EP4702376A1

EP4702376A1 - Verfahren zum verdeckten montieren eines ultraschallsensors an einem karosseriebauteil

Info

Publication number: EP4702376A1
Application number: EP24719497.0A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Gotzig; Paul-David Rostocki; Thomas Jung; Sebastian Neft; Christian Behtan; Uwe Kupfernagel
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2023-04-27
Filing date: 2024-04-11
Publication date: 2026-03-04
Also published as: DE102023110886A1; CN121014001A; JP2026513393A; WO2024223312A1; KR20250168472A

Abstract

Ein Verfahren zum verdeckten Montieren eines Ultraschallsensors (8) an einem 5 Karosseriebauteil (1) umfasst: Anordnen (S1) eines Dämpfungsmaterials (2) mit einer Öffnung (7) an einer Innenseite des Karosseriebauteils (1); Vormontieren (S2) des Ultraschallsensors (8) dergestalt, dass eine Ultraschallmembran (12) des Ultraschallsensors (8) innerhalb der Öffnung (7) des Dämpfungsmaterials (2) in flächigen Kontakt mit der Innenseite des Karosseriebauteils (1) kommt; Aufsetzen (S3) einer Saugglocke (14) auf das 10 Karosseriebauteil (1) mit dem daran angeordneten Dämpfungsmaterial (2) und dem vormontierten Ultraschallsensor (8) derart, dass eine Außenumfangswand (15) der Saugglocke (14) auf dem Dämpfungsmaterial (2) aufliegt und ein innenliegendes Auflageelement (17) der Saugglocke (14) auf dem Ultraschallsensor (8) aufliegt; und Herstellen (S4) eines Unterdrucks in der Saugglocke (14), wodurch sich die Saugglocke (14) 15 an dem Karosseriebauteil (1) festsaugt und das innenliegende Auflageelement (17) den Ultraschallsensor (8) gegen das Karosseriebauteil (1) drückt.

Description

VERFAHREN ZUM VERDECKTEN MONTIEREN EINES ULTRASCHALLSENSORS AN

EINEM KAROSSERIEBAUTEIL

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kraftfahrzeug-Ultraschallsensorik und spezieller ein Verfahren zum verdeckten Montieren eines Ultraschallsensors an einem Karosseriebauteil.

Kraftfahrzeuge werden mit Ultraschallsensoren ausgestattet, die verwendet werden, um eine Umgebung des Kraftfahrzeugs mittels ausgesendeter und empfangener reflektierter Ultraschallsignale zu vermessen und anhand der gemessenen Informationen über mögliche Reflexionsorte der Ultraschallsignale in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, die mögliche Hindernisse darstellen, eine Assistenzfunktionalität, wie teil- oder vollautonomes Einparken, eine Totwinkelassistenzfunktion, eine Türöffnungsassistenzfunktion und dergleichen, bereitzustellen. Die Ultraschallsensoren können dabei offen oder verdeckt montiert werden. Bei einer offenen Montage liegt eine Ultraschallmembran des offen montierten Ultraschallsensors in einer Öffnung in einem Karosseriebauteil frei. Bei einer verdeckten Montage ist die Ultraschallmembran mit dem Karosseriebauteil gekoppelt, und ein mit der Ultraschallmembran gekoppelter Abschnitt des Karosseriebauteils schwingt gemeinsam mit der Ultraschallmembran.

Die verdeckte Montage wird aus ästhetischen Gründen, aber auch zum besseren Schutz des Ultraschallsensors vor Umwelteinflüssen, bevorzugt.

Bei einem verdeckt montierten Ultraschallsensor ist es wichtig, dass die Ultraschallmembran blasenfrei bündig an dem Karosseriebauteil anliegt; andernfalls ist mit Fehlfunktionen des versteckt montierten Ultraschallsensors zu rechnen.

Beim verdeckten Montieren eines Ultraschallsensors an der Innenseite eines metallischen Karosseriebauteils, wie einer Fahrzeugtür oder einem Stoßfänger, können leicht Verwölbungen und Luftblasen zwischen der Ultraschallmembran und dem Karosseriebauteil entstehen. Um die notwendige Blasenfreiheit zu erzielen, kann der Sensor von Hand oder mit einem Werkzeug gegen das Metallbauteil gedrückt werden. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, dass eine Delle in dem Metallbauteil entsteht, wenn Kräfte von mehr als 5 kg (50 N) ausgeübt werden. Sollen höhere Kräfte ausgeübt werden, muss eine geeignete Gegenkraft bereitgestellt werden, was die Montage verkompliziert und die Gefahr von ästhetischen Schäden an der Außenseite des Karosseriebauteils birgt. Außerdem besteht bei einer derartigen Art der Montage keine Gewissheit, ob die erforderliche Kraft lange genug ausgeübt wurde, um Blasenfreiheit zu erreichen, so dass es unweigerlich zu Ausschuss kommt.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung als Aufgabe zugrunde, den Vorgang des verdeckten Montierens von Ultraschallsensoren an Karosseriebauteilen zu verbessern.

Demgemäß wird ein Verfahren zum verdeckten Montieren eines Ultraschallsensors an einem Karosseriebauteil vorgeschlagen, das umfasst: Anordnen eines Dämpfungsmaterials mit einer Öffnung an einer Innenseite des Karosseriebauteils; Vormontieren des Ultraschallsensors dergestalt, dass eine Stirnfläche eines Membrantopfes des Ultraschallsensors innerhalb der Öffnung des Dämpfungsmaterials in flächigen Kontakt mit der Innenseite des Karosseriebauteils kommt; Aufsetzen einer Saugglocke auf das Karosseriebauteil mit dem daran angeordneten Dämpfungsmaterial und dem vormontierten Ultraschallsensor derart, dass eine Außenumfangswand der Saugglocke auf dem Dämpfungsmaterial aufliegt und ein innenliegendes Auflageelement der Saugglocke auf dem Ultraschallsensor aufliegt; und Herstellen eines Unterdrucks in der Saugglocke, wodurch sich die Saugglocke an dem Karosseriebauteil festsaugt und das innenliegende Auflageelement den Ultraschallsensor gegen das Karosseriebauteil drückt.

Dadurch, dass Unterdrück herrscht und der Ultraschallsensor gegen das Karosseriebauteil gedrückt wird, kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die Ultraschallmembran blasenfrei an der der Innenseite des Karosseriebauteils anliegt.

Das Herstellen eines Unterdrucks kann auch als Herstellen eines Vakuums bezeichnet werden, wobei ein Vakuum kein absolutes Vakuum zu bezeichnen braucht, sondern ein relatives Vakuum ausreicht, solange innerhalb der Saugglocke ein Unterdrück gegenüber einem außerhalb der Saugglocke herrschenden Atmosphärendruck herrscht.

Insbesondere kann das Vakuum vorteilhafterweise etwaige Luftblasen zwischen der Membranoberfläche und dem Karosseriebauteil herausziehen. Zudem kann mittels des Unterdrucks eine deutlich höhere Andruckkraft als 50 N kontrolliert und gleichmäßig ausgeübt werden, ohne dass Beschädigungen zu befürchten sind. Dadurch kann vorteilhaft eine bündige, blasenfreie Kopplung zwischen einer Fläche der Ultraschallmembran und einer Innenfläche des Karosseriebauteils erzielt werden.

Infolge der verbesserten blasenfreien Kopplung zwischen Ultraschallmembran und Karosseriebauteil ergeben sich vorteilhafterweise verbesserte Betriebseigenschaften des Messsystems, das von dem Ultraschallsensor und dem daran gekoppelten Abschnitt des Karosseriebauteils gebildet wird, und das Messsystem kann exaktere, fehlerärmere Messdaten liefern.

Auch kann vorteilhafterweise eine Ausschussrate bei der Produktion von Baugruppen aus Karosseriebauteilen mit daran von innen verdeckt montierten Ultraschallsensoren verringert werden.

Insbesondere versteht sich, dass die Ultraschallhaube nach dem Andrücken des Ultraschallsensors gegen das Karosseriebauteil wieder auf Normaldruck gebracht und abgenommen werden kann. Demgemäß kann eine gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellten Baugruppe insbesondere das Karosseriebauteil, das daran angebrachte Dämpfungsmaterial, den, insbesondere durch die Wirkung des Vakuums, endmontierten Ultraschallsensor umfassen, nicht aber die Saugglocke, bei der es sich um ein Werkzeug zum Endmontieren handelt.

Das Karosseriebauteil kann beispielsweise eine Tür für ein Kraftfahrzeug, ein Seitenschweller für ein Kraftfahrzeug, ein Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug oder jedes andere Karosseriebauteil sein. Das Anordnen des Dämpfungsmaterials kann ein Anbringen des Dämpfungsmaterials an der Innenseite des Karosseriebauteils durch Verkleben oder dergleichen umfassen. Das Anordnen des Dämpfungsmaterials kann auch ein Urformen des Dämpfungsmaterials auf der Innenseite des Karosseriebauteils, beispielsweise durch Aufbringen einer Paste und nachträgliches Aushärten oder dergleichen umfassen. Das Dämpfungsmaterial kann rein beispielhaft Butyl umfassen. Dem Dämpfungsmaterial kommt insbesondere die vorteilhafte Funktion zu, im Betrieb des Ultraschallsensors Schwingungen desjenigen nicht gedämpften Abschnitts des Karosseriebauteils, der mit der Ultraschallmembran gekoppelt ist, gegen andere Abschnitte des Karosseriebauteils zu dämpfen, so dass die Baugruppe aus dem nicht gedämpften Karosseriebauteilabschnitt und der daran gekoppelten Ultraschallmembran klar definierte Schwingungsmoden und Eigenfrequenzen aufweisen kann. Die Öffnung kann mittig in dem Dämpfungsmaterial angeordnet sein.

Das Vormontieren des Ultraschallsensors kann umfassen, den Ultraschallsensor mit einem Haltewerkzeug in der für das in den Folgeschritten erfolgenden Andrücken erforderliche Position zu halten. Auch ist denkbar, ein Halteelement zu verwenden, das beispielsweise an dem Karosseriebauteil oder dem Dämpfungsmaterial angebracht ist, und in dem der Ultraschallsensor angebracht und dadurch vormontiert wird.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein adhäsives und schallleitendes Kontaktpad auf der Ultraschallmembran des Ultraschallsensors angeordnet und ist bei vormontiertem Ultraschallsensor in flächigem Kontakt mit der Innenseite des Karosseriebauteils.

Das adhäsive und schallleitende Kontaktpad kann vorteilhafterweise für eine dauerhafte blasenfreie akustische Kopplung der Ultraschallmembran mit der Innenseite des Karosseriebauteils sorgen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei hergestelltem Vakuum ein Druck von 150 N oder mehr, vorzugsweise von 200 N oder mehr, ganz besonders vorzugsweise von 250 N oder mehr, auf den Ultraschallsensors ausgeübt.

Demgemäß kann mit besonders hoher Gewissheit eine stabile, blasenfrei anliegende, Kopplung zwischen Ultraschallmembran und Innenfläche des Karosseriebauteils hergestellt und eine Ausschussrate weiter verringert werden.

Insbesondere können mit dem vorgeschlagenen Verfahren vorteilhafterweise Kräfte im genannten Bereich ausgeübt werden, ohne Beschädigungen des Karosseriebauteils oder des Ultraschallsensors zu riskieren.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Saugglocke einen in axialer Richtung beweglichen Zylinder auf, der bei aufgesetzter Saugglocke koaxial mit der Ultraschallmembran des Ultraschallsensors ausgerichtet ist und dessen dem Ultraschallsensor zugewandte Stirnfläche das innenliegende Auflageelement der Saugglocke bildet, das auf einer der Ultraschallmembran axial gegenüberliegenden Stirnfläche des Ultraschallsensors aufliegt.

Demgemäß kann bei gegebenem Unterdrück die Kraft, die beim Andrücken auf den Ultraschallsensor ausgeübt wird, klar definiert werden, insbesondere kann die gewünschte Kraft durch Anpassen des Durchmessers des beweglichen Zylinders geeignet kontrolliert und gewählt werden.

Insbesondere kann die Saugglocke eine axiale hohlzylinderförmige Öffnung aufweisen, in die der bewegliche Zylinder eingesetzt ist und gegen die der bewegliche Zylinder luftdicht schließt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Außenumfangswand der Saugglocke eine Tür auf, und die Saugglocke wird bei geöffneter Tür von der Seite über das Dämpfungsmaterial und den vormontierten Ultraschallsensor geschoben und sodann die Tür geschlossen. Das heißt, das Aufsetzen der Saugglocke auf das Karosseriebauteil mit dem daran angeordneten Dämpfungsmaterial und dem vormontierten Ultraschalsensor kann erfolgen, indem die Saugglocke von der Seite über das Dämpfungsmaterial und den Ultraschallsensor geschoben wird.

Demgemäß ist ein für das Aufsetzen der Saugglocke auf die Baugruppe aus Karosseriebauteil, Dämpfungsmaterial und vormontiertem Ultraschallsensor erforderlicher Platzbedarf reduziert und der Ultraschallsensor kann beispielsweise auch unter beengten Platzverhältnissen montiert werden, beispielsweise insbesondere auch dann, wenn das Karosseriebauteil bereits in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist.

Die Tür kann beispielsweise eine Schiebetür sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Vormontieren des Ultraschallsensors: Anbringen eines Halteelements für den Ultraschallsensor an dem Dämpfungsmaterial und Einsetzen des Ultraschallsensors in das Halteelement derart, dass die Ultraschallmembran innerhalb der Öffnung des Dämpfungsmaterials in flächigen Kontakt mit einer Innenseite des Karosseriebauteils kommt.

Das Halteelement ist insbesondere ein Element, das nach der Montage des Ultraschallsensors in der solchermaßen hergestellten Baugruppe aus Karosseriebauteil, Dämpfungsmaterial, Halteelement und Ultraschallsensor verbleibt.

Das Halteelement ermöglicht vorteilhafterweise ein einfaches Vormontieren des Ultraschallsensors und ermöglicht außerdem ein einfaches späteres Austauschen des Ultraschallsensors, beispielsweise im Falle eines Defekts. Hierzu kann der defekte Ultraschallsensor aus dem Halteelement entnommen und ein neuer Ultraschallsensor in das Halteelement eingesetzt werden und so dann kann erneut die Saugglocke verwendet werden, um den neuen Ultraschallsensor wiederum blasenfrei mit dem Karosseriebauteil zu koppeln. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Saugglocke ein weiteres innenliegendes Auflageelement auf, das bei aufgesetzter Saugglocke auf dem Halteelement aufliegt und bei hergestelltem Vakuum auf das Halteelement drückt.

Demgemäß wird in Ausführungsformen, die das Halteelement verwenden, vorteilhaft ein separater Arbeitsgang zum Andrücken des Halteelements an das Dämpfungsmaterial, wie etwa ein Rollieren, eingespart und das Halteelement kann in einem einzigen Arbeitsgang gemeinsam mit dem Ultraschallsensor gegen das Dämpfungsmaterial und das Karosserieelement gedrückt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das weitere innenliegende Auflageelement aus mehreren Säulen gebildet, die an mehreren Punkten auf dem Halteelement aufliegen, oder das weitere innenliegende Auflageelement ist durch einen Stempel gebildet, der vollflächig auf dem Halteelement aufliegt.

Unter "vollflächig aufliegen" ist zu verstehen, dass der Stempel eine parallel zu dem Karosseriebauteil verlaufende Fläche des Halteelements, wie beispielsweise einen Flanschabschnitt des Halteelements, nicht nur punktuell, sondern flächig, insbesondere zu mehr als 50 %, vorzugsweise zu mehr als 75 % bedeckt. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass die parallel zu dem Karosseriebauteil verlaufende Fläche des Halteelements vollständig bedeckt wird.

Mit einem vollflächig aufliegenden Stempel kann vorteilhafterweise ein gleichmäßigerer Druck auf das Halteelement ausgeübt werden als mit mehreren punktuell aufliegenden Säulen. Demgegenüber bieten die mehreren Säulen den Vorteil, dass mehr Platz innerhalb der Saugglocke verbleibt und das Aufsetzen der Saugglocke auf die Baugruppe aus Karosseriebauteil, Dämpfungsmaterial, Halteelement und Ultraschallsensor vereinfacht ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Ultraschallsensor ein zylinderförmiges Gehäusebauteil und einen in eine stirnseitige Öffnung des zylinderförmigen Gehäusebauteils eingesetzten zylinderförmigen Membrantopf auf, dessen Stirnfläche die Ultraschallmembran bildet; das Halteelement weist einen ersten hohlzylinderförmigen Abschnitt auf, dessen Innenkontur einer Außenkontur des zylinderförmigen Gehäusebauteils entspricht, weist einen zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitt auf, dessen Innenkontur einer Außenkontur des zylinderförmigen Membrantopfs entspricht und dessen Außenkontur einer Innenkontur der Öffnung entspricht, und weist einen Flanschabschnitt auf; das Halteelement wird derart an dem Dämpfungsmaterial angebracht, dass der Flanschabschnitt auf dem Dämpfungsmaterial aufliegt und der zweite hohlzylinderförmige Abschnitt in die Öffnung des Dämpfungsmaterials eingesetzt ist; und der Ultraschallsensor wird derart in das Halteelement eingesetzt, dass der Membrantopf bündig an dem zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitt des Halteelements anliegt und der zylinderförmige Gehäuseabschnitt bündig an dem ersten hohlzylinderförmigen Abschnitt des Halteelements anliegt.

Demgemäß sitzt der Ultraschallsensor vorteilhafterweise spaltfrei fest in dem Halteelement und das Halteelement sitzt vorzugsweise spaltfrei fest in der Öffnung des Dichtmaterials.

Der erste hohlzylinderförmige Abschnitt, der zweite hohlzylinderförmige Abschnitt und der Flanschabschnitt können einstückig, insbesondere einteilig, ausgebildet sein.

Gemäß einer Weiterbildung kann im Rahmen des Vormontierens nach dem Einsetzen des Ultraschallsensors in das Halteelement ein Halteclip auf die Baugruppe aus Halteelement und Ultraschallsensor aufgesetzt werden, der den Ultraschallsensor in dem Halteelement hält.

Der Halteclip kann eine Öffnung aufweisen, durch die im nachfolgenden Montageschritt das innenliegende Auflageelement der Saugglocke unter der Wirkung des Unterdrucks auf den Ultraschallsensor drückt. Alternativ hierzu kann im Montageschritt das innenliegende Auflageelement der Saugglocke auf den Halteclip und über den Halteclip auf den Ultraschallsensor drücken. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug mit einem Karosseriebauteil vorgeschlagen, an dem ein Ultraschallsensor gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren verdeckt montiert ist.

Die für das vorgeschlagene Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Kraftfahrzeug entsprechend.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht Schritte eines vorgeschlagenen Herstellungsverfahrens gemäß Ausführungsbeispielen;

Fig. 2 zeigt eine Baugruppe aus Karosseriebauteil, Dämpfungsmaterial, Halteelement und vormontiertem Ultraschallsensor gemäß Ausführungsbeispielen;

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer auf die Baugruppe aus Fig. 2 aufgesetzten Saugglocke gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer auf die Baugruppe aus Fig. 2 aufgesetzten Saugglocke gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer auf die Baugruppe aus Fig. 2 aufgesetzten Saugglocke gemäß einer Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels.

Fig. 6 zeigt eine Saugglocke gemäß einer weiteren Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels; und

Fig. 7 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einem verdeckt montierten Ultraschallsensor.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.

Fig. 1 veranschaulicht Schritte eines vorgeschlagenen Herstellungsverfahrens gemäß Ausführungsbeispielen. Fig. 2 zeigt eine Baugruppe aus Karosseriebauteil, Dämpfungsmaterial, Halteelement und vormontiertem Ultraschallsensor gemäß Ausführungsbeispielen. Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht einer auf die Baugruppe aus Fig. 2 aufgesetzten Saugglocke gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Es wird auf Fig. 1 bis Fig. 3 Bezug genommen.

Das Karosseriebauteil 1 ist ein blechförmiges Karosseriebauteil, wie beispielsweise ein Türblech oder ein Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs, wie etwas eines Automobils. In Schritt S1 des vorgeschlagenen Verfahrens wird ein Dämpfungsmaterial 2 in einem im Wesentlichen kreisförmigen Bereich des Karosseriebauteils 1 angeordnet. Das Dämpfungsmaterial 2 kann beispielsweise Butyl sein, das durch Adhäsion an dem Karosseriebauteil haftet. Das Dämpfungsmaterial 2 weist eine im Wesentlichen kreisförmige, mittige Öffnung 7 (Fig. 3) auf.

Sodann wird in Schritt S2 ein Halteelement 3 mit einem ersten hohlzylinderförmigen Abschnitt 4, einem Flanschabschnitt 5 und einem zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitt 6 (Fig. 3) an dem Dämpfungsmaterial 2 angebracht. Im Speziellen kann das Halteelement 3 mit dem Dämpfungsmaterial verklebt werden, und durch Rollieren des Flanschabschnitts 5 kann eine feste Verbindung des Halteelements 3 mit dem Dämpfungsmaterial 2 hergestellt werden. Hierbei sei darauf hingewiesen, dass gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das Halteelement 3 derart angeordnet wird, dass ein Innenumfang des zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitts 6 bündig an einem Innenumfang der mittigen Öffnung 7 des Dämpfungsmaterials 2 ausgerichtet ist.

Weiterhin wird in Schritt S2 ein Ultraschallsensor 8 in das Halteelement 3 eingesetzt. Der Ultraschallsensor 8 weist ein zylinderförmiges Gehäusebauteil 9 und einen in eine stirnseitige Öffnung des zylinderförmigen Gehäusebauteils 9 eingesetzten Membrantopf 10 auf. Eine Innenkontur des ersten hohlzylinderförmigen Abschnitts 4 des Halteelements 3 entspricht einer Außenkontur des zylinderförmigen Gehäusebauteils 9 des Ultraschallsensors 8, so dass diese bündig aneinander anliegen.

Auf eine Stirnseite 12 des Membrantopfs 10 des Ultraschallsensors 8, die eine Ultraschallmembran 12 des Ultraschallsensors 8 bildet, ist ein adhäsives und schallleitendes Kontaktpad 13 angebracht, beispielsweise aufgeklebt.

Mit dem Einsetzen des solchermaßen ausgestalteten Ultraschallsensors 8 in das Halteelement 3 ist ein Vorgang des Vormontierens des Ultraschallsensors 8 abgeschlossen. Die Ultraschallmembran 12 des Ultraschallsensors 8 ist innerhalb der mittigen Öffnung 7 des Dämpfungsmaterials in flächigem Kontakt mit der Innenseite des Karosseriebauteils 1 , und der zylinderförmige Gehäuseabschnitt 9 des Ultraschallsensors 9 wird in dem ersten hohlzylinderförmigen Abschnitt 4 des Halteelements 3 gehalten.

In diesem vormontierten Zustand bilden die Ultraschallmembran 12, das Kontaktpad 13 und ein mit diesem kontaktierter und nicht von dem Dämpfungsmaterial 2 bedeckter Abschnitt des Karosseriebauteils 1 eine schwingungsfähige Membran aus, die, beispielsweise mit einem nicht gezeigten Piezoelement, das an einer Innenseite der Ultraschallmembran 12 angebracht sein kann, in Schwingungen versetzt werden kann, um Ultraschallwellen auszusenden, oder eingehende Ultraschallwellen empfangen und von diesen in Schwingungen versetzt werden kann, wodurch die eingehenden Ultraschallwellen von dem Piezoelement registriert werden können. Das Dämpfungsmaterial 2 sorgt hierbei dafür, dass sich Schwingungen des mit dem Kontaktpad 13 kontaktierten Abschnitt des Karosseriebauteils 1 nicht in weitere Abschnitte des Karosseriebauteils 1 ausbreiten, und sorgt damit für definierte Eigenfrequenzen und Schwingungsmoden der schwingungsfähigen Membran.

Allerdings können in dem vormontierten Zustand noch Luftblasen zwischen der Ultraschallmembran 12 und dem Kontaktpad 13 und/oder zwischen dem Kontaktpad 13 und der Innenseite des Karosseriebauteils 1 vorhanden sein, die die Betriebseigenschaften des Ultraschallsensors 8 und der schwingungsfähigen Membran beeinträchtigen können.

Demgemäß wird in Schritt S3 eine Saugglocke 14 auf die in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigte Baugruppe aus Karosseriebauteil 1 mit dem daran angeordneten Dämpfungsmaterial 2 und dem vormontierten Ultraschallsensor 8 derart aufgesetzt, dass eine Außenumfangswand 15 der Saugglocke 14 auf dem Dämpfungsmaterial 2 aufliegt und mehrere innenliegende Auflageelemente 17 der Saugglocke 14 auf dem Ultraschallsensor 8 aufliegen. Insbesondere liegen die Auflageelemente 17 auf einer der Ultraschallmembran 12 axial gegenüberliegenden Stirnfläche 18 des Ultraschallsensors 8 auf.

Die Saugglocke 14 weist ferner einen Ansaugstutzen 16 auf, der über einen (nicht gezeigten) Schlauch mit einer (nicht gezeigten) Vakuumpumpe verbunden ist.

In Schritt S4 wird durch Abpumpen der Luft aus einem Inneren der Saugglocke 14 durch den Ansaugstutzen 16 und den Schlauch mithilfe der Vakuumpumpe ein Unterdrück (beispielsweise ein Vakuum) in der Saugglocke 14 hergestellt.

Dadurch saugt sich die Saugglocke an dem Karosseriebauteil 1 fest, das Vakuum saugt etwaige Luftblasen zwischen Ultraschallsensor 8 und Karosseriebauteil 1 ab, und die innenliegenden Auflageelemente 17 der Saugglocke drücken den Ultraschallsensor 18 gegen das Karosseriebauteil 1 . Es kann somit vorteilhafterweise eine feste, blasenfreie Kopplung zwischen Ultraschallmembran 12, Kontaktpad 13 und Karosseriebauteil 1 entstehen.

Hierbei kann die auszuübende Druckkraft durch Regulieren des Unterdrucks bzw. der Pumpleistung der Vakuumpumpe kontrolliert werden und die auszuübende Druckkraft wird gleichmäßig auf den gesamten Ultraschallsensor 8 ausgeübt.

Vorteilhafterweise kann durch Herstellen eines geeigneten Unterdrucks bzw. Vakuums in der Saugglocke 14 eine Druckkraft von 150 N, 200 N, 250 N oder mehr erreicht werden, ohne dass es zu Verformungen des Karosseriebauteils 1 kommt.

Es sei angemerkt, dass vorzugsweise der erste hohlzylinderförmige Abschnitt 4 und der zweite hohlzylinderförmigen Abschnitt 6 des Halteelements 3 nicht ringförmig um einen ganzen Umfang um das zylinderförmige Gehäusebauteil 9 bzw. den Membrantop 10 herum ausgebildet sind, sondern in wenigstens einer in Fig. 3 nicht gezeigten Schnittebene wenigstens einen vertikal verlaufenden Schlitz aufweisen, so dass der Schlitz einen Luftdurchgang zwischen dem Inneren der Saugglocke 14 und dem Membrantopf 10, dem Kontaktpad 19 und dem Karosseriebauteil 1 innerhalb der hohlzylinderförmigen Abschnitte 4 und 6 zulässt. Auf diese Weise kann das im Innern der Saugglocke 14 hergestellte Vakuum Luftblasen zwischen Membrantopf 10, Kontaktpad 19 und Karosseriebauteil 1 vorteilhaft absaugen.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer auf die Baugruppe aus Fig. 2 aufgesetzte Saugglocke gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die nachfolgende Beschreibung konzentriert sich auf die Unterschiede zwischen dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente und/oder Schritte werden ggf. nicht erneut beschreiben. Es wird auf Fig. 4 und Fig. 1 Bezug genommen.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich Ausgestaltungen des Halteelements 3 und der Saugglocke 14 von jenen der entsprechenden Elemente gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Zunächst wird die Saugglocke 14 des zweiten Ausführungsbeispiels beschreiben.

Die Saugglocke 14 weist eine axiale, hohlzylinderförmige Öffnung 20 auf, in die ein beweglicher Zylinder 19 eingesetzt ist. Eine dem Ultraschallsensor 8 zugewandte Stirnfläche 17 des beweglichen Zylinders 19 bildet ein innenliegendes Auflageelement 17 der Saugglocke 14 aus. Wenn mit der (nicht gezeigten) Vakuumpumpe Luft durch den Ansaugstutzen 16 aus dem Inneren der Saugglocke 14 abgesaugt wird, wird der bewegliche Zylinder 19 nach unten in Fig. 4 gezogen und drückt auf die Stirnfläche 18 des Ultraschallsensors 8.

Demgemäß wird vorteilhafterweise der Druck, der in Schritt S4 auf den Ultraschallsensor 8 ausgeübt wird, gleichmäßig über die gesamte Stirnfläche 18 des Ultraschallsensors 8 verteilt. Zusätzlich kann vorteilhafterweise die Kraft, die beim Andrücken auf den Ultraschallsensor 8 ausgeübt wird, genauer reguliert werden. Diese Kraft ist abhängig von dem Durchmesser des beweglichen Zylinders 19. Somit kann bei einer gegebenen Pumpleistung der Vakuumpumpe durch Wahl eines geeigneten Durchmessers des beweglichen Zylinders 19 die gewünschte Druckkraft klar definiert werden.

Die Saugglocke 14 weist außerdem weitere innenliegende Auflageelemente 21 auf, die als jeweilige Säulen 21 ausgebildet sind, die an mehreren Punkten auf dem Flanschabschnitt 5 des Halteelements 3 aufliegen. Demgemäß wird in Schritt S4 beim Abpumpen der Luft aus der Saugglocke 14 nicht nur der Zylinder 19 gegen den Ultraschallsensor 8 gedrückt, sondern die Saugglocke 14 drückt zusätzlich über die Säulen 21 auch auf das Halteelement 8. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann daher vorteilhafterweise in Schritt S2 ein Arbeitsgang des Andrückens oder Rollierens des Halteelements 3 an das Dichtungsmaterial 2 entfallen, und die Klebeverbindung des Halteelements 3 mit dem Dichtungsmaterial 2 kann in einem selben Arbeitsgang hergestellt werden, in dem die Ultraschallmembran 12 mit dem Karosseriebauteil 1 gekoppelt wird, nämlich durch Herstellen des Unterdrucks im Inneren der Saugglocke 14. Das Halteelement 3 des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich dadurch vom Halteelement 3 des ersten Ausführungsbeispiels, dass der zweite hohlzylinderförmige Abschnitt 6 des Halteelements 3 des zweiten Ausführungsbeispiels nicht bündig mit der mittigen Öffnung 7 des Dämpfungsmaterials angeordnet ist, sondern dass zweite hohlzylinderförmige Abschnitt 6 in die mittige Öffnung 7 des Dämpfungsmaterials 2 eingesetzt ist. Eine Außenkontur des zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitts 6 entspricht einer Innenkontur der mittigen Öffnung 7, so dass diese bündig aneinander anliegen. Eine Innenkontur des zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitts 6 entspricht einer Außenkontur des zylinderförmigen Membrantopfes 10 des Ultraschallsensors 8, so dass diese bündig aneinander anliegen. Es kann damit vorteilhaft ein noch festerer Sitz des Ultraschallsensors 8 in dem Halteelement 3 gewährleistet werden, da auch der Membrantopf 10 des Ultraschallsensors 8 nun noch besser in dem zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitt 6 des Halteelements 3 gehalten wird.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer auf die Baugruppe aus Fig. 2 aufgesetzte Saugglocke gemäß einer Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels. Es wird auf Fig. 5 und Fig. 1 Bezug genommen. Nach dem Vormontieren in Schritt S2 oder nach dem Herstellen des Vakuums nach Vollendigung von Schritt S4 ein Halteclip 1 1 von oben auf den hohlzylinderförmigen Abschnitt 6 des Halteelements 3 aufgesetzt werden, der den Ultraschallsensor 8 in dem hohlzylinderförmigen Abschnitt 6 des Halteelements 3 hält und fixiert, nachdem die Saugglocke 14 wieder abgenommen worden ist. Wird der Halteclip bereits vor dem Aufsetzen der Saugglocke 14 angebracht, so kann (nicht in Fig. 5 gezeigt) das innenliegende Auflageelement 17 der Saugglocke auf dem Halteclip aufliegen und in Schritt S4 über den Halteclip Druck auf die Stirnfläche 18 des Ultraschallsensors 8 ausüben, oder das innenliegende Auflageelement 17 kann, wie in Fig. 5 gezeigt, durch eine beispielsweise kreisförmige Öffnung des Halteclips 11 direkt auf einen mittigen Abschnitt der Stirnfläche 18 des Ultraschallsensors 8 aufliegen und darauf Druck ausüben, wohingegen ein Außenumfangsrand der Stirnfläche 18 von dem Halteclip 11 gehalten wird.

Fig. 6 zeigt eine Saugglocke 14 gemäß einer weiteren Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels. Die Saugglocke 14 der weiteren Weiterbildung gleicht der Saugglocke 14 des zweiten Ausführungsbeispiels oder dessen Weiterbildung und weist ebenfalls den beweglichen Zylinder 19 auf. Zusätzlich weist jedoch die Außenwand 15 der Saugglocke 14 der Weiterbildung eine Schiebetür 22 auf. Dies bietet den Vorteil, dass die Saugglocke 14 in Schritt S3 bei geöffneter Schiebetür 22 von der Seite über die in Fig. 2 gezeigte Baugruppe mit dem vormontierten Ultraschallsensor 8 geschoben werden und dadurch auf diese aufgesetzt werden kann und nicht von oben auf diese aufgesetzt zu werden braucht. Somit wird die verdeckte Montage des Ultraschallsensors 8 mit dem vorgeschlagenen Verfahren auch bei beengten Platzverhältnissen vereinfacht, wenn beispielsweise die Montage in einem Zustand erfolgt, in dem das Karosseriebauteil 1 bereits in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist.

Fig. 7 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 mit einem beispielsweise hinter einem Stoßfänger 101 (Beispiel für ein Karosseriebauteil 1 in Fig. 2) des Kraftfahrzeugs 100 verdeckt montierten Ultraschallsensor 8. Die Montage erfolgte gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren nach einem der Ausführungsbeispiele oder seiner Abwandlungen. Während die Ausgestaltung aus Fig. 6 sich bei einer Sichtinspektion nicht von einem Kraftfahrzeug mit einem auf herkömmliche Weise montierten Ultraschallsensor unterscheidet, ist damit zu rechnen, dass der Ultraschallsensor 8, der gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren verdeckt montiert wurde, fehlerärmer arbeitet, präzisere Messwerte liefert, und/oder dass bei der Herstellung einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen 100 oder einer Vielzahl von Stoßfängern 101 mit verdeckt montierten Ultraschallsensoren 8 sich eine geringere Ausschussrate ergibt.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.

Beide Ausführungsbeispiele zeigen, dass der Ultraschallsensor 8 mit Hilfe eines an dem Dämpfungsmaterial 2 angebrachten Halteelements 3 vormontiert wird. Diese Ausgestaltung ist jedoch nicht erforderlich. Das Halteelement 3 kann auch an dem Karosseriebauteil 1 angebracht sein, oder der Ultraschallsensor 8 kann auch mit einem nicht gezeigten Werkzeug, das nicht an dem Karosseriebauteil 1 oder dem Dämpfungsmaterial 2 angebracht ist, in Position gehalten werden; in letzterem Falle kann die Saugglocke 14 eine abgedichtete Durchführung zum Einführen des Werkzeugs aufweisen.

Die in der weiteren Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels gezeigte Schiebetür 22 kann auch eine Klapptür oder eine andere Art von Tür sein. Außerdem ist auch eine Abwandlung der Saugglocke 14 des ersten Ausführungsbeispiels mit einer Tür denkbar.

Im zweiten Ausführungsbeispiel wurden weitere innenliegende Auflageelemente 21 der Saugglocke 14, die auf dem Halteelement 3 aufliegen, als mehrere Säulen 21 beschrieben, die an mehreren Punkten auf den Flanschabschnitt 5 des Halteelements 3 drücken. Denkbar ist jedoch, statt der mehreren Säulen 21 einen Stempel (runder Stempel mit einer hohlzylinderförmigen mittigen Öffnung) auszubilden, der vollflächig im Wesentlichen auf dem gesamten freiliegenden Abschnitt des Flanschabschnitts 5 aufliegt. Demgemäß kann der Druck noch gleichmäßiger auf das Halteelement 3 ausgeübt werden.

Im zweiten Ausführungsbeispiel braucht der zweite zylinderförmige Abschnitt 6 des Halteelements 3 nicht notwendigerweise in die mittige Öffnung 7 des Dämpfungsmaterials 2 eingesetzt zu sein, sondern kann analog zum ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein und nur einen Abschnitt des Membrantopfs 10 oberhalb des Dichtungsmaterials 2 berühren. Umgekehrt kann auch im ersten Ausführungsbeispiel der zweite zylinderförmige Abschnitt 6 des Halteelements 3 wie im zweiten Ausführungsbeispiel in die mittige Öffnung 7 des Dämpfungsmaterials 2 eingeführt sein und den Membrantopf 10 in seiner gesamten aus dem zylinderförmigen Gehäusebauteil 9 herausstehenden Länge berühren.

Der Halteclip 11 der Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels kann auch bei einer Weiterbildung des ersten Ausführungsbeispiels verwendet werden. BEZUGSZEICHENLISTE

1 Karosseriebauteil

2 Dämpfungsmaterial

3 Halteelement

4 erster hohlzylinderförmiger Abschnitt

5 Flanschabschnitt

6 zweiter hohlzylinderförmiger Abschnitt

7 mittige Öffnung im Dämpfungsmaterial

8 Ultraschallsensor

9 zylinderförmiger Gehäuseabschnitt

10 Membrantopf

11 Halteclip

12 Ultraschallmembran, Stirnseite des Membrantopfes

13 Kontaktpad

14 Saugglocke

15 Außenwand der Saugglocke

16 Ansaugstutzen

17 innenliegendes Auflageelement

18 Stirnfläche des Ultraschallsensors, die der Ultraschallmembran axial gegenüberliegt

19 beweglicher Zylinder

20 hohlzylinderförmige Öffnung

21 weiteres innenliegendes Auflageelement

22 Schiebetür

100 Kraftfahrzeug

101 Stoßfänger

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum verdeckten Montieren eines Ultraschallsensors (8) an einem Karosseriebauteil (1), umfassend:

Anordnen (S1) eines Dämpfungsmaterials (2) mit einer Öffnung (7) an einer Innenseite des Karosseriebauteils (1),

Vormontieren (S2) des Ultraschallsensors (8) dergestalt, dass eine Ultraschallmembran (12) des Ultraschallsensors (8) innerhalb der Öffnung (7) des Dämpfungsmaterials (2) in flächigen Kontakt mit der Innenseite des Karosseriebauteils (1) kommt,

Aufsetzen (S3) einer Saugglocke (14) auf das Karosseriebauteil (1) mit dem daran angeordneten Dämpfungsmaterial (2) und dem vormontierten Ultraschallsensor (8) derart, dass eine Außenumfangswand (15) der Saugglocke (14) auf dem Dämpfungsmaterial (2) aufliegt und ein innenliegendes Auflageelement (17) der Saugglocke (14) auf dem Ultraschallsensor (8) aufliegt, und

Herstellen (S4) eines Unterdrucks in der Saugglocke (14), wodurch sich die Saugglocke (14) an dem Karosseriebauteil (1) festsaugt und das innenliegende Auflageelement (17) den Ultraschallsensor (8) gegen das Karosseriebauteil (1) drückt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein adhäsives und schallleitendes Kontaktpad (13) auf der Ultraschallmembran (12) des Ultraschallsensors (8) angeordnet ist und bei vormontiertem Ultraschallsensor (8) in flächigem Kontakt mit der Innenseite des Karosseriebauteils (1) ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei hergestelltem Unterdrück ein Druck von 150 N oder mehr, vorzugsweise von 200 N oder mehr, ganz besonders vorzugsweise von 250 N oder mehr, auf den Ultraschallsensor (8) ausgeübt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugglocke (14) einen in axialer Richtung beweglichen Zylinder (19) aufweist, der bei aufgesetzter Saugglocke (14) koaxial mit der Ultraschallmembran (12) des Ultraschallsensors (8) ausgerichtet ist und dessen dem Ultraschallsensor (8) zugewandte Stirnfläche das innenliegende Auflageelement (17) der Saugglocke (14) bildet, das auf einer der Ultraschallmembran axial gegenüberliegenden Stirnfläche (18) des Ultraschallsensors (8) aufliegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangswand (15) der Saugglocke (14) eine Tür (22) aufweist und die Saugglocke (14) bei geöffneter Tür (22) von der Seite über das Dämpfungsmaterial (2) und den vormontierten Ultraschallsensor (8) geschoben wird und sodann die Tür (22) geschlossen wird.

6. Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vormontieren (S2) des Ultraschallsensors (8) umfasst:

Anbringen eines Halteelements (3) für den Ultraschallsensor (8) an dem Dämpfungsmaterial (2) und

Einsetzen des Ultraschallsensors (8) in das Halteelement (3) derart, dass die Ultraschallmembran (12) innerhalb der Öffnung (7) des Dämpfungsmaterials (2) in flächigen Kontakt mit einer Innenseite des Karosseriebauteils (1 ) kommt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugglocke (14) ein weiteres innenliegendes Auflageelement (21 ) aufweist, das bei aufgesetzter Saugglocke (14) auf dem Halteelement (3) aufliegt und bei hergestelltem Unterdrück auf das Halteelement (3) drückt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere innenliegende Auflageelement aus (21 ) mehreren Säulen gebildet ist, die an mehreren Punkten auf dem Halteelement (3) aufliegen, oder das weitere innenliegende Auflageelement (21 ) durch einen Stempel gebildet ist, der vollflächig auf dem Halteelement (3) aufliegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor (8) ein zylinderförmiges Gehäusebauteil (9) und einen in eine stirnseitige Öffnung des zylinderförmigen Gehäusebauteils (9) eingesetzten zylinderförmigen Membrantopf (10) aufweist, dessen Stirnfläche die Ultraschallmembran (12) bildet, das Halteelement (3) ein hohlzylinderförmiges Halteelement ist, das einen ersten hohlzylinderförmigen Abschnitt (4) aufweist, dessen Innenkontur einer Außenkontur des zylinderförmigen Gehäusebauteils (9) entspricht, einen zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitt (6) aufweist, dessen Innenkontur einer Außenkontur des zylinderförmigen Membrantopfs (10) entspricht und dessen Außenkontur einer Innenkontur der Öffnung (7) entspricht, und einen Flanschabschnitt (5) aufweist, das Halteelement (3) derart an dem Dämpfungsmaterial (2) angebracht wird, dass der Flanschabschnitt (5) auf dem Dämpfungsmaterial (2) aufliegt und der zweite hohlzylinderförmige Abschnitt (6) in die Öffnung (7) des Dämpfungsmaterials (2) eingesetzt ist, der Ultraschallsensor (8) derart in das Halteelement (3) eingesetzt wird, dass der Membrantopf (10) bündig an dem zweiten hohlzylinderförmigen Abschnitt (6) des Halteelements (3) anliegt und der zylinderförmige Gehäuseabschnitt (9) bündig an dem ersten hohlzylinderförmigen Abschnitt (4) des Halteelements (3) anliegt.

10. Kraftfahrzeug (100) mit einem Karosseriebauteil (101 ), an dem ein Ultraschallsensor

(8) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 verdeckt montiert ist.