DE102018126596B4 - Ultrasonic sensor with cover to reduce the free space - Google Patents

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Abstract

Ultraschallsensor (110) mit
einem topfartigen Gehäuse (112),
einer Membran (118) zum Ein- bzw. Auskoppeln von Ultraschallsignalen, die an einer Vorderseite (116) des Gehäuses (112) angeordnet ist,
einem Deckel (122), mit dem das topfartige Gehäuse (112) an seiner Rückseite (120) verschlossen ist, und
einer Ansteuer- und Auswerteelektronik (126), die in einem Innenraum (128) des Gehäuses (112) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Deckel (122) wenigstens eine Ausstülpung (142) aufweist, die in den Innenraum (128) des Gehäuses (112) ragt und sich in einen Freiraum innerhalb des Innenraums (128) erstreckt,
der Deckel (122) eine ebene Grundform aufweist, und die wenigstens eine Ausstülpung (142) sich in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Deckels (122) erstreckt und
die wenigstens eine Ausstülpung (142) als Hohlform mit einer Aussparung (144) innerhalb der Ausstülpung (142) ausgeführt ist.

Figure DE102018126596B4_0000
Ultrasonic sensor (110) with
a pot-like housing (112),
a membrane (118) for coupling and decoupling of ultrasonic signals, which is arranged on a front side (116) of the housing (112),
a cover (122) with which the pot-like housing (112) is closed on its rear side (120), and
control and evaluation electronics (126) which are arranged in an interior (128) of the housing (112),
characterized in that
the cover (122) has at least one protuberance (142) which protrudes into the interior (128) of the housing (112) and extends into a free space within the interior (128),
the cover (122) has a planar basic shape, and the at least one protuberance (142) extends in a direction perpendicular to the plane of the cover (122) and
the at least one protuberance (142) is designed as a hollow shape with a recess (144) within the protuberance (142).
Figure DE102018126596B4_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor mit einem topfartigen Gehäuse, einer Membran zum Ein- bzw. Auskoppeln von Ultraschallsignalen, die an einer Vorderseite des Gehäuses angeordnet ist, einem Deckel, mit dem das topfartige Gehäuse an seiner Rückseite verschlossen ist, und einer Ansteuer- und Auswerteelektronik, die in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist.The present invention relates to an ultrasonic sensor with a pot-like housing, a membrane for coupling and decoupling of ultrasonic signals, which is arranged on a front side of the housing, a cover with which the pot-like housing is closed on its back, and a control and Evaluation electronics which are arranged in an interior of the housing.

Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallsensors, umfassend die Schritte Bereitstellen eines topfartigen Gehäuses, Anordnen einer Membran zum Ein- bzw. Auskoppeln von Ultraschallsignalen an einer Unterseite des Gehäuses, Anordnen einer Ansteuer- und Auswerteelektronik in einem Innenraum des Gehäuses, Bereitstellen eines Deckels, und Verschließen des topfartigen Gehäuses an seiner Rückseite mit dem Deckel.The present invention also relates to a method for producing an ultrasonic sensor, comprising the steps of providing a pot-like housing, arranging a membrane for coupling and decoupling ultrasonic signals on an underside of the housing, arranging control and evaluation electronics in an interior of the housing, providing a lid, and closing the pot-like housing on its rear side with the lid.

Ultraschallsensoren werden im Stand der Technik zur Distanzmessung und zur Überwachung einer Umgebung für verschiedenartige Fahrunterstützungssystem in verschiedenartigen Fahrzeugen verwendet. Ultraschallsensoren erfreuen sich dabei aufgrund Ihrer Effizienz und der niedrigen Kosten großer Beliebtheit. Praktisch all aktuellen Fahrzeuge werden mit Ultraschallsensoren im Front und/oder Heckbereich ausgestattet.Ultrasonic sensors are used in the prior art for distance measurement and for monitoring an environment for various types of driving support systems in various types of vehicles. Ultrasonic sensors are very popular because of their efficiency and low costs. Practically all current vehicles are equipped with ultrasonic sensors in the front and / or rear area.

Die Ultraschallsensoren umfassen typischerweise ein topfartiges Gehäuse, das an seiner Vorderseite mit einer Membran zum Ein- bzw. Auskoppeln von Ultraschallsignalen ausgeführt ist. In einem Innenraum des Gehäuses ist eine Ansteuer- und Auswerteelektronik angeordnet, welche ein Piezoelement, das mit der Membran gekoppelt ist, zur Erzeugung von Ultraschallpulsen ansteuert und von der Membran in das Piezoelement eingekoppelte Echos der ausgesendeten Ultraschallsignale empfängt.The ultrasonic sensors typically comprise a pot-like housing which is designed on its front side with a membrane for coupling in and out coupling of ultrasonic signals. In an interior of the housing there is a control and evaluation electronics, which controls a piezo element, which is coupled to the membrane, to generate ultrasonic pulses and receives echoes of the transmitted ultrasonic signals that are coupled into the piezo element from the membrane.

Um die Funktion des Ultraschallsensors zu gewährleisten ist es erforderlich, den Innenraum des Gehäuses mit der Ansteuer- und Auswerteelektronik gegen ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zu schützen. Anfangs wurden die Ultraschallsensoren mit offenen Gehäusen, die beispielsweise mit einem Kunstharz ausgegossen wurden, ausgeführt. Dies hatte sich jedoch als nachteilig herausgestellt, da das Kunstharz schwer ist und die Kosten des Ultraschallsensors erhöht. Daher werden aktuell die Gehäuse der Ultraschallsensoren mit einem Deckel verschlossen, der einen so gebildeten Innenraum des Ultraschallsensors gegen ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit schützt. Die Schutzwirkung des Deckels hängt dabei unter anderem von der Zuverlässigkeit der Befestigung des Deckels an dem Gehäuse ab.In order to ensure the function of the ultrasonic sensor, it is necessary to protect the interior of the housing with the control and evaluation electronics against the ingress of dirt and moisture. Initially, the ultrasonic sensors were designed with open housings that were encased, for example, with a synthetic resin. However, this was found to be disadvantageous because the synthetic resin is heavy and increases the cost of the ultrasonic sensor. Therefore, the housings of the ultrasonic sensors are currently closed with a cover which protects an interior space of the ultrasonic sensor formed in this way against the ingress of dirt and moisture. The protective effect of the cover depends, among other things, on the reliability of the fastening of the cover to the housing.

Zur Befestigung des Deckels an dem Gehäuse hat sich eine Befestigung durch Laserschweißen bewährt. Dabei wird der Deckel mit einem Laserdurchstrahlprozess auf das Gehäuse aufgeschweißt. Dazu muss der Deckel transparent für die Wellenlänge der Laserstrahlung sein, so dass die Laserstrahlen durch den Deckel hindurchtreten können. Das Gehäuse selber ist absorbierend für das Licht mit der Wellenlänge der Laserstrahlung, so dass der Laserstrahl das Gehäuse im Kontaktbereich mit dem Deckel erwärmen kann. Das Gehäuse schmilzt im Kontaktbereich mit dem Deckelverbindet sich beim Auskühlen zuverlässig mit dem Deckel.For fastening the cover to the housing, fastening by laser welding has proven successful. The cover is welded onto the housing using a laser beam process. To do this, the cover must be transparent to the wavelength of the laser radiation so that the laser beams can pass through the cover. The housing itself is absorbent for the light with the wavelength of the laser radiation, so that the laser beam can heat the housing in the contact area with the cover. The housing melts in the contact area with the lid and connects reliably with the lid when it cools down.

Ein solcher Ultraschallsensor aus dem Stand der Technik ist in den 1 und 2 dargestellt. Wie sich zunächst aus 1 im Detail ergibt, umfasst der Ultraschallsensor 10 ein topfartiges Gehäuse 12 mit seitlich daran angebrachten Rastnasen 14 zur Anbringung des Ultraschallsensors 10 beispielsweise an einer Stoßstande eines hier nicht dargestellten Fahrzeugs. Das topfartige Gehäuse 12 weist an seiner Vorderseite 16, die durch einen Boden des Gehäuses 12 definiert ist, eine Membran 18 zum Ein- bzw. Auskoppeln von Ultraschallsignalen auf. Das topfartige Gehäuse 12 ist an seiner offenen Rückseite 20 mit einem Deckel 22 verschlossen. An dem Gehäuse 12 ist seitlich eine Steckverbinderaufnahme 24 mit nicht dargestellten elektrischen Kontaktelementen zum elektrischen Anschluss des Ultraschallsensors 10 ausgebildet.Such an ultrasonic sensor from the prior art is in 1 and 2 shown. As out first 1 results in detail, includes the ultrasonic sensor 10 a pot-like housing 12th with latches attached to the side 14th for attaching the ultrasonic sensor 10 for example, at a collision stand of a vehicle not shown here. The pot-like housing 12th points at its front 16 going through a bottom of the case 12th is defined, a membrane 18th for coupling and decoupling of ultrasonic signals. The pot-like housing 12th is at its open back 20th with a lid 22nd locked. On the case 12th is a connector receptacle on the side 24 with electrical contact elements (not shown) for electrical connection of the ultrasonic sensor 10 educated.

Wie im Detail in 2 dargestellt ist, umfasst der Ultraschallsensor 10 weiterhin eine Ansteuer- und Auswerteelektronik 26, die in einem Innenraum 28 des Gehäuses 12 angeordnet ist. Die Ansteuer- und Auswerteelektronik 26 ist auf einer Leiterplatte 30 montiert. Auf der Leiterplatte 30 sind erste Kontaktstifte 32 angeordnet, über welche die Ansteuer- und Auswerteelektronik 26 elektrisch mit einem nicht dargestellten Piezoelement, das innenseitig an der Membran 18 angebracht ist, verbunden ist. Auf der Leiterplatte 30 sind außerdem zweite Kontaktstifte 34 angeordnet, über welche die Ansteuer- und Auswerteelektronik 26 elektrisch mit den elektrischen Kontaktelementen der Steckverbinderaufnahme 24 verbunden ist.As in detail in 2 is shown includes the ultrasonic sensor 10 furthermore a control and evaluation electronics 26th that are in an interior 28 of the housing 12th is arranged. The control and evaluation electronics 26th is on a circuit board 30th assembled. On the circuit board 30th are the first contact pins 32 arranged over which the control and evaluation electronics 26th electrically with a piezo element, not shown, which is located on the inside of the membrane 18th attached, is connected. On the circuit board 30th are also second contact pins 34 arranged over which the control and evaluation electronics 26th electrically with the electrical contact elements of the connector receptacle 24 connected is.

Der Deckel 22 ist an seiner dem Innenraum 28 zugewandten Seite mit Verstärkungsrippen 36 ausgeführt. Des Weiteren weist der Deckel 22 an seiner dem Innenraum 28 zugewandten Seite einen umlaufenden Rand 38 auf, der innenseitig innerhalb des Gehäuses 12 verläuft. Zusätzlich weist der Deckel 22 eine umlaufende Abschlusskante 40 auf, die außerhalb des Gehäuses 12 auf der Seite des Randes 38 angeordnet ist. Zwischen dem Gehäuse 12 und dem Rand 38 sowie der Abschlusskante 40 ist jeweils ein Spalt ausgebildet. Wird der Deckel 22 durch Laserschweißen mit dem Gehäuse 12 verbunden, kann dabei austretendes Material in den jeweiligen Spalt eintreten. Eine über die Spalte hinausgehende Ausbreitung des austretenden Materials kann durch den Rand 38 und die Abschlusskante 40 verhindert werden.The lid 22nd is at its the interior 28 facing side with reinforcing ribs 36 executed. Furthermore, the cover 22nd at his the interior 28 facing side a circumferential edge 38 on, the inside inside the housing 12th runs. In addition, the lid 22nd a surrounding edge 40 on that outside of the case 12th on the side of the edge 38 is arranged. Between the housing 12th and the edge 38 as well as the finishing edge 40 a gap is formed in each case. Will the lid 22nd by laser welding to the housing 12th connected, can in the process escaping material enter the respective gap. A spread of the emerging material beyond the column can be through the edge 38 and the finishing edge 40 be prevented.

Die minimale Größe des Gehäuses wird durch die Größe der Membran bestimmt. Üblich sind Durchmesser der Membran von zwei bis drei Zentimetern für aktuelle Ultraschallsensoren. Aufgrund der Größe der Ansteuer- und Auswerteelektronik wird der Innenraum des Gehäuses nicht ausgefüllt. Ein großes Luftvolumen in einem technischen Bauteil wie dem Ultraschallsensor bedeutet, dass über die Luftfeuchtigkeit bei der Montage auch eine große Menge Wasserdampf in dem Innenraum mit eingeschlossen werden kann. Darüber hinaus entstehen durch Temperaturschwankungen, beispielsweise durch Sonneneinstrahlung, Druckdifferenzen zwischen dem Innenraum und der Umgebung. Diese Druckdifferenzen führen im Falle eines Unterdrucks in dem Gehäuse zu einer Saugwirkung, mit der Umgebungsluft und damit zusätzliche Feuchtigkeit in den Innenraum transportiert werden kann. Klimatische Gegebenheiten können dann dazu führen, dass der Wasserdampf in dem Innenraum kondensiert und metallische Bauteile wie z.B. dünne Drähte oder Leiterplattenbahnen, korrodieren und mittel- bis langfristig zerstört werden.The minimum size of the housing is determined by the size of the membrane. Diaphragm diameters of two to three centimeters are common for current ultrasonic sensors. Due to the size of the control and evaluation electronics, the interior of the housing is not filled. A large volume of air in a technical component such as the ultrasonic sensor means that a large amount of water vapor can also be trapped in the interior via the humidity during assembly. In addition, temperature fluctuations, for example due to solar radiation, create pressure differences between the interior and the environment. In the event of a negative pressure in the housing, these pressure differences lead to a suction effect with which ambient air and thus additional moisture can be transported into the interior. Climatic conditions can then lead to the fact that the water vapor condenses in the interior and metallic components such as thin wires or circuit board tracks corrode and are destroyed in the medium to long term.

Beim Montieren der Ultraschallsensoren ist insbesondere die Montage des Deckels wichtig, um den Innenraum zuverlässig verschließen zu können. Allerdings weisen aktuelle Deckel eine ebene und meist glatte Außenfläche auf, so dass sie schwer automatisiert zu greifen sind. Dadurch gestaltet sich der Montageschritt, bei dem die Deckel ergriffen und montiert werden, als besonders schwierig. So können die Deckel zur Montage prinzipiell an ihrer Außenkontur gegriffen werden. Dies ist jedoch nachteilig, weil dann der eigentliche Fügeprozess, der am Deckelrand stattfindet, behindert werden kann. Ein Greifen mittels eines „Saugrüssels“ gewährleistet ebenfalls kein sicheres Handling. Außerdem kann die Orientierung des Deckels nicht definiert werden.When installing the ultrasonic sensors, the installation of the cover is particularly important in order to be able to reliably close the interior. However, current lids have a flat and mostly smooth outer surface, so that they are difficult to grip automatically. As a result, the assembly step in which the covers are gripped and assembled is particularly difficult. In principle, the lids can be gripped by their outer contour for assembly. However, this is disadvantageous because the actual joining process that takes place on the lid edge can then be hindered. Gripping with a "suction pipe" also does not guarantee safe handling. In addition, the orientation of the lid cannot be defined.

In diesem Zusammenhang ist aus der DE 10 2010 024 205 A1 ein Ultraschallsensor, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem topfförmigen Gehäuse und einem Deckel bekannt. Durch den Deckel ist das Gehäuse rückseitig abgedeckt ist, wobei der Deckel eine Folie ist.In this context, from the DE 10 2010 024 205 A1 an ultrasonic sensor, in particular for a vehicle, with a pot-shaped housing and a cover is known. The housing is covered on the rear side by the cover, the cover being a film.

Weiterhin ist aus der DE 10 2013 022 061 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem für den Ultraschallsensor eine Membran zum Aussenden von Ultraschallsignalen in eine Senderichtung und ein Sensorgehäuse bereitgestellt werden, in und/oder an welchem die Membran befestigt wird. Das Sensorgehäuse weist eine in die Senderichtung der Membran weisende Frontseite und eine Rückseite auf, welche in eine zur Senderichtung entgegengesetzte rückwärtige Richtung weist. An der Frontseite wird das Sensorgehäuse mit einer frontseitigen Öffnung für die Membran ausgebildet, wobei die Frontseite des Sensorgehäuses mit einer aus einer Folie ausgebildeten Kappe verbunden wird, mit welcher die frontseitige Öffnung des Sensorgehäuses in die Senderichtung hin abgedeckt wird. Die Membran wird zumindest bereichsweise in eine Aufnahme der Kappe eingebracht. Hierbei wird eine in die Senderichtung weisende Frontseite der Membran mit einem Boden der Aufnahme der Kappe verbunden.Furthermore, from the DE 10 2013 022 061 A1 a method for producing an ultrasonic sensor for a motor vehicle is known, in which a membrane for emitting ultrasonic signals in a transmission direction and a sensor housing are provided for the ultrasonic sensor, in and / or to which the membrane is attached. The sensor housing has a front side pointing in the transmission direction of the membrane and a rear side pointing in a rearward direction opposite to the transmission direction. On the front side, the sensor housing is designed with a front opening for the membrane, the front side of the sensor housing being connected to a cap made of a film with which the front opening of the sensor housing is covered in the transmission direction. The membrane is introduced into a receptacle in the cap, at least in some areas. Here, a front side of the membrane pointing in the transmission direction is connected to a base of the receptacle of the cap.

Außerdem ist aus der DE 10 2013 213 476 A1 ein Ultraschallsensor, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem in einem Gehäuseteil angeordneten Wandlerelement und mit einem Deckelteil bekannt. Dabei ist vorgesehen, dass an dem Deckelteil eine elektronische Schaltung angeordnet ist und das Gehäuseteil mit dem Deckelteil verbindbar oder verbunden ist.In addition, from the DE 10 2013 213 476 A1 an ultrasonic sensor, in particular for a vehicle, with a transducer element arranged in a housing part and with a cover part is known. It is provided that an electronic circuit is arranged on the cover part and the housing part can be or is connected to the cover part.

Aus der DE 11 2009 001 490 B4 ist ein Ultraschallsensor mit einem Schallwandler und einem Substrat für eine elektronische Schaltung bekannt, auf dem eine elektronische Schaltung so eingerichtet ist, dass sie ein Ultraschall Signal verarbeitet, das über den Schallwandler gesendet und empfangen wird. Dieser Ultraschallsensor weist ein Gehäuse auf mit einem Substrathalter und einem Deckel, der an einem offenen Teil des Substrathalters angeschweißt ist.From the DE 11 2009 001 490 B4 an ultrasonic sensor with a sound transducer and a substrate for an electronic circuit is known, on which an electronic circuit is set up so that it processes an ultrasonic signal that is transmitted and received via the sound transducer. This ultrasonic sensor has a housing with a substrate holder and a cover which is welded to an open part of the substrate holder.

Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, einen Ultraschallsensor sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ultraschallsensor, jeweils nach der oben genannten Art, anzugeben, die eine reduzierte Anfälligkeit von Korrosion innerhalb des Gehäuses aufweisen und eine einfache Handhabung ermöglichen.Starting from the above-mentioned prior art, the invention is therefore based on the object of specifying an ultrasonic sensor and a method for producing such an ultrasonic sensor, each according to the above-mentioned type, which have a reduced susceptibility to corrosion within the housing and are easy to use enable.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by the features of the independent claims. Advantageous refinements of the invention are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist somit ein Ultraschallsensor angegeben mit einem topfartigen Gehäuse, einer Membran zum Ein- bzw. Auskoppeln von Ultraschallsignalen, die an einer Vorderseite des Gehäuses angeordnet ist, einem Deckel, mit dem das topfartige Gehäuse an seiner Rückseite verschlossen ist, und einer Ansteuer- und Auswerteelektronik, die in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist, wobei der Deckel wenigstens eine Ausstülpung aufweist, die in den Innenraum des Gehäuses ragt und sich in einen Freiraum innerhalb des Innenraums erstreckt.According to the invention, an ultrasonic sensor is thus specified with a pot-like housing, a membrane for coupling and decoupling of ultrasonic signals, which is arranged on a front side of the housing, a cover with which the pot-like housing is closed on its back, and a control and Evaluation electronics which are arranged in an interior of the housing, the cover having at least one protuberance which protrudes into the interior of the housing and extends into a free space within the interior.

Erfindungsgemäß ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallsensors angegeben, umfassend die Schritte Bereitstellen eines topfartigen Gehäuses, Anordnen einer Membran zum Ein- bzw. Auskoppeln von Ultraschallsignalen an einer Unterseite des Gehäuses, Anordnen einer Ansteuer- und Auswerteelektronik in einem Innenraum des Gehäuses, Bereitstellen eines Deckels mit wenigstens einer Ausstülpung, und Verschließen des topfartigen Gehäuses an seiner Rückseite mit dem Deckel, wobei die wenigstens eine Ausstülpung in den Innenraum des Gehäuses ragt und sich in einen Freiraum innerhalb des Innenraums erstreckt.According to the invention, a method for producing an ultrasonic sensor is also specified, comprising the steps of providing a pot-like housing, arranging a membrane for coupling and decoupling ultrasonic signals on an underside of the housing, arranging control and evaluation electronics in an interior of the housing, providing a Lid with at least one protuberance, and closing the pot-like housing on its rear side with the cover, the at least one protuberance protruding into the interior of the housing and extending into a free space within the interior.

Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, das Luftvolumen im Innenraum des Ultraschallsensors durch die wenigstens eine Ausstülpung zu reduzieren. Damit reduziert sich automatisch die Menge von im Innenraum des Gehäuses befindlichem Wasserdampf. Dies wiederum reduziert die Korrosionsgefahr von im Gehäuse befindlichen metallischen Komponenten, was insbesondere die Ansteuer- und Auswerteelektronik, Leiterbahnen bzw. Kabel in dem Gehäuse und ähnliches betrifft. Die Reduktion des im Innenraum des Gehäuses befindlichen Wasserdampfes ergibt sich dabei einerseits bereits bei der Herstellung des Ultraschallsensors, da die Umgebungsluft bei der Herstellung stets ein gewisses Maß an Luftfeuchtigkeit bzw. Wasserdampf aufweist, die bei der Montage im Innenraum eingeschlossen wird, und andererseits auch im Einsatz bei Temperaturschwankungen, beispielsweise durch Sonneneinstrahlung, wodurch Druckdifferenzen zwischen dem Gehäuse und dessen Umgebung entstehen können, was zu einer Saugwirkung führen kann, mit der Umgebungsluft und damit zusätzliche Feuchtigkeit in den Innenraum transportiert werden kann. In beiden Fällen wird durch die Ausstülpungen eine Reduktion von Wasserdampf in dem Gehäuse des Ultraschallsensors erreicht, da die wenigstens eine Ausstülpung den Freiraum für wasserdampfhaltige Luft in dem Gehäuse reduziert. Außerdem können beispielsweise Greifer den Deckel definiert und sicher an den Ausstülpungen greifen, was die Handhabung des Deckels bei der Herstellung und ggf. der Montage erleichtert. Durch die Reduzierung des Freiraums über die Ausstülpungen des Deckels kann der Ultraschallsensor wie gewohnt montiert werden, da der Deckel erst nach der Montage anderer Komponenten, insbesondere der Ansteuer- und Auswerteelektronik, in dem Gehäuse angebracht wird, um das Gehäuse zu verschließen. Auch kann der Ultraschallsensor mit üblichen Abmessungen bereitgestellt werden, so dass der Ultraschallsensor der Erfindung einfach gegen solche aus dem Stand der Technik ausgetauscht werden kann.The basic idea of the present invention is therefore to reduce the air volume in the interior of the ultrasonic sensor by means of the at least one protuberance. This automatically reduces the amount of water vapor in the interior of the housing. This in turn reduces the risk of corrosion of metallic components located in the housing, which in particular relates to the control and evaluation electronics, conductor tracks or cables in the housing and the like. The reduction in the water vapor in the interior of the housing results on the one hand during the manufacture of the ultrasonic sensor, since the ambient air always has a certain amount of humidity or water vapor during manufacture, which is trapped in the interior during assembly, and on the other hand also in the Use in the event of temperature fluctuations, for example due to solar radiation, which can result in pressure differences between the housing and its surroundings, which can lead to a suction effect, with the ambient air and thus additional moisture can be transported into the interior. In both cases, the protuberances reduce water vapor in the housing of the ultrasonic sensor, since the at least one protuberance reduces the free space for air containing water vapor in the housing. In addition, grippers, for example, can grip the cover in a defined manner and securely on the protuberances, which makes it easier to handle the cover during manufacture and, if necessary, during assembly. By reducing the free space over the protuberances of the cover, the ultrasonic sensor can be installed as usual, since the cover is only attached to the housing after other components, in particular the control and evaluation electronics, have been installed in order to close the housing. The ultrasonic sensor can also be provided with the usual dimensions, so that the ultrasonic sensor of the invention can easily be exchanged for those from the prior art.

Der Ultraschallsensor ist ein prinzipiell beliebiger Ultraschallsensor zur Erfassung einer Umgebung unter Verwendung von Ultraschallpulsen, die über die Membran abgegeben werden. Reflektionen der Ultraschallpulse werden über die Membran eingekoppelt und ausgegeben. Der Ultraschallsensor wird beispielsweise in einem Fahrunterstützungssystem eines Fahrzeugs zur Überwachung einer Umgebung verwendet. Die Anbringung des Ultraschallsensors erfolgt beispielsweise an einer Stoßstange des Fahrzeugs.The ultrasonic sensor is in principle any ultrasonic sensor for detecting an environment using ultrasonic pulses that are emitted via the membrane. Reflections of the ultrasonic pulses are coupled in via the membrane and output. The ultrasonic sensor is used, for example, in a driving support system of a vehicle for monitoring an environment. The ultrasonic sensor is attached, for example, to a bumper of the vehicle.

Das topfartige Gehäuse weist einen Boden auf, der eine Vorderseite des Ultraschallsensors bildet. Die Ultraschallpulse werden über die Membran im Boden abgegeben, und die Reflektionen der Ultraschallpulse werden dort empfangen. Das Gehäuse ist an seiner Rückseite geöffnet, um eine Montage des Ultraschallsensors zu ermöglichen. Dabei wird insbesondere die Ansteuer- und Auswerteelektronik in dem Gehäuse angebracht. Außerdem wird ein Piezoelement innenseitig an der Membran angebracht.The pot-like housing has a bottom which forms a front side of the ultrasonic sensor. The ultrasonic pulses are emitted through the membrane in the ground, and the reflections of the ultrasonic pulses are received there. The rear of the housing is open to enable the ultrasonic sensor to be mounted. In particular, the control and evaluation electronics are attached to the housing. In addition, a piezo element is attached to the inside of the membrane.

Das Piezoelement wird von der Ansteuer- und Auswerteelektronik angesteuert, um die Membran auszulenken und dadurch Ultraschallpulse an die Umgebung abzugeben. Im Anschluss wird die Membran von den Reflektionen der Ultraschallpulse ausgelenkt, was über das Piezoelement von der Ansteuer- und Auswerteelektronik erfasst wird.The piezo element is controlled by the control and evaluation electronics in order to deflect the membrane and thereby emit ultrasonic pulses to the environment. The membrane is then deflected by the reflections of the ultrasonic pulses, which is recorded by the control and evaluation electronics via the piezo element.

Der Deckel und das topfartige Gehäuse sind vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Der Deckel kann auf unterschiedliche Weise an dem Gehäuse befestigt werden. Dabei ist eine möglichst dichte Anbringung bevorzugt, um ein Eindringen von Luftfeuchtigkeit bzw. Wasserdampf zu verhindern. Prinzipiell ist beispielsweise eine Rastmontage des Deckels an dem Gehäuse bekannt. Weitere Möglichkeiten zur Anbringung des Deckels an dem Gehäuse werden nachstehend angegeben.The cover and the pot-like housing are preferably made of plastic. The cover can be attached to the housing in different ways. An attachment that is as dense as possible is preferred in order to prevent the ingress of air humidity or water vapor. In principle, for example, a snap-in mounting of the cover on the housing is known. Further possibilities for attaching the cover to the housing are given below.

Die Ansteuer- und Auswerteelektronik in dem Innenraum des Gehäuses kann unterschiedliche Komponenten aufweisen, beispielsweise einen Transformator oder andere. Das Anordnen der Ansteuer- und Auswerteelektronik in dem Innenraum des Gehäuses umfasst typischerweise eine Montage der Ansteuer- und Auswerteelektronik auf einer Leiterplatte. Die Leiterplatte kann beispielsweise in das topfartige Gehäuse eingepresst sein.The control and evaluation electronics in the interior of the housing can have different components, for example a transformer or others. Arranging the control and evaluation electronics in the interior of the housing typically includes mounting the control and evaluation electronics on a printed circuit board. The circuit board can, for example, be pressed into the pot-like housing.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Deckel eine Mehrzahl Ausstülpungen auf, die in den Innenraum des Gehäuses ragen und sich in den Freiraum innerhalb des Innenraums erstrecken. Die Mehrzahl Ausstülpungen ermöglicht eine individuell angepasste Reduktion des Freiraums in dem Gehäuse, so dass abhängig beispielsweise von einer Ausgestaltung und Anordnung der Ansteuer- und Auswerteelektronik eine möglichst umfassende Reduktion des Freiraums in dem Gehäuse erfolgen kann.In an advantageous embodiment of the invention, the cover has a plurality of protuberances which protrude into the interior of the housing and extend into the free space within the interior. The plurality of protuberances enables an individually adapted reduction of the free space in the housing, so that depending, for example, on a design and arrangement of the control and evaluation electronics can reduce the free space in the housing as comprehensively as possible.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Ansteuer- und Auswerteelektronik in einem zentralen Bereich in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet, und die Mehrzahl Ausstülpungen sind in seitlichen Bereichen des Innenraums positioniert, insbesondere gegenüberliegend. Typischerweise weisen nur eines oder wenige Bauteile der Ansteuer- und Auswerteelektronik eine große Bauhöhe auf, so dass sie sich in Richtung zu dem Deckel erstrecken, beispielsweise ein Transformator. Diese Komponente(n) kann in dem zentralen Bereich angeordnet werden. Durch die Anordnung der Mehrzahl Ausstülpungen um diesen zentralen Bereich kann der verbleibende Freiraum zuverlässig ausgefüllt und damit reduziert werden.In an advantageous embodiment of the invention, the control and evaluation electronics are arranged in a central area in the interior of the housing, and the plurality of protuberances are positioned in lateral areas of the interior, in particular opposite one another. Typically, only one or a few components of the control and evaluation electronics have a large overall height so that they extend in the direction of the cover, for example a transformer. This component (s) can be arranged in the central area. By arranging the plurality of protuberances around this central area, the remaining free space can be reliably filled and thus reduced.

Erfindungsgemäß weist der Deckel eine ebene Grundform auf, und die wenigstens eine Ausstülpung erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Deckels. Eine entsprechende Form des Deckels ist einfach herzustellen, besonders wenn die wenigstens eine Ausstülpung eine Hohlform aufweist, die zur Außenseite des Deckels geöffnet ist, und in einer Form, beispielsweise einer Spritzgussform, hergestellt wird. Das entsprechende Spritzgussmaterial kann somit in einer Form von zwei Seiten durch eine einfach herzustellende und einfach handzuhabende Form geformt werden. Probleme durch Verkanten des Deckels in der Form können durch die senkrechte Ausgestaltung vermieden werden. Die ebene Grundform wird nicht durch Strukturen insbesondere an einer dem Innenraum zugewandten Innenseite des Deckels aufgehoben, beispielsweise Verstärkungsrippen oder ähnliches.According to the invention, the cover has a flat basic shape, and the at least one protuberance extends in a direction perpendicular to the plane of the cover. A corresponding shape of the cover is easy to produce, especially if the at least one protuberance has a hollow shape which is open to the outside of the cover and is produced in a mold, for example an injection mold. The corresponding injection molding material can thus be formed in a mold from two sides by means of a mold that is easy to manufacture and easy to use. Problems caused by tilting the cover in the form can be avoided by the vertical design. The planar basic shape is not canceled out by structures, in particular on an inside of the cover facing the interior, for example reinforcing ribs or the like.

Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine Ausstülpung als Hohlform mit einer Aussparung innerhalb der Ausstülpung ausgeführt. Die Aussparung ermöglicht eine Materialreduktion gegenüber einer massiven Ausstülpung, wodurch der Deckel ein geringes Gewicht aufweist und leicht handzuhaben ist. Auch der Ultraschallsensor insgesamt kann somit ein geringes Gewicht aufweisen. Eine ausreichende Wandstärke der Aussparung kann eine strukturelle Festigkeit des Deckels gewährleisten.According to the invention, the at least one protuberance is designed as a hollow shape with a recess within the protuberance. The recess enables a material reduction compared to a massive protuberance, as a result of which the cover has a low weight and is easy to handle. The ultrasonic sensor as a whole can thus also have a low weight. A sufficient wall thickness of the recess can ensure structural strength of the cover.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Aussparung zu einem Außenbereich des Ultraschallsensors geöffnet. Durch die Öffnung der Aussparung kann die Ausstülpung zum einfachen Greifen des Deckels verwendet werden. Somit kann ein Halten des Deckels beispielsweise durch Ansaugen mit Unterdruck oder an seinen Rändern vermieden werden. Bei der Montage des Deckels ist es prinzipiell hinderlich, wenn der Deckel im Randbereich, an dem er gefügt wird, gehalten werden muss. Ein Greifer kann den Deckel in der Aussparung in einer gewünschten Ausrichtung greifen. Dies kann durch eine entsprechende Formgebung und/oder Anordnung der wenigstens einen Ausstülpung und der Aussparung weiter erleichtert werden. So können in einer Ausstülpung prinzipiell mehrere einzelne Aussparungen ausgebildet sein, oder mehrere Ausstülpungen weisen jeweils eine Aussparung auf. Ein Deckel, dessen Aussparung zu dem Außenbereich des Ultraschallsensors geöffnet ist, kann in einer einfachen Spritzgussform hergestellt werden.In an advantageous embodiment of the invention, the cutout is open to an outer area of the ultrasonic sensor. By opening the recess, the protuberance can be used to easily grip the cover. In this way, holding the cover, for example by suction with negative pressure or at its edges, can be avoided. When assembling the cover, it is in principle a hindrance if the cover has to be held in the edge area to which it is joined. A gripper can grip the cover in the recess in a desired orientation. This can be further facilitated by a corresponding shaping and / or arrangement of the at least one protuberance and the recess. Thus, in principle, several individual recesses can be formed in a protuberance, or several protuberances each have a recess. A cover, the recess of which is open to the outside of the ultrasonic sensor, can be produced in a simple injection mold.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Ansteuer- und Auswerteelektronik auf einer Leiterplatte angeordnet, die Leiterplatte ist in einer Ebene parallel zu dem Deckel in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet, und die wenigstens eine Ausstülpung erstreckt sich im Wesentlichen bis zu der Leiterplatte. Die Leiterplatte kann sich beispielsweise über den gesamten Innenquerschnitt des Gehäuses erstrecken und pressend in dem Gehäuse eingepasst und gehalten sein. Die entsprechende Anordnung der Leiterplatte ermöglicht eine einfache Montage in dem Gehäuse. Der Deckel weist typischerweise eine im Wesentlichen ebene Grundform auf, die eine Deckelebene definiert. Die ebene Grundform wird nicht durch Strukturen insbesondere an einer dem Innenraum zugewandten Innenseite des Deckels aufgehoben.In an advantageous embodiment of the invention, the control and evaluation electronics are arranged on a circuit board, the circuit board is arranged in a plane parallel to the cover in the interior of the housing, and the at least one protuberance extends essentially as far as the circuit board. The circuit board can, for example, extend over the entire inner cross section of the housing and be fitted and held in the housing in a pressing manner. The corresponding arrangement of the circuit board enables simple assembly in the housing. The cover typically has an essentially flat basic shape which defines a cover plane. The planar basic shape is not canceled out by structures, in particular on an inside of the cover facing the interior.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Deckel mit dem topfartigen Gehäuse verschweißt. Vorzugsweise ist der Deckel mit dem topfartigen Gehäuse vollumfänglich verschweißt. Durch das Verschweißen kann der Deckel zuverlässig an dem Gehäuse angebracht werden. Das Verschweißen ermöglicht darüber hinaus einen dichten Verschluss des Gehäuses, so dass dieses gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit geschützt ist. Als Schweißverfahren ist beispielsweise Laserschweißen bekannt. Dabei wird der Deckel mit einem Laserdurchstrahlprozess auf das Gehäuse aufgeschweißt. Dazu muss der Deckel transparent für die Wellenlänge der Laserstrahlung sein, so dass die Laserstrahlen durch den Deckel hindurchtreten können. Das Gehäuse selber ist absorbierend für die Laserstrahlung, so dass der Laserstrahl das Gehäuse im Kontaktbereich mit dem Deckel erwärmen kann. Das Gehäuse schmilzt im Kontaktbereich mit dem Deckel, so dass sich das Gehäuse beim Auskühlen zuverlässig mit dem Deckel verbindet. Deckel und Gehäuse sind dabei vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.In an advantageous embodiment of the invention, the cover is welded to the pot-like housing. The cover is preferably completely welded to the pot-like housing. As a result of the welding, the cover can be attached reliably to the housing. The welding also enables the housing to be sealed tightly so that it is protected against the ingress of moisture. Laser welding, for example, is known as a welding method. The cover is welded onto the housing using a laser beam process. To do this, the cover must be transparent to the wavelength of the laser radiation so that the laser beams can pass through the cover. The housing itself is absorbent for the laser radiation, so that the laser beam can heat the housing in the contact area with the cover. The housing melts in the contact area with the cover, so that the housing reliably connects to the cover when it cools down. The cover and housing are preferably made of plastic.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Deckel aus einem Kunststoffmaterial durch Spritzgießen hergestellt. Spritzgießen von Kunststoff ist eine günstige Herstellungsweise für den Deckel. Dabei können verschiedenartige Kunststoffmaterialien verwendet werden abhängig von gewünschten Eigenschaften des Deckels. Außerdem können durch Spritzgießen verschiedene Formen von Deckeln mit den erfindungsgemäßen Ausstülpungen hergestellt werden. Es ist lediglich eine entsprechende Form zum Spritzgießen erforderlich. Die Form ist besonders einfach herzustellen und handzuhaben, wenn sich die Ausstülpungen im Wesentlichen in einer Richtung senkrecht zur Deckelebene erstrecken.In an advantageous embodiment of the invention, the cover is made from a plastic material by injection molding. Injection molding of plastic is a cheap way to manufacture the lid. Different types of plastic materials can be used depending on the desired properties of the lid. You can also go through Injection molding various shapes of lids with the protuberances according to the invention can be produced. All that is required is an appropriate mold for injection molding. The shape is particularly easy to manufacture and handle if the protuberances extend essentially in a direction perpendicular to the plane of the cover.

Erfindungsgemäß umfasst das Bereitstellen eines Deckels mit wenigstens einer Ausstülpung das Ausgestalten der wenigstens einen Ausstülpung als Hohlform mit einer Aussparung innerhalb der Ausstülpung, wobei die Aussparung zu einem Außenbereich des Ultraschallsensors geöffnet ist, und das Verschließen des topfartigen Gehäuses an seiner Rückseite mit einem Deckel umfasst ein Greifen des Deckels mit einem Greifer in der Aussparung. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage des Deckels an dem Gehäuse, um das Gehäuse des Ultraschallsensor zu verschließen. Durch den Greifer lässt sich der Deckel zuverlässig maschinell halten und montieren. Ein Greifen des Deckels an seinen Randbereichen ist nicht erforderlich, so dass ein Fügeprozess des Deckels mit dem Gehäuse nicht beeinträchtigt wird.According to the invention, the provision of a cover with at least one protuberance comprises the design of the at least one protuberance as a hollow shape with a recess within the protuberance, the recess being open to an outer region of the ultrasonic sensor, and the closure of the pot-like housing on its rear side with a cover Gripping the lid with a gripper in the recess. This enables a particularly simple assembly of the cover on the housing in order to close the housing of the ultrasonic sensor. The lid can be reliably held and assembled by machine using the gripper. It is not necessary to grasp the cover by its edge areas, so that the process of joining the cover to the housing is not impaired.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele sind übertragbar von einem Ausführungsbeispiel auf ein anderes.The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawing on the basis of preferred embodiments. The features shown can represent an aspect of the invention both individually and in combination. Features of various exemplary embodiments can be transferred from one exemplary embodiment to another.

Es zeigt

  • 1 eine schematische Darstellung eines Ultraschallsensors aus dem Stand der Technik in einer Außenansicht mit einem topfartigen Gehäuse und einem Deckel,
  • 2 eine schematische Darstellung des Ultraschallsensors aus 2 in einer Schnittansicht,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Ultraschallsensors gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform in einer Außenansicht mit einem topfartigen Gehäuse und einem Deckel mit zwei Ausstülpungen, und
  • 4 eine schematische Darstellung des Ultraschallsensors aus 4 in einer in einer Schnittansicht.
It shows
  • 1 a schematic representation of an ultrasonic sensor from the prior art in an external view with a pot-like housing and a cover,
  • 2 a schematic representation of the ultrasonic sensor 2 in a sectional view,
  • 3 a schematic representation of an ultrasonic sensor according to a first, preferred embodiment in an external view with a pot-like housing and a cover with two protuberances, and
  • 4th a schematic representation of the ultrasonic sensor 4th in one in a sectional view.

Ein Ultraschallsensor 110 gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in den 3 und 4 dargestellt.An ultrasonic sensor 110 according to a first, preferred embodiment of the invention is in the 3 and 4th shown.

Wie sich zunächst aus 3 ergibt, umfasst der Ultraschallsensor 110 ein topfartiges Gehäuse 112 mit seitlich daran angebrachten Rastnasen 114 zur Anbringung des Ultraschallsensors 110 beispielsweise an einer Stoßstange eines hier nicht dargestellten Fahrzeugs. Das topfartige Gehäuse 12 weist an seiner Vorderseite 116, die durch einen Boden des Gehäuses 112 definiert ist, eine Membran 118 zum Ein- bzw. Auskoppeln von Ultraschallsignalen auf. Das topfartige Gehäuse 112 ist an seiner Rückseite 120 mit einem Deckel 122 verschlossen. An dem Gehäuse 12 ist seitlich eine Steckverbinderaufnahme 124 mit nicht dargestellten elektrischen Kontaktelementen zum elektrischen Anschluss des Ultraschallsensors 110 ausgebildet.As out first 3 results, includes the ultrasonic sensor 110 a pot-like housing 112 with latches attached to the side 114 for attaching the ultrasonic sensor 110 for example on a bumper of a vehicle not shown here. The pot-like housing 12th points at its front 116 going through a bottom of the case 112 is defined, a membrane 118 for coupling and decoupling of ultrasonic signals. The pot-like housing 112 is at its back 120 with a lid 122 locked. On the case 12th is a connector receptacle on the side 124 with electrical contact elements (not shown) for electrical connection of the ultrasonic sensor 110 educated.

Wie sich im Detail aus 4 ergibt, umfasst der Ultraschallsensor 110 außerdem eine Ansteuer- und Auswerteelektronik 126, die in einem Innenraum 128 des Gehäuses 112 angeordnet ist. Die Ansteuer- und Auswerteelektronik 126 ist auf einer Leiterplatte 130 montiert, und die Ansteuer- und Auswerteelektronik 126 in einem zentralen Bereich auf der Leiterplatte 130 und damit in dem Innenraum 128 des Gehäuses 112 angeordnet. Die Leiterplatte 130 ist in einer Ebene parallel zu dem Deckel 122 in dem Innenraum des Gehäuses 112 angeordnet. Die Montage der Leiterplatte 130 in dem Gehäuse 112 erfolgt durch Einpressen der Leiterplatte 130 in das Gehäuse 112.How to look in detail 4th results, includes the ultrasonic sensor 110 also control and evaluation electronics 126 that are in an interior 128 of the housing 112 is arranged. The control and evaluation electronics 126 is on a circuit board 130 mounted, and the control and evaluation electronics 126 in a central area on the circuit board 130 and thus in the interior 128 of the housing 112 arranged. The circuit board 130 is in a plane parallel to the lid 122 in the interior of the housing 112 arranged. The assembly of the circuit board 130 in the case 112 takes place by pressing in the circuit board 130 in the housing 112 .

Auf der Leiterplatte 130 sind erste Kontaktstifte 132 angeordnet, über welche die Ansteuer- und Auswerteelektronik 126 elektrisch mit einem nicht dargestellten Piezoelement, das innenseitig an der Membran 118 angebracht ist, verbunden ist. Auf der Leiterplatte 130 sind außerdem zweite Kontaktstifte 134 angeordnet, über welche die Ansteuer- und Auswerteelektronik 126 elektrisch mit den elektrischen Kontaktelementen der Steckverbinderaufnahme 124 verbunden ist.On the circuit board 130 are the first contact pins 132 arranged over which the control and evaluation electronics 126 electrically with a piezo element, not shown, which is located on the inside of the membrane 118 attached, is connected. On the circuit board 130 are also second contact pins 134 arranged over which the control and evaluation electronics 126 electrically with the electrical contact elements of the connector receptacle 124 connected is.

Der Deckel 122 weist an seiner dem Innenraum 128 zugewandten Seite einen umlaufenden Rand 138 auf, der innenseitig innerhalb des Gehäuses 112 verläuft. Zusätzlich weist der Deckel 122 eine umlaufende Abschlusskante 140 auf, die außerhalb des Gehäuses 112 auf der Seite des Randes 138 angeordnet ist. Zwischen dem Gehäuse 112 und dem Rand 138 sowie der Abschlusskante 140 ist jeweils ein Spalt ausgebildet.The lid 122 points to its the interior 128 facing side a circumferential edge 138 on, the inside inside the housing 112 runs. In addition, the lid 122 a surrounding edge 140 on that outside of the case 112 on the side of the edge 138 is arranged. Between the housing 112 and the edge 138 as well as the finishing edge 140 a gap is formed in each case.

Der Deckel 122 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit zwei Ausstülpungen 142 ausgeführt, die in den Innenraum 128 des Gehäuses 112 ragen und sich in den Freiraum innerhalb des Innenraums 128 erstrecken. Der Deckel 122 weist eine ebene Grundform auf, und die zwei Ausstülpungen 142 erstrecken sich in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Deckels 122 in den Innenraum 128 im Wesentlichen bis zu der Leiterplatte 130. Die Ausstülpungen 142 sind dabei gegenüberliegend bezogen auf den zentralen Bereich mit der Ansteuer- und Auswerteelektronik 126 in seitlichen Bereichen des Innenraums 128 positioniert.The lid 122 is in this embodiment with two protuberances 142 executed that in the interior 128 of the housing 112 protrude and into the free space within the interior 128 extend. The lid 122 has a flat basic shape, and the two protuberances 142 extend in a direction perpendicular to the plane of the lid 122 in the interior 128 essentially up to the circuit board 130 . The protuberances 142 are opposite based on the central area with the control and evaluation electronics 126 in lateral areas of the interior 128 positioned.

Die beiden Ausstülpungen 142 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils als Hohlform mit einer Aussparung 144 ausgeführt. Die Aussparungen 144 sind dabei zu einem Außenbereich des Ultraschallsensors 110 geöffnet, so dass der Deckel 122 beim Verschließen des topfartigen Gehäuses 112 an dessen Rückseite 120 mit einem Greifer in den beiden Aussparungen 144 gegriffen werden kann.The two protuberances 142 are in this embodiment each as a hollow shape with a recess 144 executed. The recesses 144 are to an outside area of the ultrasonic sensor 110 opened so that the lid 122 when closing the pot-like housing 112 on its back 120 with a gripper in the two recesses 144 can be grasped.

Der Deckel 122 und das topfartige Gehäuse 112 sind in diesem Ausführungsbeispiel beide aus unterschiedlichen Kunststoffen durch Spritzgießen gefertigt. Der Deckel 122 ist dabei aus einem für einen Laserstrahl eines hier verwendeten Lasers transparenten Material gefertigt, während das Gehäuse 112 aus einem Material gefertigt ist, das absorbierend für diese Laserstrahlung des hier verwendeten Lasers ist.The lid 122 and the pot-like housing 112 are both made of different plastics by injection molding in this embodiment. The lid 122 is made of a material that is transparent to a laser beam of a laser used here, while the housing 112 is made of a material that is absorbent for this laser radiation from the laser used here.

Die Befestigung des Deckels 122 an dem Gehäuse 112 erfolgt durch Laserschweißen mit einem sogenannten Laserdurchstrahlprozess. Der Deckel 122 wird in diesem Ausführungsbeispiel mit dem topfartigen Gehäuse 112 vollumfänglich verschweißt. Dabei wird das Gehäuse 112 aus Richtung des Deckels 122 mit der Laserstrahlung bestrahlt. Die Laserstrahlung tritt durch den Deckel 122 und wird von dem Gehäuse 112 absorbiert. Dadurch schmilzt das Gehäuse 112 im Kontaktbereich mit dem Deckel 122, und das Gehäuse 112 verbindet sich beim Auskühlen zuverlässig mit dem Deckel 122. Dabei austretendes Material kann in den jeweiligen Spalt zwischen dem Gehäuse 112 und dem Rand 138 bzw. der Abschlusskante 140 eintreten. Eine über die Spalte hinausgehende Ausbreitung des austretenden Materials wird durch den Rand 138 bzw. die Abschlusskante 140 verhindert.The attachment of the lid 122 on the housing 112 is carried out by laser welding with a so-called laser transmission process. The lid 122 is in this embodiment with the pot-like housing 112 fully welded. This is the case 112 from the direction of the lid 122 irradiated with the laser radiation. The laser radiation passes through the lid 122 and is from the housing 112 absorbed. This causes the housing to melt 112 in the contact area with the lid 122 , and the case 112 connects reliably to the lid when it cools down 122 . Exiting material can enter the respective gap between the housing 112 and the edge 138 or the end edge 140 enter. A spread of the emerging material beyond the gap is caused by the edge 138 or the end edge 140 prevented.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Ultraschallsensor (Stand der Technik)Ultrasonic sensor (state of the art)
1212th
Gehäuse (Stand der Technik)Housing (state of the art)
1414th
Rastnase (Stand der Technik)Locking lug (state of the art)
1616
Vorderseite (Stand der Technik)Front (state of the art)
1818th
Membran (Stand der Technik)Membrane (state of the art)
2020th
Rückseite (Stand der Technik)Back (state of the art)
2222nd
Deckel (Stand der Technik)Cover (state of the art)
2424
Steckverbinderaufnahme (Stand der Technik)Connector receptacle (state of the art)
2626th
Ansteuer- und Auswerteelektronik (Stand der Technik)Control and evaluation electronics (state of the art)
2828
Innenraum (Stand der Technik)Interior (state of the art)
3030th
Leiterplatte (Stand der Technik)PCB (state of the art)
3232
erster Kontaktstift (Stand der Technik)first contact pin (state of the art)
3434
zweiter Kontaktstift (Stand der Technik)second contact pin (state of the art)
3636
Verstärkungsrippe (Stand der Technik)Reinforcement rib (state of the art)
3838
Rand (Stand der Technik)Edge (state of the art)
4040
Abschlusskante (Stand der Technik) Finishing edge (state of the art)
110110
UltraschallsensorUltrasonic sensor
112112
Gehäusecasing
114114
RastnaseLocking lug
116116
Vorderseitefront
118118
Membranmembrane
120120
Rückseiteback
122122
Deckellid
124124
SteckverbinderaufnahmeConnector receptacle
126126
Ansteuer- und AuswerteelektronikControl and evaluation electronics
128128
Innenrauminner space
130130
LeiterplatteCircuit board
132132
erster Kontaktstiftfirst contact pin
134134
zweiter Kontaktstiftsecond contact pin
138138
Randedge
140140
AbschlusskanteFinishing edge
142142
AusstülpungProtuberance
144144
Hohlraumcavity

Claims (8)

Ultraschallsensor (110) mit einem topfartigen Gehäuse (112), einer Membran (118) zum Ein- bzw. Auskoppeln von Ultraschallsignalen, die an einer Vorderseite (116) des Gehäuses (112) angeordnet ist, einem Deckel (122), mit dem das topfartige Gehäuse (112) an seiner Rückseite (120) verschlossen ist, und einer Ansteuer- und Auswerteelektronik (126), die in einem Innenraum (128) des Gehäuses (112) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (122) wenigstens eine Ausstülpung (142) aufweist, die in den Innenraum (128) des Gehäuses (112) ragt und sich in einen Freiraum innerhalb des Innenraums (128) erstreckt, der Deckel (122) eine ebene Grundform aufweist, und die wenigstens eine Ausstülpung (142) sich in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Deckels (122) erstreckt und die wenigstens eine Ausstülpung (142) als Hohlform mit einer Aussparung (144) innerhalb der Ausstülpung (142) ausgeführt ist.Ultrasonic sensor (110) with a pot-like housing (112), a membrane (118) for coupling and decoupling of ultrasonic signals, which is arranged on a front side (116) of the housing (112), a cover (122) with which the pot-like housing (112) is closed on its rear side (120), and control and evaluation electronics (126) which are arranged in an interior (128) of the housing (112), characterized in that the cover (122) has at least one Has protuberance (142) which protrudes into the interior (128) of the housing (112) and extends into a free space within the interior (128), the cover (122) has a flat basic shape, and the at least one protuberance (142) extends in a direction perpendicular to the plane of the cover (122) and the at least one protuberance (142) is designed as a hollow shape with a recess (144) within the protuberance (142). Ultraschallsensor (110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (112) eine Mehrzahl Ausstülpungen (142) aufweist, die in den Innenraum (128) des Gehäuses (112) ragen und sich in den Freiraum innerhalb des Innenraums (128) erstrecken.Ultrasonic sensor (110) Claim 1 , characterized in that the cover (112) has a plurality of protuberances (142) which protrude into the interior (128) of the housing (112) and extend into the free space within the interior (128). Ultraschallsensor (110) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuer- und Auswerteelektronik (126) in einem zentralen Bereich in dem Innenraum (128) des Gehäuses (112) angeordnet ist, und die Mehrzahl Ausstülpungen (142) in seitlichen Bereichen des Innenraums (128) positioniert sind, insbesondere gegenüberliegend.Ultrasonic sensor (110) Claim 2 , characterized in that the control and evaluation electronics (126) are arranged in a central area in the interior (128) of the housing (112), and the plurality of protuberances (142) are positioned in lateral areas of the interior (128), in particular opposite. Ultraschallsensor (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (144) zu einem Außenbereich des Ultraschallsensors (110) geöffnet ist.Ultrasonic sensor (110) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the recess (144) is open to an outer region of the ultrasonic sensor (110). Ultraschallsensor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuer- und Auswerteelektronik (126) auf einer Leiterplatte (130) angeordnet ist, die Leiterplatte (130) in einer Ebene parallel zu dem Deckel (122) in dem Innenraum (128) des Gehäuses (112) angeordnet ist, und die wenigstens eine Ausstülpung (142) sich im Wesentlichen bis zu der Leiterplatte (130) erstreckt.Ultrasonic sensor (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the control and evaluation electronics (126) are arranged on a circuit board (130), the circuit board (130) in a plane parallel to the cover (122) in the interior ( 128) of the housing (112) is arranged, and the at least one protuberance (142) extends substantially as far as the circuit board (130). Ultraschallsensor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (122) mit dem topfartigen Gehäuse (112) verschweißt ist.Ultrasonic sensor (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (122) is welded to the pot-like housing (112). Ultraschallsensor (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (122) aus einem Kunststoffmaterial durch Spritzgießen hergestellt ist.Ultrasonic sensor (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (122) is produced from a plastic material by injection molding. Verfahren zur Herstellung eines Ultraschallsensors (110), umfassend die Schritte Bereitstellen eines topfartigen Gehäuses (112), Anordnen einer Membran (118) zum Ein- bzw. Auskoppeln von Ultraschallsignalen an einer Vorderseite (116) des Gehäuses (112), Anordnen einer Ansteuer- und Auswerteelektronik (126) in einem Innenraum (128) des Gehäuses (112), Bereitstellen eines Deckels (122) mit wenigstens einer Ausstülpung (142) und mit einer ebenen Grundform, wobei die wenigstens eine Ausstülpung (142) sich in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Deckels (122) erstreckt und Verschließen des topfartigen Gehäuses (112) an seiner Rückseite mit dem Deckel (122), wobei die wenigstens eine Ausstülpung (142) in den Innenraum (128) des Gehäuses (112) ragt und sich in einen Freiraum innerhalb des Innenraums (128) erstreckt, wobei das Bereitstellen eines Deckels (122) mit wenigstens einer Ausstülpung (142) das Ausgestalten der wenigstens einen Ausstülpung (142) als Hohlform mit einer Aussparung (144) innerhalb der Ausstülpung (142) umfasst, wobei die Aussparung (144) zu einem Außenbereich des Ultraschallsensors (110) geöffnet ist, und das Verschließen des topfartigen Gehäuses (112) an seiner Rückseite mit einem Deckel (122) ein Greifen des Deckels (122) mit einem Greifer in der Aussparung (144) umfasst.A method for producing an ultrasonic sensor (110), comprising the steps of providing a pot-like housing (112), Arranging a membrane (118) for coupling or decoupling ultrasonic signals on a front side (116) of the housing (112), Arranging control and evaluation electronics (126) in an interior (128) of the housing (112), Providing a cover (122) with at least one protuberance (142) and with a planar basic shape, the at least one protuberance (142) extending in a direction perpendicular to the plane of the cover (122) and Closing the pot-like housing (112) on its rear side with the cover (122), the at least one protuberance (142) protruding into the interior (128) of the housing (112) and extending into a free space within the interior (128), wherein providing a cover (122) with at least one protuberance (142) comprises designing the at least one protuberance (142) as a hollow shape with a recess (144) within the protuberance (142), the recess (144) becoming an outer region of the Ultrasonic sensor (110) is open, and the closing of the pot-like housing (112) on its rear side with a lid (122) comprises gripping the lid (122) with a gripper in the recess (144).
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