section of the depression in the thick direction of the carrier layer is no longer constant (as in the case of a hollow-cylindrical blind hole recess), but rather extends transversely to the thickness direction of the bottom-side coupling surface to the peripheral edge by a transverse offset.

Eine solche spezielle Geometrie der Vertiefung ist insbesondere bei einer Herstellung des Verkleidungsteiles mitsamt der Vertiefung im Spritzgießverfahren von Vorteil, und zwar aus folgendem Grunde: Im Stand der Technik wirkt die, die hohlzylindrische Sacklochbohrung nachbildende Formfläche des Spritzgießwerkzeuges beim Füllvorgang als Störkontur, die eine homogene Verteilung der plastischen Ausgangskomponente des Kunststoffes behindert. Im Gegensatz dazu weist die, die erfindungsgemäße Vertiefung nachbildende Formfläche des Spritzgießwerkzeuges eine Übergangskontur auf, die im Hinblick auf einen einwandfreien Füllvorgang ausgelegt ist. Such a special geometry of the recess is particularly advantageous in a production of the trim part together with the recess in the injection molding, and for the following reason: In the prior art acts, the hollow cylindrical blind hole replicating mold surface of the injection mold during the filling process as a disturbing contour, the homogeneous distribution impeded the plastic output component of the plastic. In contrast, the molding surface of the injection molding tool simulating the depression according to the invention has a transitional contour which is designed with regard to a perfect filling process.

Unabhängig von dem obigen fertigungstechnischen Vorteil ergibt die erfindungsgemäße Geometrie der Vertiefung jedoch auch den folgenden Vorteil im Hinblick auf eine bauraumreduzierte Anordnung der Ultraschallsensorvorrichtung: So wird zwischen der Ebene die rückseitige Grundfläche der Trägerschicht und dem Übergangsabschnitt ein zusätzlicher Freiraum aufgespannt, in dem zumindest Komponenten des Ultraschallsensors angeordnet werden können. Bevorzugt kann unmittelbar auf den Übergangsabschnitt ein Element zur Schwingungsentkopplung des Sensors von den daran angrenzenden Bereichen der Fahrzeugverkleidung angeordnet sein. Regardless of the above manufacturing advantage, the geometry of the recess according to the invention, however, also gives the following advantage with respect to a space-reduced arrangement of the ultrasonic sensor device: Thus, between the plane, the rear base of the carrier layer and the transition section spans an additional space in which at least components of the ultrasonic sensor can be arranged. Preferably, an element for vibration decoupling of the sensor from the adjacent areas of the vehicle trim can be arranged directly on the transition section.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Übergangsabschnitt eine schräggestellte Fläche aufweisen, die sich durchgängig von der bodenseitigen Sensorfläche der Vertiefung bis zur Randkante der Vertiefung erstreckt. Die schräggestellte Fläche des Übergangsabschnittes kann in einer ersten Variante an einer, an die Koppelfläche grenzenden Übergangskante anschließen. Alternativ dazu kann für einen besonders glatten Übergang der Übergangsabschnitt auch ohne Übergangskante in einem stetigen Verlauf an die Koppelfläche anschließen. In a preferred embodiment, the transition section may have an inclined surface which extends continuously from the bottom-side sensor surface of the recess to the peripheral edge of the recess. The inclined surface of the transition section can connect in a first variant to a, adjacent to the coupling surface transition edge. Alternatively, for connect a particularly smooth transition of the transition section without transitional edge in a steady course to the coupling surface.

Die schräggestellte Fläche des Übergangsabschnittes kann sich dabei mit einer konstanten Steigung linear erstrecken. Alternativ dazu kann die schräggestellte Fläche auch eine sich quer zur Dickenrichtung kontinuierlich ändernde Steigung aufweisen. The inclined surface of the transition section can extend linearly with a constant pitch. Alternatively, the inclined surface may also have a continuously changing transversely to the thickness direction slope.

Demgegenüber kann die Koppelfläche zur Anbindung des Ultraschallsensors planar, das heißt flächenparallel zur Grundfläche ausgeführt sein oder ebenfalls in Richtung auf die Sichtseite der Fahrzeugverkleidung sphärisch ausgebaucht sein. Speziell im Hinblick auf eine Verbesserung von Fließeigenschaften im Spritzgießverfahren ist es von Vorteil, wenn sowohl die Koppelfläche als auch der daran anschließende Übergangsabschnitt sphärisch ausgewölbt sind oder alternativ zumindest die Koppelfläche sphärisch ausgewölbt ist und der daran anschließende Übergangsabschnitt sich mit konstanter Steigung zur Randkante der Vertiefung erstreckt. In contrast, the coupling surface for connection of the ultrasonic sensor can be planar, that is to say executed parallel to the surface, or can also be bulged spherically in the direction of the visible side of the vehicle trim. Especially with regard to an improvement of flow properties in the injection molding process, it is advantageous if both the coupling surface and the adjoining transition section are bulged spherically or alternatively at least the coupling surface is bulged spherically and the adjoining transition section extends with constant slope to the peripheral edge of the recess ,

Die mit der Sensorfläche des Ultraschallsensors zusammenwirkende Koppelfläche der Vertiefung kann in einer Ausführungsvariante eine Kreisfläche sein, die vom daran anschließenden Übergangsabschnitt umfangsseitig geschlossen begrenzt ist. Die Randkante zwischen dem Übergangsabschnitt und der ebenen Grundfläche des Fahrzeugverkleidungsteiles kann ebenfalls konzentrisch zur Koppelfläche kreisbogenförmig verlaufen. The co-operating with the sensor surface of the ultrasonic sensor coupling surface of the recess may be in one embodiment, a circular surface which is bounded by the adjoining transition portion circumferentially closed. The peripheral edge between the transition portion and the planar base of the vehicle trim part can also extend concentrically to the coupling surface circular arc.

Das oben erwähnte Schwingungsentkoppelungselement kann bevorzugt eine Ringscheibe sein, deren Innenumfang die Koppelfläche der Vertiefung umgrenzt, während der Außenumfang gegebenenfalls in etwa auf Höhe der Randkante der Vertiefung liegt. The above-mentioned vibration decoupling element may preferably be an annular disk whose inner circumference delimits the coupling surface of the depression, while the outer circumference optionally lies approximately at the level of the peripheral edge of the depression.

In einer weiteren geometrischen Realisierung kann die Koppelfläche an der Übergangskante nicht unmittelbar an den Übergangsabschnitt anschließen, sondern kann die Koppelfläche um einen Höhenversatz gegenüber der Übergangskante abgesenkt sein. In diesem Fall weist die Koppelfläche eine randseitig hochgezogene Zylinderwand auf, die im weiteren Verlauf an der Übergangskante in die schräggestellte Fläche des Übergangsabschnittes übergeht. Speziell diese Geometrie kann jedoch im Hinblick auf sichtseitige Abzeichnungen kritisch sein. In a further geometric realization, the coupling surface at the transition edge can not connect directly to the transition section, but the coupling surface can be lowered by a height offset relative to the transition edge. In this case, the coupling surface on a peripheral raised cylinder wall, which merges in the further course at the transition edge in the inclined surface of the transition section. However, this geometry in particular can be critical with regard to visible marks.

Bevorzugt ist die Trägerschicht des Fahrzeugverkleidungsteiles in der Dickenrichtung materialeinheitlich und einschichtig aufgebaut. An der Sichtseite kann die Trägerschicht mit zum Beispiel einer Lackbeschichtung überzogen sein. Die Trägerschicht weist zumindest im Nahbereich des Umfangssensors eine konstante Materialstärke auf, die lediglich durch die Vertiefung reduziert wird. Preferably, the carrier layer of the vehicle trim part in the thickness direction is of the same material and constructed in a single layer. On the visible side, the carrier layer may be coated with, for example, a lacquer coating. At least in the vicinity of the circumferential sensor, the carrier layer has a constant material thickness, which is only reduced by the depression.

Wie oben erwähnt, wird das Fahrzeugverkleidungsteil fertigungstechnisch bevorzugt in einem Spritzgießprozess hergestellt. In diesem Fall sind die folgenden vier Einflussgrößen von großer Bedeutung:
Erstens ist die Restmaterialstärke im Bereich der bodenseitigen Koppelfläche hervorzuheben. Die volumetrische Schwindung der meisten thermoplastischen Kunststoffe hängt nämlich unter anderem von der Wandstärke ab. Dies hat zur Folge, das bei unterschiedlichen Wandstärken Schwindungsunterschiede dazu führen, dass der ausgedünnte Bereich am Boden der Vertiefung und die umgebenden Bauteilflächen mit Nominalwandstärke sich unterschiedlich verhalten, was zu unerwünschten sichtbaren Abzeichnungen auf der Oberfläche führt. Die Restmaterialstärke darf daher nur um einen bestimmten Prozentsatz von der Nominalwandstärke (das heißt die Wandstärke im Bereich der Grundfläche des Verkleidungsteils) unterschiedlich sein. As mentioned above, the vehicle trim part is preferably manufactured in an injection molding process. In this case, the following four factors are of great importance:
First, the residual material thickness in the area of the bottom-side coupling surface is to be emphasized. The volumetric shrinkage of most thermoplastics depends, inter alia, on the wall thickness. As a result, differences in shrinkage at different wall thicknesses cause the thinned area at the bottom of the depression and the surrounding component surfaces of nominal wall thickness to behave differently, resulting in undesirable visible marks on the surface. The residual material thickness may therefore differ only by a certain percentage from the nominal wall thickness (that is to say the wall thickness in the area of the base area of the trim part).

Ein zweiter wesentlicher Faktor liegt in der der Geometrie der Koppelfläche: Bei Verkleidungsteilen, die im Bereich der Koppelfläche nicht planar sind, ist es vorteilhaft, die Koppelfläche auf der Innenseite nicht planar, sondern als dreidimensional gekrümmte Fläche (zum Beispiel offsetierte Freiformfläche, sphärische Fläche, kegelförmige Fläche) auszuführen. So wird eine gute Anpassung der Koppelfläche auf der Innenseite an die übrige Bauteilfläche auf der Innenseite möglich. Um an allen Positionen standardisierte Ultraschallsensoren verbauen zu können, ist insbesondere eine sphärische Fläche mit standardisiertem Radius vorzuziehen. Dadurch ergeben sich jedoch innerhalb der Koppelfläche lokal unterschiedliche Restwandstärken. Die Krümmung der Koppelfläche muss innerhalb bestimmter Grenzen liegen. Das heißt, sie muss derart ausgelegt sein, dass die Restwandstärke im Bereich der Koppelfläche einen Mindestwert nicht unterschreitet. Zudem soll eine Wandstärkenänderung nicht einen vorgegebenen Grenzwert (Kontrollfaktor) überschreiten. Für diesen Kontrollfaktor gilt:
(s1–s2): ∆l ≤ 0,02
wobei s1, s2 die Wandstärken am jeweiligen Ort sind, und
∆l die Längserstreckung der Wandstärken-Änderungen quer zur Dickenrichtung ist. A second important factor lies in the geometry of the coupling surface: in the case of trim parts which are not planar in the region of the coupling surface, it is advantageous for the coupling surface not to be planar on the inside, but instead to be a three-dimensionally curved surface (for example offset freeform surface, spherical surface, tapered surface). Thus, a good adaptation of the coupling surface on the inside of the remaining component surface on the inside is possible. In order to be able to install standardized ultrasonic sensors at all positions, in particular a spherical surface with a standardized radius is to be preferred. However, this results within the coupling surface locally different residual wall thicknesses. The curvature of the coupling surface must be within certain limits. That is, it must be designed so that the residual wall thickness in the region of the coupling surface does not fall below a minimum value. In addition, a wall thickness change should not exceed a predetermined limit (control factor). For this control factor:
(s 1 -s 2 ): Δl ≤ 0.02
where s 1 , s 2 are the wall thicknesses at the respective location, and
Δl is the longitudinal extent of the wall thickness changes across the thickness direction.

Als drittes Kriterium ist die Geometrie der Koppelfläche zu nennen: Die Flächengeometrie ist vorzugsweise kreisflächig, wobei jedoch auch andere Flächengeometrien denkbar sind. Jedoch sollte der Abstand vom Mittelpunkt der Koppelfläche zu jedem Punkt der die Koppelfäche begrenzenden Umfangskante nicht um mehr als 20% vom durchschnittlichen Abstand vom Mittelpunkt zur Übergangskante abweichen. The third criterion is the geometry of the coupling surface: The surface geometry is preferably circular, but other surface geometries are also conceivable. However, the distance from the center of the coupling surface to each point of the peripheral edge bounding the coupling surface should not be more than 20% of the average Distance from the center to the transition edge.

Als viertes Kriterium ist die Wandstärkenänderung in der schräggestellten Fläche des Übergangsabschnittes zu nennen: Die schräggestellte Übergangsfläche bildet sich zwischen der Koppelfläche und der Grundfläche des Verkleidungsteils. Die Wandstärkenänderung darf nicht abrupt erfolgen. Vielmehr liegt die Steigung der schräggestellten Fläche je nach verwendetem Kunststoff bei weniger als 10/100 und mehr als 2/100. Die Flächen sind bevorzugt tagentenseitig zu den Umgebungsflächen anzuschließen. Dies kann auch durch eine Verrundung an den Randkanten oder Übergangskanten erfolgen. The fourth criterion is the wall thickness change in the inclined surface of the transition section: The inclined transition surface forms between the coupling surface and the base surface of the trim part. The wall thickness change must not be abrupt. Rather, the slope of the inclined surface depending on the plastic used is less than 10/100 and more than 2/100. The surfaces should preferably be connected to the surrounding areas on the dage side. This can also be done by a rounding at the edges or transition edges.

Gegebenenfalls kann das Verkleidungsteil innerhalb der schräggestellten Übergangsfläche Knickstellen aufweisen. In diesem Fall ist es sinnvoll, die Übergangsfläche an der Knickstelle auf der Bauteilinnenseite enden zu lassen. Optionally, the trim part may have kinks within the inclined transition surface. In this case, it makes sense to let the transition surface end at the kink on the inside of the component.

Eine ringförmige Begrenzung der Koppelfläche und der schräggestellten Übergangsfläche ist vorteilhaft, da im Spritzgießprozess die Fließfrontgeschwindigkeit beim Füllvorgang sich nur geringfügig ändert. Bindenähte und Lufteinschlüsse können so vermieden werden. Geringfügige Abweichungen von dieser Idealgeometrie sind grundsätzlich möglich. An annular boundary of the coupling surface and the inclined transition surface is advantageous because the flow front velocity during the filling process changes only slightly in the injection molding process. Tie lines and air pockets can be avoided. Minor deviations from this ideal geometry are possible in principle.

Mit der Erfindung kann die gewünschte Geometrie des Fahrzeugverkleidungsteils im Spritzgießverfahren hergestellt werden, ohne dass es zu erkennbaren Abzeichnungen an der Sichtseite kommt. Gegenüber einem nachträglichen Einbringen der gewünschten Vertiefungskontur in das Verkleidungsteil durch Bohren/Fräsen lassen sich somit wesentliche Kosteneinsparungen erzielen. With the invention, the desired geometry of the vehicle trim part can be produced by injection molding, without causing any visible marks on the visible side. Compared with a subsequent introduction of the desired recess contour in the trim part by drilling / milling can thus achieve significant cost savings.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination zur Anwendung kommen. The advantageous embodiments and / or developments of the invention explained above and / or reproduced in the subclaims can be used individually or else in any desired combination-except, for example, in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. The invention and its advantageous embodiments and further developments and advantages thereof are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen: Show it:

1 in einer perspektivischen Teildarstellung eine Stoßfängerverkleidung; 1 in a partial perspective view of a bumper fascia;

2 in einer Seitenschnittdarstellung einen an der Stoßfängerverkleidung angeordneten Ultraschallsensor; 2 in a side sectional view of an arranged on the bumper fascia ultrasonic sensor;

3 eine in einer rückseitigen Grundfläche der Stoßfängerverkleidung eingebrachte Vertiefung für den Ultraschallsensor; 3 a recess for the ultrasonic sensor inserted in a rear base of the bumper fascia;

4 ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung der in den 1 bis 3 gezeigten Vertiefungs-Geometrie in der Stoßfängerverkleidung; und 4 an injection mold for the production of in the 1 to 3 shown recess geometry in the bumper fascia; and

5 bis 7 weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vertiefung für den Ultraschallsensor. 5 to 7 Further embodiments of the inventive recess for the ultrasonic sensor.

In der 1 ist in einer vergrößerten Teilansicht von außen die Sichtseite 1 einer heckseitigen Stoßfängerverkleidung 3 gezeigt. Demzufolge weist die Stoßfängerverkleidung 3 einen in der Fahrzeuglängsrichtung x nach außen ragenden, im Querschnitt U-förmigen Abschnitt 5 auf, in dem sich in der Fahrzeugquerrichtung y ein nicht dargestellter Fahrzeug-Querträger erstreckt. Der U-förmige Abschnitt 5 der Stoßfängerverkleidung 3 weist eine Grundfläche 7 auf, die in der Fahrzeughochrichtung z an einer quer verlaufenden Knickstelle 9 in eine nach innen gezogene Fläche 11 übergeht. In the 1 is in an enlarged partial view from the outside the visible side 1 a rear bumper fascia 3 shown. Consequently, the bumper fascia has 3 a in the vehicle longitudinal direction x outwardly projecting, in cross section U-shaped portion 5 on, in which extends in the vehicle transverse direction y an unillustrated vehicle cross member. The U-shaped section 5 the bumper fascia 3 has a base 7 in the vehicle vertical direction z at a transverse kink 9 in an inwardly drawn surface 11 passes.

Die Stoßfängerverkleidung 3 ist gemäß der 2 durch eine Trägerschicht 13 aus Kunststoff und durch eine sichtseitige Lackbeschichtung 14 aufgebaut. Gemäß den 1 und 2 sind auf der, der Sichtseite 1 gegenüberliegenden, rückseitigen Grundfläche 17 der Trägerschicht 13 kreisförmige Vertiefungen 19 ausgebildet, und zwar unter Aufrechterhaltung einer Restmaterialstärke r (2) in der Trägerschicht 13. In den beiden Vertiefungen 19 (in der 1 gestrichelt dargestellt) sind in der Zusammenbaulage Ultraschallsensoren 21 verbaut, von denen einer in der 2 gezeigt ist. Die beiden, in der 1 angedeuteten Vertiefungen 19 weisen im Wesentlichen identische Geometrien auf, mit der Ausnahme, dass die obere Vertiefung 19 keine vollständige Kreisfläche bildet, sondern vielmehr an der oberen Knickstelle 9 der Stoßfängerverkleidung 3 abschließt. Die Stoßfängerverkleidung 3 ist mitsamt der Vertiefungen 19 in einem Spritzgießverfahren hergestellt. The bumper panel 3 is according to the 2 through a carrier layer 13 made of plastic and by a visible paint coating 14 built up. According to the 1 and 2 are on the, the visible side 1 opposite, rear base 17 the carrier layer 13 circular depressions 19 formed, while maintaining a residual material strength r ( 2 ) in the carrier layer 13 , In the two wells 19 (in the 1 shown in dashed lines) are in the assembly position ultrasonic sensors 21 one of which is in the 2 is shown. The two, in the 1 indicated depressions 19 have substantially identical geometries, except that the upper recess 19 does not form a complete circle, but rather at the upper kink 9 the bumper fascia 3 concludes. The bumper panel 3 is complete with the wells 19 produced in an injection molding process.

In dem in der 2 gezeigten Zusammenbauzustand ist ein Ultraschall-Wandler 23 zusammen mit dem Ultraschallsensor 21 an der Vertiefung 19 angebracht. Bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus sowie der Funktionsweise des Ultraschall-Wandlers sowie des Ultraschallsensors wird auf die DE 10 2011 105 047 A1 verwiesen. In the in the 2 shown assembly state is an ultrasonic transducer 23 together with the ultrasonic sensor 21 at the recess 19 appropriate. Regarding the basic structure and the operation of the ultrasonic transducer and the ultrasonic sensor is on the DE 10 2011 105 047 A1 directed.

Das Ultraschall-Sensorelement 21 weist in der 2 eine in etwa topfförmige Aluminiummembran mit einer frontseitigen Sensorfläche 25 auf. Die frontseitige Sensorfläche 25 ist sphärisch ausgewölbt und unter Zwischenlage einer nicht gezeigten Kleberschicht in vollflächiger Anlage mit einer bodenseitigen Koppelfläche 27 der Vertiefung 19. Die Kontur der bodenseitigen Koppelfläche 27 folgt formschlüssig der Außenkontur der Sensorfläche 25. Der Ultraschall-Wandler 23 ist in nicht gezeigter Weise an dem Verkleidungsteil 3 gehaltert. The ultrasonic sensor element 21 points in the 2 an approximately pot-shaped aluminum membrane with a front-side sensor surface 25 on. The front sensor surface 25 is spherically bulged and with the interposition of an adhesive layer, not shown, in full contact with a bottom-side coupling surface 27 the depression 19 , The contour of the bottom-side coupling surface 27 follows form-fitting the outer contour of the sensor surface 25 , The ultrasound transducer 23 is in a manner not shown on the cowling 3 supported.

In der 2 ist der Ultraschall-Wandler 23 sowie der Sensor 21 in der Grundform im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine angedeutete Sensor-Achse A ausgebildet. Zudem sind die Koppelfläche 27 der Vertiefung 19 sowie die Sensorfläche 25 beispielhaft jeweils als eine Kreisfläche ausgeführt. Im weiteren Verlauf radial nach außen geht die Koppelfläche 27 an einer abgerundeten Übergangskante 29 in einen Übergangsabschnitt 31 über. Der Übergangsabschnitt 31 erstreckt sich mit einer schräggestellten Übergangsfläche 3 bis zu einer Randkante 35, an der die rückseitige Grundfläche 17 des Verkleidungsteils 3 anschließt. Zwischen der Ebene der Grundfläche 17 und der Übergangsfläche 33 wird ein im Querschnitt in etwa keilförmiger Freiraum 37 (3) aufgebaut, in dem bauraumgünstig teilweise ein ringförmiges Schwingungsentkopplungselement 39 angeordnet werden kann. In the 2 is the ultrasonic transducer 23 as well as the sensor 21 formed in the basic form substantially rotationally symmetrical about an indicated sensor axis A. In addition, the coupling surface 27 the depression 19 as well as the sensor surface 25 each example designed as a circular area. In the further course radially outward, the coupling surface 27 on a rounded transitional edge 29 into a transitional section 31 above. The transition section 31 extends with an inclined transition surface 3 up to a marginal edge 35 at the back ground 17 of the trim part 3 followed. Between the plane of the base 17 and the transition area 33 is a cross-section in approximately wedge-shaped space 37 ( 3 ), in the space favorable partially an annular vibration decoupling element 39 can be arranged.

Die Nominalwandstärke n der Trägerschicht 13, das heißt die Wandstärke außerhalb der Vertiefung 19, kann bei etwa 3 mm liegen, während die Restwandstärke r im Bereich des unteren Scheitelpunktes S (3) der Vertiefung 19 bei etwa 2 mm liegt, d.h. dass die Vertiefung 19 um ein Versatzmaß Δt (3) von etwa 1mm von der rückseitigen Grundfläche 17 zurückgesetzt ist. The nominal wall thickness n of the carrier layer 13 that is, the wall thickness outside the depression 19 , can be about 3 mm, while the residual wall thickness r in the region of the lower vertex S ( 3 ) of the depression 19 is about 2 mm, ie that the depression 19 by an offset amount Δt ( 3 ) of about 1mm from the back surface 17 is reset.

In der 2 und 3 ist die mit Bezug auf die Sensorachse A zentrische Koppelfläche 27 ringförmig von der Übergangsfläche 33 umgeben. Die Übergangsfläche 33 ist wie auch die Koppelfläche 27 sphärisch ausgebildet. Auf diese Weise ergibt sich im Spritzgießwerkzeug 41 gemäß der 4 eine Formkontur, die das Fließverhalten speziell im, die Vertiefung 19 nachbildenden Spaltbereich 40 des Formwerkzeugs 41 begünstigt. In the 2 and 3 is the centric coupling surface with respect to the sensor axis A. 27 annular from the transition surface 33 surround. The transition area 33 is as well as the coupling surface 27 spherically formed. In this way results in the injection mold 41 according to the 4 a shape contour that specifically affects the flow, the depression 19 replicating gap area 40 of the mold 41 favored.

In den folgenden 5 bis 7 sind weitere Geometrien der erfindungsgemäßen Vertiefung 19 in Seitenschnittdarstellung angedeutet. Gemäß der 5 ist zwischen der sphärischen Koppelfläche 27 und der daran in Radialrichtung nach außen anschließenden Übergangsfläche 33 keine Übergangskante 29 ausgebildet, sondern erfolgt vielmehr ein stetiger Übergang, wodurch der Konturverlauf der Vertiefung 19 in der dargestellten Seitenansicht z.B. einem Kreisbogen folgt. In der 6 ist im Unterschied zur 5 die bodenseitige Koppelfläche 27 planar, das heißt parallel zur Grundfläche 17 ausgeführt. An den Übergangskanten 29 schließt sich eine Übergangsfläche 33 an, die sich mit konstanter Steigung, das heißt linear bis zur Randkante 35 erstreckt. In the following 5 to 7 are further geometries of the recess according to the invention 19 indicated in side sectional view. According to the 5 is between the spherical coupling surface 27 and the transition surface radially adjoining it in the radial direction 33 no transitional edge 29 trained, but rather a steady transition, whereby the contour of the depression 19 in the illustrated side view, for example, follows a circular arc. In the 6 is different from 5 the bottom-side coupling surface 27 planar, that is, parallel to the base 17 executed. At the transitional edges 29 closes a transition area 33 at, with a constant slope, that is linear to the peripheral edge 35 extends.

In der 7 ist eine weitere Geometrie der Vertiefung 19 angedeutet, die jedoch im Hinblick auf sichtseitige Abzeichnungen kritisch sein kann. Demzufolge schließt die Koppelfläche 27 an der Übergangskante 29 nicht unmittelbar an den Übergangsabschnitt 31 an, sondern ist die Koppelfläche 27 vielmehr um einen Höhenversatz Δh gegenüber der Übergangskante 29 abgesenkt. Die Koppelfläche 27 geht daher in eine randseitig hochgezogene Zylinderwand über, die sich nach oben bis zur Übergangskante 29 erstreckt. In the 7 is another geometry of the depression 19 which may, however, be critical in terms of visual depictions. As a result, the coupling surface closes 27 at the transition edge 29 not directly to the transition section 31 on, but is the coupling surface 27 rather, a height offset Δh with respect to the transition edge 29 lowered. The coupling surface 27 Therefore, it goes into a rim-side raised cylinder wall, which is up to the transition edge 29 extends.

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  • DE 102011105047 A1 [0034] DE 102011105047 A1 [0034]

Claims (14)

Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug, mit einer Fahrzeugverkleidung (3), die eine Trägerschicht (13) aufweist, an deren, der Sichtseite (1) abgewandten rückseitigen Grundfläche (17) eine Vertiefung (19) unter Aufrechterhaltung einer Restmaterialstärke (r) ausgebildet ist, welche Vertiefung (19) bodenseitig eine Koppelfläche (27) aufweist, die in Anlage mit einer Sensorfläche (25) eines Ultraschallsensors (21) bringbar ist, und an einer Randkante (35) in die Grundfläche (17) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (19) zwischen der Koppelfläche (27) und der Grundfläche (17) einen Übergangsabschnitt (31) aufweist, mit dem der Querschnitt der Vertiefung (19) quer zur Dickenrichtung der Trägerschicht (13) um einen Querversatz (∆l) bis zur Randkante (35) ausweitbar ist. Ultrasonic sensor device for a vehicle, with a vehicle paneling ( 3 ), which is a carrier layer ( 13 ), on whose, the visible side ( 1 ) facing away from the back surface ( 17 ) a recess ( 19 ) while maintaining a residual material thickness (r), which depression ( 19 ) on the bottom side a coupling surface ( 27 ) in engagement with a sensor surface ( 25 ) of an ultrasonic sensor ( 21 ) is brought, and at a marginal edge ( 35 ) into the base area ( 17 ), characterized in that the recess ( 19 ) between the coupling surface ( 27 ) and the base area ( 17 ) a transitional section ( 31 ), with which the cross section of the recess ( 19 ) transversely to the thickness direction of the carrier layer ( 13 ) by a transverse offset (Δl) to the marginal edge ( 35 ) is expandable. Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (31) eine schräg gestellte Übergangsfläche (33) aufweist, die sich durchgängig von der bodenseitigen Koppelfläche (27) der Vertiefung (19) bis zur Randkante (35) der Vertiefung (19) erstreckt. Ultrasonic sensor device according to claim 1, characterized in that the transition section ( 31 ) an inclined transition surface ( 33 ), which is continuous from the bottom-side coupling surface ( 27 ) of the depression ( 19 ) to the edge ( 35 ) of the depression ( 19 ). Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (31) mit einer Übergangskante (29) an die Koppelfläche (27) anschließt. Ultrasonic sensor device according to claim 2, characterized in that the transition section ( 31 ) with a transition edge ( 29 ) to the coupling surface ( 27 ). Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ohne eine Übergangskante (29) in einem stetigen Übergang an die Koppelfläche (27) anschließt. Ultrasonic sensor device according to claim 2, characterized in that the without a transition edge ( 29 ) in a continuous transition to the coupling surface ( 27 ). Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (33) des Übergangsabschnitts (31) sich mit einer konstanten Steigung oder einer sich kontinuierlich ändernden Steigung zwischen der Koppelfläche (27) und der Randkante (35) erstreckt. Ultrasonic sensor device according to claim 2, characterized in that the surface ( 33 ) of the transitional section ( 31 ) with a constant slope or a continuously changing slope between the coupling surface ( 27 ) and the marginal edge ( 35 ). Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (33) des Übergangsabschnitts (31) in Richtung auf die Sichtseite (1) sphärisch ausgebildet ist. Ultrasonic sensor device according to claim 5, characterized in that the surface ( 33 ) of the transitional section ( 31 ) in the direction of the visible side ( 1 ) is spherical. Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelfläche (27) planar oder in Richtung auf die Sichtseite (1) ausgebaucht ist. Ultrasonic sensor device according to claim 1, characterized in that the coupling surface ( 27 ) planar or towards the visible side ( 1 ) is bulged. Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (31) die Koppelfläche (27) umfangsseitig geschlossen begrenzt. Ultrasonic sensor device according to claim 1, characterized in that the transition section ( 31 ) the coupling surface ( 27 ) closed on the periphery. Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die schräggestellte Fläche (33) des Übergangsabschnitts (31) ein zusätzlicher Bauraum (37) bereitgestellt ist, und dass in dem zusätzlichen Bauraum (37) ein Element (39) zur Schwingungsentkopplung zumindest teilweise angeordnet ist. Ultrasonic sensor device according to claim 2, characterized in that by the inclined surface ( 33 ) of the transitional section ( 31 ) an additional space ( 37 ), and that in the additional space ( 37 ) an element ( 39 ) is arranged at least partially for vibration decoupling. Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsentkopplungselement (39) eine Ringscheibe ist, deren Innenumfang die Koppelfläche (27) der Vertiefung (19) begrenzt. Ultrasonic sensor device according to claim 9, characterized in that the vibration decoupling element ( 39 ) is an annular disc, the inner circumference of the coupling surface ( 27 ) of the depression ( 19 ) limited. Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (13) ein Kunststoffspritzgießteil ist. Ultrasonic sensor device according to claim 1, characterized in that the carrier layer ( 13 ) is a plastic injection molded part. Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (13) in der Dickenrichtung materialeinheitlich und/oder einschichtig aufgebaut ist. Ultrasonic sensor device according to claim 1, characterized in that the carrier layer ( 13 ) is constructed of the same material and / or single layer in the thickness direction. Fahrzeugverkleidungsteil für eine Ultraschallsensorvorrichtung nach Anspruch 1.  Vehicle trim part for an ultrasonic sensor device according to claim 1. Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugverkleidung (3) nach dem Anspruch 13, wobei das Fahrzeugverkleidungsteil (3) mitsamt der Vertiefung (19) in einem Kunststoff-Spritzgießprozess hergestellt wird. Method for producing a vehicle lining ( 3 ) according to claim 13, wherein the vehicle trim part ( 3 ) together with the depression ( 19 ) is produced in a plastic injection molding process.
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