WO2010139488A1 - Ultraschallwandler mit einem entkopplungsring und montageverfaren - Google Patents

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Hans-Wilhelm Wehling
Thomas Jung
Daniel Kuhnle
Uwe Kupfernagel
Christian Frischmann
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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    • G01S2015/937—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details

Definitions

  • the invention relates to an ultrasonic transducer with a decoupling ring and method for mounting, or for installation of the ultrasonic transducer in parts of a vehicle body, according to the preamble of the main claim and the dependent claims.
  • Each ultrasonic transducer emits an ultrasonic signal, which is reflected by a possible obstacle and can be received by the same ultrasonic transducer and / or by other ultrasonic transducers.
  • a material layer is produced which consists of a film.
  • the film is first provided with a protective layer which is removed prior to assembly. This film is also preformed so that it can be connected to a decoupling material comprising the membrane.
  • the decoupling ring may only be mounted in the bumper of an unpainted ultrasonic transducer prior to assembly, or that it may be mounted after painting by refinishers themselves.
  • the assembly is made by hand or in a special device, but it should be noted that the decoupling ring is very soft and therefore it may happen that the decoupling ring by deformations after packing, transport, unpacking or mounting in the bumper not can rest flush with the housing of the ultrasonic transducer. It has been proven by experiments that water can collect in small gaps between the decoupling ring and the housing of the ultrasonic transducer and this can lead to false signals at low temperatures. Furthermore, such a ner gap also be responsible for the fact that the sound radiation to the rear, opposite to the intended direction of radiation, can be too large.
  • the invention is based on an ultrasonic transducer for a motor vehicle with a decoupling ring in the region of the housing bottom of the ultrasonic transducer, which may be part of a distance or environment detection system for a parking assistance system in a vehicle, for example.
  • the separately produced decoupling ring can be attached to the housing of the ultrasonic transducer by means of a permanent gap-free connection technology before and / or after the assembly of the ultrasonic transducer to a part of the body of the motor vehicle in an advantageous manner.
  • the separately produced decoupling ring is connected to the housing of the ultrasonic transducer by means of a double-sided adhesive tape.
  • the separately produced decoupling ring is connected to the housing of the ultrasonic transducer by means of a liquid adhesive prior to assembly of the ultrasonic transducer or that the separately prepared decoupling ring with the housing of the ultrasonic transducer by means of a printed on the decoupling ring or on the housing bottom adhesive and a thermal impression is connected prior to assembly of the ultrasonic transducer.
  • the separately produced decoupling ring with the housing of the ultrasonic transducer before mounting the ultrasonic transducer with a cover sheet still present on one side can be connected as protection against contamination or the separately prepared decoupling ring is connected to the housing of the ultrasonic transducer in the membrane by means of a clamp before assembly connected to the ultrasonic transducer.
  • the clamping can be effected, for example, by making the decoupling ring initially oval and then pressing it onto the annular membrane is then clamped, starting from the oval starting position to the round shape of the decoupling ring.
  • the position of the decoupling ring can not shift when the mountable decoupling ring, usually a decoupling ring, is attached to the housing of the ultrasonic transducer. It can thus be made possible a permanent connection over the entire operating time of the ultrasonic transducer on the vehicle.
  • the attachment of the decoupling ring with the proposed double-sided adhesive tape is preferably integrated into the assembly devices customary today, either in series production of the motor vehicle or in the paint shop.
  • the housing of the ultrasonic transducer is provided with a double-sided adhesive tape and it is added during the manufacturing process of the vehicle, the decoupling ring to the other side of the double-sided adhesive bonding surface.
  • the adhesive tape is glued to the housing in the manufacture of the ultrasonic transducer, but on the side of the decoupling ring, the cover or protective film on the adhesive surface is not initially removed. This will then deduct the painter before mounting in the bumper itself and then mount the decoupling ring and press.
  • the double-sided adhesive tape can for example consist of a base film, a printed, the geometry of the housing and the decoupling ring corresponding adhesive surface and protective films and transported by means of perforated tape in an automatic assembly machine in a mounting situation on the housing of the ultrasonic transducer.
  • FIG. 1 shows a partial section through an ultrasonic transducer according to the invention with a decoupling ring.
  • Figure 2 is a detail section of the ultrasonic transducer according to the figure 1 with a double-sided adhesive tape between the housing of the ultrasonic transducer and the decoupling ring.
  • FIG 3 shows a manufacturing step for attaching the decoupling ring to the housing with a double-sided adhesive tape.
  • FIG. 4 shows an adhesive tape with punchable adhesive surfaces and perforated strips for feeding in an automatic assembly machine according to FIG. 3.
  • FIG. 1 schematically shows a conventional ultrasonic transducer 1 with a housing 2 and a decoupling ring 3, which is held on the housing 2 via an adhesive surface 4 that is adhesive on both sides.
  • the ultrasound transducer 1 has a membrane 11, which is not explained here in more detail, which must be decoupled to an installation situation via the decoupling ring 3 in terms of vibration.
  • the ultrasonic transducer 1 is, for example, part of a distance or surroundings detection system for a parking assistance system in a vehicle and is usually arranged in the bumper of the vehicle.
  • FIG. 2 shows, in particular, the adhesive surface 4 in a detail section in the region of a housing bottom 12 of the housing 2.
  • an assembly step for producing an installation arrangement with the ultrasound transducer 1 according to the preceding figures can be taken.
  • a provided with the double-sided adhesive surfaces 4 adhesive tape 5 is here freed on both sides of protective films 6 and the housing 2 of the ultrasonic transducer 1 is in the direction of an arrow 7 by a Drilled hole 8 in the adhesive surfaces 4 and the decoupling ring 3 is pressed in the direction of an arrow 9 against it.
  • the adhesive tape 5 still has perforated strips 10 for transport in the assembly device, so that herewith a fully or semi-automatic assembly of the ultrasonic transducer 1 can be carried out.

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Abstract

Es wird ein Ultraschallwandler (1) für ein Fahrzeug mit einem Entkopplungsring (3) im Bereich des Gehäusebodens des Ultraschallwandlers (1) vorgeschlagen, bei dem der separat hergestellte Entkopplungsring (3) mit dem Gehäuse (2) des Ultraschallwandlers (1) mittels einer dauerhaften spaltfreien Verbindungstechnik vor und/oder nach der Montage des Ultraschallwandlers (1 ) an ein Teil der Karosserie des Fahrzeugs mittels einer doppelseitig klebbaren Klebefläche (4) anfügbar ist.

Description

Beschreibung
Ultraschallwandler mit einem Entkopplungsring und Montageverfahren
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Ultraschallwandler mit einem Entkopplungsring und Verfahren zur Montage, bzw. zum Einbau des Ultraschallwandlers in Teile einer Fahrzeugkarosserie, nach der Gattung des Hauptanspruchs und der Nebenansprüche.
Bei bisher üblichen Einbauanordnungen für Ultraschallwandler, wie zum Beispiel bei ultraschallbasierenden Umfelderkennungssystemen für Einparkhilfen für Fahrzeuge, werden mindestens ein Ultraschallwandler oder mehrere vorzugsweise in der vorderen und/oder hinteren Stoßstange eines Kraftfahrzeuges verbaut. Jeder Ultraschallwandler sendet dabei ein Ultraschallsignal aus, welches von einem möglichen Hindernis reflektiert wird und von dem gleichen Ultraschallwandler und oder von weiteren Ultraschallwandlern empfangen werden kann.
Damit der Empfänger des aussendenden Ultraschallwandlers nicht durch das eige- ne ausgesendete Signal oder durch andere Ultraschallwandler gestört wird, sollte schwingende Ultraschallwandler gegen die harte Umgebung physikalisch entkoppelt, das heißt beispielsweise weich getrennt werden. Diese kann z. B. mit einem Entkopplungsring mit speziellen Härteeigenschaften erfolgen, wobei heutige Entkopplungsringe in der Regel aus Silicon oder anderen Gummimischungen bestehen. Beispielsweise ist aus der DE 102 37721 A1 bekannt, dass eine Einbauvorrichtung zum schwingungsgedämpften Einbau eines solchen Wandlers eine elastische Entkopplungsvorrichtung aufweist, die zwischen dem Sensor und dem den Sensor aufnehmenden Bauelement angeordnet ist. Hierbei ist eine besondere Materialeigen- schaft der Entkopplungsvorrichtung vorgesehen, die eine dauerhaft gute Entkopplung zwischen der Sensoreinrichtung und dem aufnehmenden Bauelement gewährleisten soll.
Aus der DE 102006 027 594 A1 ist auch bekannt, dass auf einem Gehäuseboden für einen Ultraschallwandler eine Materialschicht hergestellt wird, die aus einer Folie besteht. Die Folie wird zunächst mit einer Schutzschicht versehen, die vor der Montage entfernt wird. Diese Folie ist auch so vorgeformt, dass sie mit einem Entkopplungsmaterial, das die Membran umfasst, verbunden werden kann.
An sich ist es auch bekannt, dass, wie eingangs erwähnt, bei solchen Ultraschallwandlern einer schwarzer, grauer oder transparenter Entkopplungsring montiert wird. Bei der bisher üblichen Fertigungsweise wird der Entkopplungsring mit angespritzt und ist deshalb immer in der richtigen Fügeposition. Ein solcher bekannter Entkopplungsring ist kein Einzelteil und kann deshalb nicht verloren gehen. Weiterhin gab es bei dieser bekannten Anordnung auch keine sogenannten Eisbrücken bei einer Anordnung in Stoßfängern eines Kraftfahrzeugs im Winter durch Spaltbildung.
Bei zukünftigen Fertigungsverfahren ist jedoch gefordert, dass der Entkopplungsring eventuell erst vor der Montage in den Stoßfänger bei einem nicht lackierten Ultraschallwandler montiert wird oder nach dem Lackieren von Lackierer selber montiert wird. Die Montage wird dabei per Hand oder in einer speziellen Vorrichtung vorgenommen, wobei allerdings zu beachten ist, dass der Entkopplungsring sehr weich ist und es daher vorkommen kann, dass der Entkopplungsring durch Verformungen nach dem Verpacken, Transport, Auspacken oder der Montage in den Stoßfänger nicht bündig am Gehäuse des Ultraschallwandlers anliegen kann. Es ist durch Versuche bewiesen, dass sich in kleinen Spalten zwischen dem Entkopplungsring und dem Gehäuse des Ultraschallwandlers Wasser sammeln kann und dieses bei Mi- nustemperaturen zu Fehlsignalen führen kann. Des Weiteren kann ein solcher klei- ner Spalt auch dafür verantwortlich sein, dass die Schallabstrahlung nach hinten, entgegengesetzt zur gewollten Abstrahlrichtung, zu groß werden kann.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung geht von einem Ultraschallwandler für ein Kraftfahrzeug mit einem Entkopplungsring im Bereich des Gehäusebodens des Ultraschallwandlers aus, der zum Beispiel Bestandteil eines Abstands- oder Umfelderkennungssystems für ein Parkassistenzsystem bei einem Fahrzeug sein kann. Gemäß der Erfindung ist der separat hergestellte Entkopplungsring an das Gehäuse des Ultraschallwandlers mittels einer dauerhaften spaltfreien Verbindungstechnik vor und/oder nach der Montage des Ultraschallwandlers an ein Teil der Karosserie des Kraftfahrzeugs in vorteilhafter Weise anfügbar.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der separat hergestellte Entkopplungsring mit dem Gehäuse des Ultraschallwandlers mittels ei- nes doppelseitig klebbaren Klebebandes verbunden.
Es ist auch möglich, dass der separat hergestellte Entkopplungsring mit dem Gehäuse des Ultraschallwandlers mittels eines flüssigen Klebers vor der Montage des Ultraschallwandlers verbunden ist oder dass der separat hergestellte Entkopplungsring mit dem Gehäuse des Ultraschallwandlers mittels eines auf den Entkopplungsring oder auf den Gehäuseboden aufgedruckten Klebers und einer thermischen Anprägung vor der Montage des Ultraschallwandlers verbunden ist.
Alternativ kann auch der separat hergestellte Entkopplungsring mit dem Gehäuse des Ultraschallwandlers vor der Montage des Ultraschallwandlers mit einer einseitig noch vorhandenen Deckfolie als Schutz vor Verunreinigungen verbunden werden oder der separat hergestellte Entkopplungsring wird mit dem Gehäuse des Ultraschallwandlers im Bereich der Membran mittels einer Klemmung vor der Montage des Ultraschallwandlers verbunden. Die Klemmung kann zum Beispiel dadurch bewirkt werden, dass der Entkopplungsring zu- nächst oval hergestellt wird und dann auf die ringförmige Membran aufgedrückt wird und dann ausgehend von der ovalen Ausgangsposition zur runden Form des Entkopplungsrings geklemmt wird.
Mit der Erfindung ist somit auf einfache Weise erreicht, dass sich die Position des Entkopplungsrings nicht verschieben kann, wenn der montierbare Entkopp- lungsring, in der Regel ein Entkopplungsring, am Gehäuse des Ultraschallwandlers befestigt wird. Es kann somit eine dauerhafte Verbindung über die gesamte Betriebszeit des Ultraschallwandlers am Fahrzeug ermöglicht werden.
Bevorzugt wird die Befestigung des Entkopplungsrings mit dem vorgeschlagenen doppelseitig klebbaren Klebeband in die heute üblichen Montagevorrich- tungen integriert, entweder bei der Serienfertigung des Kraftfahrzeugs oder beim Lackierer.
Im ersten Fall wird das Gehäuse des Ultraschallwandlers mit einem doppelseitig klebbaren Klebeband versehen und es wird während des Herstellungsprozesses des Fahrzeugs der Entkopplungsring an die andere Seite der doppelsei- tig klebbaren Klebefläche angefügt.
In diesem Fall, bei dem der Ultraschallwandler extern beispielsweise bei einem Stoßfängerlieferanten lackiert würde, wird in der Fertigung des Ultraschallwandlers das Klebeband auf das Gehäuse aufgeklebt, aber auf der Seite des Entkopplungsrings wird die Deck- oder Schutzfolie auf der Klebfläche zunächst nicht abgezogen. Diese wird dann der Lackierer vor der Montage in den Stoßfänger selber abziehen und dann den Entkopplungsring montieren und andrücken.
Das doppelseitig klebbare Klebeband kann beispielsweise aus einer Grundfolie, einer bedruckten, der Geometrie des Gehäuses und des Entkopplungsrings entsprechenden Klebefläche und Schutzfolien bestehen und mittels Lochstreifen in einem Montageautomaten in eine Anbausituation am Gehäuse des Ultraschallwandlers transportiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ultraschallwandler mit einem Entkopplungsring.
Figur 2 einen Detailschnitt des Ultraschallwandlers nach der Figur 1 mit einem beidseitig klebenden Klebeband zwischen dem Gehäuse des Ultraschallwandlers und dem Entkopplungsring.
Figur 3 einen Fertigungsschritt zum Anfügen des Entkopplungsrings an das Gehäuse mit einem beidseitig klebenden Klebeband.
Figur 4 ein Klebeband mit ausstanzbaren Klebeflächen und Lochstreifen für einen Vorschub in einem Montageautomaten nach der Figur 3.
Weg zur Ausführung der Erfindung
In Figur 1 ist schematisch ein an sich bekannter Ultraschallwandler 1 mit einem Gehäuse 2 und einem Entkopplungsring 3, gezeigt, der über eine beidseitig klebende Klebefläche 4 am Gehäuse 2 gehalten ist. Der Ultraschallwandler 1 weist im unteren Teil eine hier nicht näher erläuterte Membran 11 auf, die zu einer Einbausituation über das Entkopplungsring 3 schwingungsmäßig entkoppelt werden muss. Der Ultraschallwandler 1 ist zum Beispiel Bestandteil eines Abstands- oder Umfelderkennungssystems für ein Parkassistenzsystem bei einem Fahrzeug und wird in der Regel im Stoßfänger des Fahrzeugs angeordnet. Figur 2 zeigt insbesondere die Klebefläche 4 in einem Detailschnitt im Bereich eines Gehäusebodens 12 des Gehäuses 2.
Aus Figur 3 ist in Verbindung mit Figur 4 ein Montageschritt zur Herstellung ei- ner Einbauanordnung mit dem Ultraschallwandler 1 nach den vorhergehenden Figuren entnehmbar. Ein mit den doppelseitig klebenden Klebeflächen 4 versehenes Klebeband 5 wird hier beidseitig von Schutzfolien 6 befreit und das Gehäuse 2 des Ultraschallwandlers 1 wird in Richtung eines Pfeiles 7 durch eine Bohrung 8 in den Klebflächen 4 gedrückt und der Entkopplungsring 3 wird in Richtung eines Pfeiles 9 dagegen gedrückt.
Das Klebeband 5 weist zum Transport in der Montagevorrichtung noch Lochstreifen 10 auf, sodass hiermit eine voll- oder halbautomatische Montage des Ultraschallwandlers 1 durchführbar ist.

Claims

Ansprüche
1. Ultraschallwandler (1) für ein Fahrzeug mit einem Entkopplungsring (3) im Bereich eines_Gehäusebodens (12) des Ultraschallwandlers (1), dadurch gekennzeichnet, dass der separat hergestellte Entkopplungsring (3) an das Gehäuse (2) des Ultraschallwandlers (1) mittels einer dauer- haften spaltfreien Verbindungstechnik vor und/oder nach der Montage des Ultraschallwandlers (1) anfügbar ist.
2. Ultraschallwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der separat hergestellte Entkopplungsring (3) mit dem Gehäuse (2) des Ultraschallwandlers (1) mittels einer doppelseitig klebbaren Klebefläche (4) vor und/oder nach der Montage des Ultraschallwandlers (1) verbunden ist.
3. Ultraschallwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der separat hergestellte Entkopplungsring (3) mit dem Gehäuse (2) des Ultraschallwandlers (1) mittels eines flüssigen Klebers vor der Montage des Ultraschallwandlers (1) verbunden ist.
4. Ultraschallwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der separat hergestellte Entkopplungsring (3) mit dem Gehäuse (2) des Ultraschallwandlers (1) mittels eines auf den Entkopplungsring (3) oder auf den Gehäuseboden (12)_aufgedruckten Klebers und einer thermischen Anprägung vor der Montage des Ultraschallwandlers (1) verbunden ist.
5. Ultraschallwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der separat hergestellte Entkopplungsring (3) mit dem Gehäuse (2) des UIt- raschallwandlers (1) mittels einer Klemmung vor der Montage des Ultraschallwandlers (1) verbunden ist.
6. Ultraschallwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der separat hergestellte Entkopplungsring (3) mit dem Gehäuse (2) des UIt- raschallwandlers (1) mittels der doppelseitig klebbaren Klebefläche (4) nach der Montage des Ultraschallwandlers (1) derart verbindbar ist, dass das Gehäuse (2) zunächst mit einem einseitig aufgebrachten Klebeband (5) mitsamt einer außen noch vorhanden Schutzfolie (6) hergestellt ist, die vor einer zeitlich späteren Montage des Entkopplungsrings (3) ent- fernbar ist.
7. Verfahren zum Einbau eines Ultraschallwandlers mit einem Entkopplungsring (3) im Bereich des Gehäusebodens (12) des Ultraschallwandlers (1 ) ein Teil der Karosserie des Fahrzeugs nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mit einer doppelseitig klebbaren Klebefläche (4) versehen wird und im Fall einer Auslieferung mit dem
Entkopplungsring (3) wird während der Montage der Entkopplungsring (3) an die andere Seite der doppelseitig klebbaren Klebefläche (4) angefügt.
8. Verfahren zum Einbau eines Ultraschallwandlers mit einem Entkopp- lungsring (3) im Bereich des Gehäusebodens (12) des Ultraschallwandlers (1) an ein Teil der Karosserie des Fahrzeugs nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mit einer doppelseitig klebbaren Klebefläche (4) unter Verbleib einer äußeren Deck- oder Schutzfolie (6) versehen wird und im Fall einer Auslieferung ohne den Entkopplungsring (3) wird vor der Montage des Gehäuses (2) des Ultraschallwandlers (1) an ein Teil der Karosserie des Fahrzeugs der Entkopplungsring (3) an die andere Seite der doppelseitig klebbaren Klebefläche (4) unter vorherigem Entfernen der Deck- oder Schutzfolie (6) angefügt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das doppelseitige Klebeband (5) aus bedruckten, der Geometrie des Gehäuses (2) und des Entkopplungsrings (3) entsprechenden Klebeflächen (4) und Deck- oder Schutzfolien (6) besteht und mittels Lochstreifen (10) in einem Montageautomaten in eine Anbausituation am Gehäuse (2) transportiert wird.
10. Anwendung eines Ultraschallwandlers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Ultraschallwandler (1) Bestandteil eines Abstands- oder Umfelderkennungssystems für ein Parkassistenzsystem bei einem Fahrzeug ist und der Entkopplungsring (3) ein schwarzer, grauer oder transparenter Entkopplungsring ist.
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