EP1752967A1 - Ultraschallsensor, Entkopplungsmaterial für einen Ultraschallsensor und Verfahren zur Lackierung eines Ultraschallsensors - Google Patents

Ultraschallsensor, Entkopplungsmaterial für einen Ultraschallsensor und Verfahren zur Lackierung eines Ultraschallsensors Download PDF

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Publication number
EP1752967A1
EP1752967A1 EP06012928A EP06012928A EP1752967A1 EP 1752967 A1 EP1752967 A1 EP 1752967A1 EP 06012928 A EP06012928 A EP 06012928A EP 06012928 A EP06012928 A EP 06012928A EP 1752967 A1 EP1752967 A1 EP 1752967A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
decoupling material
ultrasonic sensor
membrane
housing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06012928A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinrich Dr. Gotzig
Jürgen HÖNLE
Wolfgang Katzenberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/002—Devices for damping, suppressing, obstructing or conducting sound in acoustic devices

Definitions

  • the invention relates to an ultrasonic sensor comprising a vibratable sensor membrane with an active sensor surface and a housing, wherein at least in sections between the housing and the membrane, a decoupling material is provided.
  • ultrasonic sensors are known in many ways and are used in particular in the automotive sector for parking aid systems.
  • Ultrasonic signals can be sent and reflected via the active sensor surface Echo signals are received.
  • the decoupling material is provided, which should have vibration damping and sealing properties.
  • silicone is used as a decoupling material.
  • the ultrasonic sensors In order to arrange the ultrasonic sensors as inconspicuously as possible on vehicle parts, it is desirable to paint the visible regions of the ultrasonic sensors with a corresponding paint in a color corresponding to the vehicle part.
  • the active sensor surface and, on the other hand, the decoupling material adjacent to the active sensor surface is visible.
  • the decoupling material surrounds the membrane in a ring-like manner and fills the space between the membrane, which in particular may be cup-shaped, and the housing of the sensor.
  • the decoupling material to be used must meet extreme requirements. It must allow the vibration of the membrane or the active surface in a temperature range of + 90 ° Celsius to -40 ° Celsius. Furthermore, it must ensure a functionally reliable sealing effect between the sensor membrane and the housing. These properties are fulfilled by the state of the art known and used as a decoupling silicone. However, the silicone used has the disadvantage that it can not be painted easily. Lacquer layers applied to the silicone do not adhere permanently to the silicone.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an above-mentioned and previously described ultrasonic sensor which provides a decoupling material which satisfies the requirements imposed on the decoupling material.
  • the decoupling material should allow the membrane to swing from + 90 ° - 40 ° Celsius, it should ensure a functionally reliable sealing effect between the membrane and the housing and should also be paintable. It is desirable to paint the active sensor surface of the membrane with the decoupling material in one operation.
  • an ultrasonic sensor whose decoupling material is selected from silicone-urea copolymers, preferably polydimethylsiloxane-urea copolymers.
  • a decoupling material meets the requirements imposed on the decoupling material and is especially paintable.
  • silicone is understood in the broadest sense to mean polyorganosiloxanes. Silicon atoms are linked via oxygen atoms in chains and / or in a network, with the remaining valences of the silicon being saturated by organic radicals (for example alkyl, allyl, alkenyl, alkynyl), preferably methyl groups.
  • organic radicals for example alkyl, allyl, alkenyl, alkynyl
  • the respective hydrogen atoms may be replaced by organic radicals or halogen atoms. Silicones are therefore the corresponding polymerization products (polyorganosiloxanes) of the organosiloxanes.
  • Such siloxanes are formed in the condensation of silanols or directly by hydrolysis of the chlorosilanes.
  • Urea within the meaning of this invention comprises, on the one hand, urea as such or its derivatives, one or more hydrogen atoms being replaced by an organic radical.
  • the silicone-urea copolymers or polysiloxane-urea copolymers according to the invention are preferably copolymers of the monomers urea or a urea derivative and silicone, preferably with a Proportion of the silicone higher than 70%, in particular 80% or 90% in the copolymer.
  • silicone-urea copolymers those silicone-urea copolymers, the subject of the patent application DE 196 54 556 A1 are. In this context, reference is made to the entire disclosure content of the cited document.
  • the decoupling material may in particular be an elastic silicone-urea copolymer marketed by Wacker-Chemie GmbH, Wacker Silicones, 81737 Kunststoff under the trade name Geniomer®.
  • the membrane is formed from an aluminum alloy which has an acrylic coating at least on the active surface. It has been found that such a membrane is particularly suitable for sending and receiving ultrasound signals.
  • the layer thickness of the acrylic coating in the range of 30 - 45 microns are, in this area, the transmission and reception behavior of the membrane, if at all, is only negatively affected negatively.
  • the active surface and the surface of the decoupling material lying between the housing and the active surface have a single-layer or multi-layer coating layer.
  • the lacquer layer on the membrane and the decoupling material is advantageously applied in one operation.
  • a primer layer, a base lacquer layer and / or a clear lacquer layer may be present.
  • the layer thickness of the lacquer layer is advantageously smaller than 145 ⁇ m. With well-covering paints, the paint layer can also be much smaller.
  • the object of providing an ultrasonic sensor which can be advantageously painted is also achieved by at least the surface region of the active surface lying in the region of the sensor longitudinal axis being at least slightly opposite the decoupling material adjacent to the membrane and / or the active surface in the direction of the sensor longitudinal axis. in particular by 0.1 to 0.5 mm and in particular surmounted by about 0.3 mm. By such overhanging can be achieved that no undercuts occur that would hinder the painting process.
  • an ultrasonic sensor is provided, which is advantageously paintable.
  • decoupling material insulates the membrane not only against the housing of the ultrasonic sensor, but also to a, in the installed state of the ultrasonic sensor to the decoupling material adjacent vehicle part. In this respect, the decoupling material then fulfills a double function.
  • the housing adjoins the decoupling material on the free surface in a plane lying orthogonal to the sensor longitudinal axis.
  • a defined contact surface is formed, at which the ultrasonic sensor can come to rest on the vehicle part.
  • the surface of the decoupling material can also be perpendicular to the longitudinal axis of the sensor.
  • the region of the free surface of the decoupling material adjoining the active surface and / or the membrane is substantially orthogonal to the Sensor longitudinal axis runs. This also prevents edges and overlaps that would adversely affect the coating of the sensor.
  • the area of the active area which is located radially outside and / or adjacent to the decoupling material has a taper or chamfer.
  • the active area then drops slightly in the direction of the decoupling material.
  • the angle of inclination of the taper with respect to an orthogonal plane to the longitudinal axis in the range of 20 ° to 40 ° and in particular about 30 °. It has been found that such an inclination angle on the one hand improves the paintability of the ultrasonic sensor and on the other hand has no or only slightly adverse effects on the transmission and reception behavior of the ultrasonic sensor.
  • a rounding is provided between the region having the taper and the region of the active surface extending perpendicular to the longitudinal axis.
  • the rounding which may for example have a radius of 0.5 mm, also serves to improve the paintability of the ultrasonic sensor.
  • the decoupling material can be applied by encapsulation of the membrane on the membrane.
  • the decoupling material can advantageously ring or sleeve-like surrounded the membrane.
  • the invention relates not only to an ultrasonic sensor but also to the decoupling material selected from silicone-urea copolymers, preferably polydimethylsiloxane-urea copolymers.
  • the cleaning of the surface can be done in particular by benzine. Furthermore, it is conceivable to carry out the cleaning in automatic washing machines, in which the surface to be painted is cleaned by means of high pressure and corresponding, gentle detergents.
  • the figure shows a partial section through an ultrasonic sensor 10 according to the invention, which comprises a substantially cylindrical housing 12 and a vibratable, for example cup-shaped membrane 14.
  • the membrane (14) in this case has a thin-walled bottom 16, whose free surface forms the active sensor surface 18 of the sensor.
  • decoupling material 20 is provided between the diaphragm 14 and the housing 12 .
  • the decoupling material is according to the invention of polydimethylsiloxane-urea copolymers.
  • the membrane 14 is advantageously formed by an aluminum alloy having an acrylic layer, not shown in the figure.
  • the housing 12 may be made of a suitable plastic material.
  • the surfaces to be painted can be cleaned first. When cleaning, it must be ensured that cleaning agents are used which do not dissolve any silicone components from the decoupling material 20. For example, benzine can be used. After cleaning, the surfaces can be painted with a suitable lacquer or with a primer layer, a basecoat film and / or a clearcoat film.
  • the ultrasonic sensor 10 shown has geometries that favor painting.
  • the surface region 25 of the active surface 18 lying in the region of the sensor longitudinal axis 24 projects beyond the decoupling material adjoining the active surface 18 by a value x which lies in particular in the region of 0.3 mm.
  • lying on the free surface decoupling material 22 projects beyond the housing 12 in the direction of the sensor longitudinal axis 24 to the active surface 18 out by the amount y. In this way it can be achieved that a large-area section is provided for painting and that the sensor or its decoupling material can be attached directly to a vehicle part. The decoupling then acts vibration damping against the vehicle part not shown in the figure.
  • the housing 12 adjoins the free surface 22 of the decoupling material 20 in a plane 26 lying orthogonal to the sensor longitudinal axis.
  • the free surface of the housing 12 is also in this plane 26th
  • the angle of inclination ⁇ measured with respect to a plane extending orthogonal to the sensor longitudinal axis is approximately 30 °.
  • a rounding 32 is provided, whose radius is about 0.5 mm.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor (10) umfassend eine schwingfähige Sensormembrane (14) mit einer aktiven Sensorfläche (18) und ein Gehäuse (12), wobei wenigstens abschnittsweise zwischen dem Gehäuse (12) und der Membrane (14) ein Entkopplungsmaterial (20) vorgesehen ist.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Entkopplungsmaterial aus Polydimethylsiloxan-Harnstoff-Copolymeren ausgewählt ist. Die Erfindung betrifft zudem das Entkopplungsmaterial für einen derartigen Ultraschallsensor sowie ein Verfahren zur Lackierung des Sensors.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor umfassend eine schwingfähige Sensormembrane mit einer aktiven Sensorfläche und ein Gehäuse, wobei wenigstens abschnittsweise zwischen dem Gehäuse und der Membrane ein Entkopplungsmaterial vorgesehen ist. Derartige Ultraschallsensoren sind in vielfältiger Art und Weise bekannt und finden insbesondere im Automotive-Bereich für Parkhilfesysteme Verwendung. Über die aktive Sensorfläche können Ultraschallsignale versandt und reflektierte Echosignale empfangen werden. Zur Entkopplung der schwingfähigen Membrane gegenüber dem Sensorgehäuse ist das Entkopplungsmaterial vorgesehen, das schwingungsdämpfende und dichtende Eigenschaften aufweisen soll. Beim bekannten Stand der Technik findet als Entkopplungsmaterial Silikon Verwendung.
  • Um die Ultraschallsensoren möglichst unauffällig an Fahrzeugteilen anzuordnen, ist es erwünscht, die sichtbaren Bereiche der Ultraschallsensoren mit einem entsprechenden Lack in einem Farbton dem Fahrzeugteil entsprechend zu lackieren. In der Regel ist für den Fahrzeugbetrachter zum einen die aktive Sensorfläche und zum anderen das an die aktiv Sensorfläche angrenzende Entkopplungsmaterial sichtbar. Das Entkopplungsmaterial umgibt dabei in der Regel die Membrane ringartig und füllt den Raum zwischen der Membrane, die insbesondere topfförmig ausgebildet sein kann, und dem Gehäuse des Sensors.
  • Das zu verwendende Entkopplungsmaterial muss dabei extremen Anforderungen gerecht werden. Es muss die Schwingung der Membrane beziehungsweise der aktiven Fläche in einem Temperaturbereich von + 90 ° Celsius bis - 40 ° Celsius zulassen. Ferner muss es eine funktionssichere Dichtwirkung zwischen der Sensormembrane und dem Gehäuse gewährleisten. Diese Eigenschaften erfüllt das aus dem Stand der Technik bekannte und als Entkopplungsmaterial verwendete Silikon. Das verwendete Silikon hat allerdings den Nachteil, dass es sich nicht ohne Weiteres lackieren lässt. Auf das Silikon aufgetragene Lackschichten haften nicht dauerhaft am Silikon.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten und zuvor beschriebenen Ultraschallsensor zur Verfügung zu stellen, der ein Entkopplungsmaterial vorsieht, das den an das Entkopplungsmaterial gestellten Anforderungen gerecht wird. Insbesondere soll das Entkopplungsmaterial ein Schwingen der Membrane von + 90 ° - 40 ° Celsius zulassen, es soll eine funktionssichere Dichtwirkung zwischen Membrane und Gehäuse gewährleisten und zudem lackierbar sein. Dabei ist es wünschenswert, die aktive Sensorfläche der Membrane mit dem Entkopplungsmaterial in einem Arbeitsgang zu lackieren.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Ultraschallsensor gelöst, dessen Entkopplungsmaterial aus Silicon-Harnstoff-Copolymeren, vorzugsweise Polydimethylsiloxan-Harnstoff-Copolymeren ausgewählt ist. Ein derartiges Entkopplungsmaterial erfüllt die an das Entkopplungsmaterial gestellten Anforderungen und ist insbesondere lackierbar.
  • Im Sinne dieser Erfindung wird unter Silicon im weitesten Sinne Polyorganosiloxane verstanden. Siliciumatome sind über Sauerstoffatome ketten- und/oder netzartig verknüpft, wobei die restlichen Valenzen des Siliciums durch organische Reste (z.B. Alkyl, Allyl, Alkenyl, Alkinyl), vorzugsweise Methylgruppen abgesättigt sind. Der Begriff Siloxane bezeichnet die Sauerstoffverbindungen des Siliziums der allgemeinen Formel H3Si-[O-Si H2]n-O-Si H3 (n = beliebige Zahl). Die jeweiligen Wasserstoffatome können durch organische Reste oder Halogen-Atome ersetzt sein. Silicone sind daher die entsprechenden Polymerisationsprodukte (Polyorganosiloxane) der Organosiloxane. Solche Siloxane entstehen bei der Kondensation von Silanolen oder direkt durch Hydrolyse der Chlorsilane.
  • Harnstoff im Sinne dieser Erfindung umfasst zum einen Harnstoff als solches oder dessen Derivate, wobei ein oder mehrere Wasserstoffahtome durch einen organischen Rest ersetzt sind.
  • Die erfindungsgemäßen Silicon-Harnstoff-Copolymeren oder Polysiloxan-Harnstoff-Copolymeren sind vorzugsweise Copolymere aus den Monomeren Harnstoff oder eines Harnstoffderivates sowie Silikon, vorzugsweise mit einem Anteil des Silcons höher als 70 %, insbesondere 80 % oder 90 % im Copolymer.
  • Erfindungsgemäß eingeschlossen sind daher solche Silikon-Harnstoff-Copolymeren, die Gegenstand der Patentanmeldung DE 196 54 556 A1 sind. In diesem Zusammenhang wird auf den gesamten Offenbarungsgehalt der genannten Druckschrift zurückgegriffen.
  • Das Entkopplungsmaterial kann dabei insbesondere ein von der Firma Wacker-Chemie GmbH, Wacker Silicones, 81737 München unter dem Handelsnamen Geniomer® vertriebenes elastisches Silikon-Harnstoff-Copolymer sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Membrane aus einer Aluminium-Legierung gebildet, die zumindest an der aktiven Fläche eine Acrylbeschichtung aufweist. Es hat sich herausgestellt, dass eine derartige Membrane zur Versendung und zum Empfangen von Ultraschallsignalen besonders geeignet ist. Dabei kann die Schichtdicke der Acrylbeschichtung im Bereich von 30 - 45 µm liegen, wobei in diesem Bereich das Sende- und Empfangsverhalten der Membrane wenn überhaupt, nur geringfügig negativ beeinträchtigt wird.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die aktive Fläche und die zwischen dem Gehäuse und der aktiven Fläche liegende Oberfläche des Entkopplungsmaterials eine ein- oder mehrlagige Lackschicht aufweist. Die Lackschicht auf der Membrane und dem Entkopplungsmaterial wird dabei vorteilhafterweise in einem Arbeitsgang aufgetragen. Bei Vorsehen mehrerer Lackschichten ist denkbar, dass eine Grundiermittelschicht, eine Basislackschicht und/oder eine Klarlackschicht vorhanden sein kann. Die Schichtdicke der Lackschicht ist vorteilhafterweise kleiner als 145 µm. Bei gut deckenden Lacken kann die Lackschicht auch wesentlich kleiner sein.
  • Die Aufgabe, einen Ultraschallsensor bereitzustellen, der sich vorteilhafterweise lackieren lässt, wird auch dadurch gelöst, das wenigstens der im Bereich der Sensorlängsachse liegende Oberflächenbereich der aktiv Fläche das an die Membrane und/oder an die aktiv Fläche angrenzende Entkopplungsmaterial in Richtung der Sensorlängsachse wenigstens geringfügig, insbesondere um 0,1 - 0,5 mm und insbesondere um etwa 0,3 mm überragt. Durch ein derartiges Überragen kann erreicht werden, dass keine Hinterschneidungen auftreten, die den Lackiervorgang behindern würden. Insofern wird ein Ultraschallsensor bereitgestellt, der vorteilhafterweise lackierbar ist.
  • Dabei ist denkbar, dass an der freien Oberfläche liegendes Entkopplungsmaterial das Gehäuse in Richtung der Sensorlängsachse zur aktiven Fläche hin überragt. Hierdurch wird erreicht, dass genügend Oberfläche zur Lackierung des Entkopplungsmaterials bereitgestellt wird. Ferner wird erreicht, dass das Entkopplungsmaterial die Membrane nicht nur gegen das Gehäuse des Ultraschallsensors dämmt, sondern auch an ein, im verbauten Zustand des Ultraschallsensors an das Entkopplungsmaterial angrenzendes, Fahrzeugteil. Insofern erfüllt dann das Entkopplungsmaterial eine Doppelfunktion.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist denkbar, dass das Gehäuse an der freien Oberfläche in einer orthogonal zur Sensorlängsachse liegenden Ebene an das Entkopplungsmaterial angrenzt. Hierdurch wird eine definierte Anlagefläche gebildet, an der der Ultraschallsensor an das Fahrzeugteil zum Anliegen kommen kann. Dabei ist zudem denkbar, dass auch die Oberfläche des Entkopplungsmaterials senkrecht zur Längsachse des Sensors verlaufen kann.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der an die aktiv Fläche und/oder die Membrane anschließende Bereich der freien Oberfläche des Entkopplungsmaterials im Wesentlichen orthogonal zur Sensorlängsachse verläuft. Auch hierdurch werden Kanten und Überschneidungen verhindert, die eine Lackierung des Sensors negativ beeinflussen würden.
  • Zur weiteren Verbesserung der Lackierung ist denkbar, dass der radial außen liegende und/oder an das Entkopplungsmaterial angrenzende Bereich der aktiven Fläche eine Verjüngung bzw. Anfasung aufweist. Die aktiv Fläche fällt dann in Richtung des Entkopplungsmaterials leicht ab. Vorteilhafterweise liegt der Neigungswinkel der Verjüngung bezüglich einer orthogonal zur Längsachse verlaufenden Ebene im Bereich von 20° bis 40° und insbesondere bei etwa 30°. Es hat sich herausgestellt, dass ein derartiger Neigungswinkel zum einen die Lackierfähigkeit des Ultraschallsensors verbessert und zum anderen keine oder nur geringfügig nachteilige Auswirkungen auf das Sende- und Empfangsverhalten des Ultraschallsensors hat.
  • Dabei ist denkbar, dass zwischen dem die Verjüngung aufweisenden Bereich und dem senkrecht zur Längsachse verlaufenden Bereich der aktiven Fläche eine Rundung vorgesehen ist. Die Rundung, die beispielsweise einen Radius von 0,5 mm aufweisen kann, dient ebenfalls zur Verbesserung der Lackierfähigkeit des Ultraschallsensors.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Entkopplungsmaterial durch Umspritzen der Membrane auf die Membrane aufgebracht werden. Das Entkopplungsmaterial kann dabei vorteilhafterweise die Membrane ring- oder hülsenartig umgeben.
  • Die Erfindung betrifft neben einem Ultraschallsensor auch das Entkopplungsmaterial, das ausgewählt ist aus Silikon-Harnstoff-Copolymeren, vorzugsweise Polydimethylsiloxan-Harnstoff-Copolymeren.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Lackierung der aktiven Fläche und der zwischen dem Gehäuse und der aktiv Fläche liegenden Oberfläche des Entkopplungsmaterials eines erfindungsgemäßen Sensors gelöst, das sich durch folgende Schritte auszeichnet:
    1. (a) Reinigen der Oberfläche der aktiven Sensorfläche und des daran angrenzenden zu lackierenden Entkopplungsmaterials derart, dass die Oberflächenqualität des Entkopplungsmaterials nicht negativ beeinflusst wird, und
    2. (b) Aufbringen einer Grundiermittelschicht, einer Basislackschicht und/oder einer Klarlackschicht auf die gereinigte Oberfläche.
  • Die Reinigung der Oberfläche kann dabei insbesondere durch Waschbenzin erfolgen. Ferner ist denkbar, die Reinigung in Waschautomaten durchzuführen, bei denen die zu lackierende Oberfläche mittels Hochdruck und entsprechenden, schonenden Waschmitteln gereinigt wird.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.
  • Die Figur zeigt einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ultraschallsensor 10, der ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 12 und eine schwingfähige, beispielsweise topfförmige Membrane 14 umfasst. Die Membrane (14) weist dabei einen dünnwandigen Boden 16 auf, dessen freie Fläche die aktiv Sensorfläche 18 des Sensors bildet. Zwischen der Membrane 14 und dem Gehäuse 12 ist Entkopplungsmaterial 20 vorgesehen. Das Entkopplungsmaterial ist dabei erfindungsgemäß aus Polydimethylsiloxan-Harnstoff-Copolymeren. Die Membrane 14 wird vorteilhafterweise von einer Aluminium-Legierung gebildet, die eine in der Figur nicht dargestellte Acrylschicht aufweist. Das Gehäuse 12 kann aus einem geeigneten Kunststoffmaterial sein.
  • Zur Lackierung der freien Oberfläche der aktiven Fläche 18 sowie der freien Oberfläche 22 des Entkopplungsmaterials 20 können die zu lackierenden Oberflächen zunächst gereinigt werden. Beim Reinigen ist darauf zu achten, dass Reinigungsmittel verwendet werden, die keine Silikonanteile aus dem Entkopplungsmaterial 20 herauslösen. Beispielsweise kann Waschbenzin Verwendung finden. Nach der Reinigung können die Oberflächen mit einem geeigneten Lack beziehungsweise mit einer Grundiermittelschicht, einer Basislackschicht und/oder einer Klarlackschicht lackiert werden.
  • Der gezeigte Ultraschallsensor 10 weist Geometrien auf, die ein Lackieren begünstigen.
  • Der im Bereich der Sensorlängsachse 24 liegende Oberflächenbereich 25 der aktive Fläche 18 überragt dabei das an die aktive Fläche 18 angrenzende Entkopplungsmaterial um einen Wert x, der insbesondere im Bereich von 0,3 mm liegt. Wie der Figur weiter zu entnehmen ist, überragt das an der freien Oberfläche liegende Entkopplungsmaterial 22 das Gehäuse 12 in Richtung der Sensorlängsachse 24 zur aktiven Fläche 18 hin um den Betrag y. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein großflächiger Abschnitt zum Lackieren zur Verfügung gestellt wird und dass der Sensor beziehungsweise dessen Entkopplungsmaterial direkt an ein Fahrzeugteil angebracht werden kann. Das Entkopplungsmaterial wirkt dann auch schwingungsdämpfend gegenüber dem in der Figur nicht gezeigten Fahrzeugteil.
  • Beim in der Figur dargestellten Sensor 10 grenzt das Gehäuse 12 in einer orthogonal zur Sensorlängsachse liegenden Ebene 26 an die freie Oberfläche 22 des Entkopplungsmaterials 20 an. Die freie Oberfläche des Gehäuses 12 liegt dabei ebenfalls in dieser Ebene 26.
  • Aus der Figur wird ferner deutlich, dass der sich an die aktive Fläche 18 und/oder die Membrane 16 anschließende Bereich 28 der freien Oberfläche 22 des Entkopplungsmaterials im Wesentlichen senkrecht zur Sensorlängsachse 24 verläuft. Wie bereits erwähnt, ist dieser Bereich 28 um den Wert x gegenüber dem Bereich 25 der aktiven Fläche 18 zurückversetzt.
  • Wie aus der Figur ferner deutlich wird, verjüngt sich der radial außen liegende und an das Entkopplungsmaterial 20 angrenzende Bereich 30 der aktiven Fläche 18 geringfügig. Der bezüglich einer orthogonal zur Sensorlängsachse verlaufenden Ebene gemessene Neigungswinkel α beträgt dabei ca. 30°. Zwischen dem die Verjüngung aufweisenden Bereich 30 und dem senkrecht zur Längsachse verlaufenden Bereich 25 der aktiven Fläche 18 ist eine Verrundung 32 vorgesehen, deren Radius ca. 0,5 mm beträgt.
  • Insbesondere aufgrund des um den Betrag x zurückversetzten Entkopplungsmaterials 20, der Verjüngung der aktiven Sensorfläche 18 im radial außen liegenden Bereich 30 sowie der Rundung 32 kann eine vorteilhafte Lackierung der aktiven Fläche sowie des Entkopplungsmaterials 20 erfolgen.

Claims (15)

  1. Ultraschallsensor (10) umfassend eine schwingfähige Sensormembrane (14) mit einer aktiven Sensorfläche (18) und ein Gehäuse (12), wobei wenigstens abschnittsweise zwischen dem Gehäuse (12) und der Membrane (14) ein Entkopplungsmaterial (20) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungsmaterial (20) aus Silicon-Harnstoff-Copolymeren, vorzugsweise Polydimethylsiloxan-Harnstoff-Copolymeren, ausgewählt ist.
  2. Ultraschallsensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (14) aus einer Aluminium-Legierung gebildet ist, die zumindest an der aktiven Fläche (18) eine Acrylbeschichtung aufweist.
  3. Ultraschallsensor (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Acrylbeschichtung im Bereich von 30 bis 45 µm liegt.
  4. Ultraschallsensor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Fläche (18) und die zwischen dem Gehäuse und der aktiven Fläche liegende Oberfläche (22) des Entkopplungsmaterials (20) eine ein- oder mehrlagige Lackschicht aufweist.
  5. Ultraschallsensor (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Lackschicht kleiner als 145 µm ist.
  6. Ultraschallsensor (10) umfassend eine schwingfähigen Sensormembrane (14) mit einer aktiven Sensorfläche (18) und ein Gehäuse (12), wobei wenigstens abschnittsweise zwischen dem Gehäuse (12) und der Membrane (14) ein Entkopplungsmaterial (20) vorgesehen ist, auch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der im Bereich der Sensorlängsachse (24) liegende Oberflächenbereich (26) der aktiven Fläche (18) das an die Membrane (14) und/oder an die aktive Fläche (18) angrenzende Entkopplungsmaterial (20) in Richtung der Sensorlängsachse wenigstens geringfügig (x), insbesondere um 0,1 mm bis 0,5 mm und insbesondere um etwa 0,3 mm überragt.
  7. Ultraschallsensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der freien Oberfläche liegendes Entkopplungsmaterial (20) das Gehäuse (12) in Richtung der Sensorlängsachse (24) zur aktiven Fläche (18) hin überragt (y).
  8. Ultraschallsensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) in einer orthogonal zur Sensorlängsachse liegenden Ebene (26) an die freie Oberfläche (22) des Entkopplungsmaterials (20) angrenzt.
  9. Ultraschallsensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der an die aktive Fläche (18) und/oder die Membrane (16) anschließende Bereich (28) der freien Oberfläche (22) des Entkopplungsmaterials im wesentlichen orthogonal zur Sensorlängsachse (24) verläuft.
  10. Ultraschallsensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radial außen liegende und/oder an das Entkopplungsmaterial (20) angrenzende Bereich der aktiven Fläche (18) eine Verjüngung (30) aufweist.
  11. Ultraschallsensor (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) der Verjüngung (30) bzgl. einer orthogonal zur Sensorlängsachse (24) verlaufenden Ebene (26) im Bereich von 20° bis 40° liegt und insbesondere etwa 30° beträgt.
  12. Ultraschallsensor (10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangbereich zwischen dem die Verjüngung (30) aufweisenden Bereich und dem senkrecht zur Längsachse verlaufenden Bereich (25) der aktiven Fläche eine Rundung (32) aufweist.
  13. Ultraschallsensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungsmaterial (20) durch Umspritzen auf die Membrane (14) aufgebracht ist.
  14. Entkopplungsmaterial (20) für einen Ultraschallsensors (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur mechanischen Entkopplung der schwingfähigen Sensormembrane (14) gegenüber dem Sensorgehäuse (12) und/oder einem Fahrzeugteil, ausgewählt aus Silicon-Harnstoff-Copolymeren, vorzugsweise Polydimethylsiloxan-Harnstoff-Copolymeren.
  15. Verfahren zur Lackierung der aktiven Fläche (18) und der zwischen dem Gehäuse (12) und der aktiven Fläche (18) liegenden Oberfläche des Entkopplungsmaterials (22) eines Sensors (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) Reinigen der Oberfläche der aktiven Sensorfläche (18) und des daran angrenzenden, zu lackierenden Entkopplungsmaterials (22, 28) derart, dass die Oberflächenaktivität des Entkopplungsmaterials (20) nicht negativ beeinflusst wird);
    b) Aufbringen einer Grundiermittelschicht, einer Basislackschicht und/oder einer Klarlackschicht auf die gereinigte Oberfläche.
EP06012928A 2005-08-08 2006-06-23 Ultraschallsensor, Entkopplungsmaterial für einen Ultraschallsensor und Verfahren zur Lackierung eines Ultraschallsensors Withdrawn EP1752967A1 (de)

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DE200510039093 DE102005039093A1 (de) 2005-08-08 2005-08-08 Ultraschallsensor, Entkopplungsmaterial für einen Ultraschallsensor und Verfahren zur Lackierung eines Ultraschallsensors

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EP06012928A Withdrawn EP1752967A1 (de) 2005-08-08 2006-06-23 Ultraschallsensor, Entkopplungsmaterial für einen Ultraschallsensor und Verfahren zur Lackierung eines Ultraschallsensors

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