超聲波傳感器裝置和具有超聲波傳感器裝置的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于交通運輸工具的超聲波傳感器裝置(2)，其具有超聲波傳感器(6)和限制所述超聲波傳感器(6)的振動傳遞的振動限制環(huán)(9)，所述振動限制環(huán)(9)具有相對于其外輪廓(13)形狀不同的前端內(nèi)輪廓(14)。本發(fā)明還涉及一種具有所述超聲波傳感器裝置(2)的設(shè)備(1)。
【專利說明】超聲波傳感器裝置和具有超聲波傳感器裝置的設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及一種用于交通運輸工具的超聲波傳感器裝置，其具有超聲波傳感器和限制該超聲波傳感器的振動傳遞的振動限制環(huán)。此外本發(fā)明還涉及一種具有這種超聲波傳感器裝置的裝置。
[0002]已知的是，將超聲波傳感器安裝在交通運輸工具的保險杠處。在此已知一種可見的安裝方式。在這種安裝方式中，保險杠具有多個穿孔，超聲波傳感器延伸穿過穿孔并且向外開放地進行收發(fā)。
[0003]然而，另外還已知此類超聲波傳感器在保險杠處的一種遮蓋式的構(gòu)造方式。在此，超聲波傳感器安置在保險杠后面并且在前面完全地被保險杠或其材料所遮蓋。由于超聲波傳感器裝置直接固定在保險杠的內(nèi)側(cè)，所以超聲波傳感器裝置還幾乎直接連接在保險杠上，并且所有的超聲波越過保險杠到達(dá)外部。由此也將這種振動施加給了整個保險杠。因此出現(xiàn)了虛假回波和干擾振動，它們在測量時對發(fā)射器特征產(chǎn)生了強烈影響。于是，當(dāng)多個此類的傳感器安裝在保險杠上時，由于向保險杠上的振動傳遞，這些傳感器受到相互影響和干擾。
[0004]為了局部限制保險杠的振動以及由此導(dǎo)致的固體傳音，由DE4238924A1已知，超聲波傳感器中的限制環(huán)圍繞隱蔽式安裝的超聲波傳感器，借助限制環(huán)局部限制保險杠上的振動傳遞。此外，在限制環(huán)與超聲波傳感器之間設(shè)置有由柔軟材料制成的退耦環(huán)。
[0005]然而在已知的設(shè)計方案中規(guī)定，限制環(huán)被設(shè)計為圓形的，并且里面的孔也是圓形的。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種超聲波傳感器裝置和具有此類超聲波傳感器裝置的設(shè)備，借此超聲波傳感器向遮護件的振動傳遞受到限制，而且能夠明確地影響超聲波傳感器的發(fā)射特征。
[0007]所述技術(shù)問題通過一種根據(jù)獨立權(quán)利要求的超聲波傳感器裝置和設(shè)備得以解決。
[0008]按照本發(fā)明的用于交通運輸工具的超聲波傳感器裝置包括至少一個超聲波傳感器。所述超聲波傳感器裝置此外還包括振動限制環(huán)，該振動限制環(huán)圍繞著超聲波傳感器并且限制超聲波傳感器的振動傳遞。通過該振動限制環(huán)，超聲波振動向遮護件上的傳遞被有針對性地局部限制，超聲波傳感器裝置可安裝在該遮護件上，并且整個保險杠不再被激發(fā)振動或者振動在保險杠上的擴散被如此衰減，使得在該保險杠上的其他超聲波傳感器不會由此受到干擾。
[0009]振動限制環(huán)具有與其外輪廓不同的內(nèi)輪廓。通過這種獨立的輪廓設(shè)計，不僅可以進行振動限制，還能夠明確地影響超聲波傳感器的發(fā)射指向特征。由此，通過振動限制環(huán)實現(xiàn)了一種單一的多功能的部件。
[0010]優(yōu)選地規(guī)定，振動限制環(huán)具有無棱角的內(nèi)輪廓，該內(nèi)輪廓在兩條彼此垂直的軸線上具有不同的尺寸。
[0011]這兩條彼此垂直的軸線在振動限制環(huán)的平面中延伸。
[0012]因此針對無棱角的內(nèi)輪廓可以設(shè)計為橢圓形。還可以實現(xiàn)其他的具有多個徑向凸形的無棱角內(nèi)輪廓。這些凸形的半徑尤其可以是不同的。[0013]還可以規(guī)定，振動限制環(huán)具有帶棱角的內(nèi)輪廓，該內(nèi)輪廓在兩條彼此垂直的軸線上具有優(yōu)選不同的尺寸。在此例如可以設(shè)計為四邊形的內(nèi)輪廓。所述內(nèi)輪廓可以是矩形的或正方形的。然而還可以設(shè)計為其它帶棱角的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)例如可以具有三個角或五個角或更多個角。
[0014]通過這些不同的輪廓能夠以非常有針對性的并且明確的方式來限制超聲波傳感器的發(fā)射特征。
[0015]優(yōu)選地規(guī)定，振動限制環(huán)具有圓形的外輪廓。通過這種設(shè)計，振動限制環(huán)可以構(gòu)造得盡可能緊湊并且在其外輪廓上是旋轉(zhuǎn)對稱的。
[0016]特別有利的是，內(nèi)輪廓在振動限制環(huán)的厚度上是變化或改變的。對于這種設(shè)計，能夠以特別顯著的方式使超聲波傳感器在振動限制環(huán)的孔中進行接收，另一方面特別有效地實現(xiàn)振動限制和發(fā)射限制。
[0017]特別有利的是，內(nèi)輪廓在朝向超聲波傳感器的后側(cè)面上具有與超聲波傳感器的外輪廓相匹配的第一內(nèi)輪廓，所述第一內(nèi)輪廓沿振動限制環(huán)的厚度觀察轉(zhuǎn)入到在振動限制環(huán)的前側(cè)面上構(gòu)成的第二內(nèi)輪廓，其中所述第二內(nèi)輪廓相對于外輪廓是不同的。由此，在振動限制環(huán)的一個側(cè)面上基本上實現(xiàn)了特別有利地容納被引入的超聲波傳感器，而在另一個側(cè)面上實現(xiàn)了在限制發(fā)射特征方面特別匹配的內(nèi)輪廓的幾何形狀。這全都設(shè)置在一個非常平坦地構(gòu)造的、單一的部件、即振動限制環(huán)中。內(nèi)輪廓在后側(cè)面上優(yōu)選如此設(shè)計，使得在插入的超聲波傳感器與第一內(nèi)輪廓之間保留有構(gòu)造空間，在其中可安裝退耦環(huán)。優(yōu)選地規(guī)定，超聲波傳感器與退耦環(huán)能夠完全匹配地置于第一內(nèi)輪廓中。
[0018]振動限制環(huán)的后側(cè)面優(yōu)選設(shè)計為平坦的。
[0019]振動限制環(huán)的前側(cè)面優(yōu)選至少局部沿徑向傾斜，尤其向外下降傾斜。由此振動限制環(huán)沿徑向觀察向外逐漸變細(xì)。當(dāng)在其上安置有超聲波傳感器裝置的遮護件的內(nèi)側(cè)在安裝區(qū)域內(nèi)不是平坦的、而是具有一定隆起時，這尤其是有利的實施方式。通過該振動限制環(huán)的這種特殊的設(shè)計方案，使振動限制環(huán)可以盡可能靠近且完全平面地安裝在內(nèi)側(cè)上，使得能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的固定并且在遮護件后面實現(xiàn)構(gòu)造空間極為最小化的設(shè)計。
[0020]在振動限制環(huán)與超聲波傳感器之間優(yōu)選安置有已作用的退耦環(huán)。該退耦環(huán)可以由柔軟彈性的材料構(gòu)成、例如硅樹脂。
[0021]振動限制環(huán)優(yōu)選是由更硬的且剛性的材料構(gòu)成，并且尤其可以由陶瓷構(gòu)成。
[0022]優(yōu)選地規(guī)定，按照本發(fā)明的設(shè)備具有按照本發(fā)明的超聲波傳感器裝置或者其中有利的設(shè)計方案。所述設(shè)備還包括遮護件、尤其保險杠，超聲波傳感器裝置通過遮護件遮蓋地安裝固定在保險杠的內(nèi)側(cè)上。遮蓋式的安裝在上下文中意味著，超聲波傳感器裝置在正面完全被遮護件遮蓋并且超聲波傳感器穿過遮護件的材料進行收發(fā)。
[0023]振動限制環(huán)尤其直接固定、尤其粘接在遮護件的內(nèi)側(cè)上。通過本發(fā)明實現(xiàn)了，超聲波傳感器的隔膜的振動不會大面積地通過固定傳聲被傳送到遮護件上并且也不會以一個時間延遲返回到該隔膜中。通過圍繞傳感器、尤其是傳感器隔膜放置的振動限制環(huán)，可以將振動傳遞限制在超聲波傳感器前方的保險杠的局部區(qū)域中，并且同時通過不同的內(nèi)輪廓來定義發(fā)射特征。
[0024]通過振動限制環(huán)在遮護件上的貼靠面積的慣性和剛度以及通過振動限制環(huán)與遮護件的接觸類型、通過圍繞隔膜的振動限制環(huán)的幾何形狀，明顯降低了保險杠中的振動，并且在發(fā)射指向特性方面改善了粘接在后面的超聲波傳感器的功能。
[0025]穩(wěn)定環(huán)或振動限制環(huán)可以具有不同的幾何形狀和厚度。在此特別有利的是，振動限制環(huán)的材料具有較高的E模型，用于阻止更大的機械振動在遮護件內(nèi)的過臨界點耦合。振動限制環(huán)可以是整體結(jié)構(gòu)的一部分或者設(shè)計為單獨部件。振動限制環(huán)也可以是一種基本構(gòu)件，用于將轉(zhuǎn)換器或超聲波傳感器摩擦接合地安裝在遮護件的后面。通過振動限制環(huán)的這種特殊的設(shè)計方案，可以阻止聲場的旁波束(Nebenkeulen)和干擾振動。
[0026]本發(fā)明的其他特征由權(quán)利要求書、附圖和【專利附圖】

【附圖說明】得出。在說明書中前述特征和特征組合還有僅在附圖中單獨示出和/或僅在【專利附圖】

【附圖說明】中提及的特征和特征組合，不僅可以按相應(yīng)給出的組合使用，而且還可以按其他的組合或單獨地使用，只要不偏離本發(fā)明的框架。
[0027]以下接合附圖進一步闡釋本發(fā)明的實施例。在附圖中:
[0028]圖1示出剖切按照本發(fā)明的設(shè)備的第一實施例所得的剖面圖；
[0029]圖2示出剖切按照本發(fā)明的設(shè)備的第二實施例所得的剖面圖；
[0030]圖3示出根據(jù)第一實施例的振動限制環(huán)的后視圖；
[0031]圖4示出根據(jù)圖3的振動限制環(huán)的前視圖；
[0032]圖5不出根據(jù)圖3和圖4的振動限制環(huán)的剖視圖；
[0033]圖6示出根據(jù)另一個實施例的振動限制環(huán)的前視圖；
[0034]圖7示出根據(jù)另一個實施例的振動限制環(huán)的前視圖；
[0035]圖8示出根據(jù)另一個實施例的振動限制環(huán)的前視圖；和
[0036]圖9示出根據(jù)再另一個實施例的振動限制環(huán)的前視圖。
[0037]在附圖中相同或功能相同的元件設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記。
[0038]圖1示出設(shè)備I的剖面示意圖，該裝置具有超聲波傳感器裝置2，該超聲波傳感器裝置2遮蔽式地安裝在交通運輸工具的設(shè)計為保險杠3的遮護件的后方。超聲波傳感器裝置2在此固定在保險杠3的內(nèi)側(cè)4。尤其在此通過膠粘劑層5實現(xiàn)粘合。超聲波傳感器裝置2因此通過保險杠3在前側(cè)被完全覆蓋，使得超聲波傳感器裝置2的超聲波傳感器6穿過保險杠3進行收發(fā)。
[0039]超聲波傳感器6包括隔膜7，該隔膜7被設(shè)計為鍋形并且例如由鋁構(gòu)成。
[0040]隔膜7借助退耦環(huán)8在徑向上圍繞超聲波傳感器6的軸線A，該退耦環(huán)8由柔軟彈性的材料、例如硅樹脂構(gòu)成。
[0041]此外，超聲波傳感器裝置2包括振動限制環(huán)9，該振動限制環(huán)9 一體構(gòu)成并且例如由陶瓷制成。振動限制環(huán)9不僅圍繞隔膜7還圍繞退耦環(huán)8。在所示實施方式中規(guī)定，振動限制環(huán)9的前側(cè)面10和后側(cè)面11均構(gòu)成為平坦的。
[0042]重要的是，振動限制環(huán)9的外輪廓13具有與振動限制環(huán)9的第二前端內(nèi)輪廓14不同的形狀。在朝向超聲波傳感器2的后側(cè)面11上構(gòu)成的第一后端內(nèi)輪廓15可以在其形狀方面與外輪廓13相同。第一后端內(nèi)輪廓15尤其與退耦環(huán)8的外部幾何形狀相匹配并且因此還與超聲波傳感器6的隔膜7的外輪廓相匹配。在圖1所示的設(shè)計方案中，在超聲波傳感器裝置2的安裝位置處的內(nèi)側(cè)面4同樣設(shè)計為平坦的。
[0043]在圖2的同樣示出設(shè)備I的另一個實施例的剖面圖的設(shè)計方案中，保險杠構(gòu)成為彎曲的并且尤其內(nèi)側(cè)面4也相應(yīng)地呈弧形。[0044]為了在此還能夠?qū)⒊暡▊鞲衅餮b置2整個平面地固定在內(nèi)側(cè)面4上并且在軸線A的方向上實現(xiàn)盡可能結(jié)構(gòu)緊湊的設(shè)備1，則振動限制環(huán)9的前側(cè)面10被設(shè)計為至少局部傾斜的，使得振動限制環(huán)9沿徑向向外逐漸變細(xì)。
[0045]振動限制環(huán)9具有最大聞度或厚度12,該最大聞度或厚度12與退稱環(huán)8的最大聞度相當(dāng)。
[0046]在圖1和圖2中未示出但在另外的圖3至圖5中詳細(xì)說明的是，內(nèi)輪廓14和15是不同的，使得振動限制環(huán)9的整個內(nèi)輪廓在厚度12上是變化的。
[0047]在圖3中借助后側(cè)面11的視圖示出振動限制環(huán)9的實施例。兩條在附圖平面中延伸的彼此垂直重疊的軸線B和C在振動限制環(huán)9的中點M處相交。
[0048]可以看到，外輪廓13是旋轉(zhuǎn)對稱的。第一內(nèi)輪廓15同樣是旋轉(zhuǎn)對稱的并且與退耦環(huán)8的外部幾何形狀相匹配。因此可以實現(xiàn)隔膜7與退耦環(huán)8在由內(nèi)輪廓15限制的開口 16中的完全匹配的安置或完全匹配的引入。
[0049]在圖4中示出振動限制環(huán)9的前側(cè)面10的視圖?？梢钥吹剑诙?nèi)輪廓14被設(shè)計為無棱角的，然而與旋轉(zhuǎn)對稱的第一內(nèi)輪廓15是不同的。為了清晰起見在圖4中詳細(xì)圖
/Jn ο
[0050]在該實施例中，內(nèi)輪廓14 一方面設(shè)計相對于軸線B對稱，另一方面還相對于軸線C對稱。但是該內(nèi)輪廓14不具有旋轉(zhuǎn)對稱性。
[0051]根據(jù)圖5所示可以看到，內(nèi)輪廓在厚度12上是變化的并且從第一內(nèi)輪廓15過渡到第二內(nèi)輪廓14，其中在該實施例中通過不連續(xù)的階梯實現(xiàn)上述情況。
[0052]在圖6中借助前側(cè)面10的視圖示出振動限制環(huán)9的另外的實施例。在該設(shè)計方案中，第二內(nèi)輪廓14設(shè)計為矩形，其中所示的第一后端內(nèi)輪廓15又是旋轉(zhuǎn)對稱的。
[0053]圖7示出振動限制元件9的另一個圖示，其中前側(cè)面10的俯視圖示出四邊形的第二內(nèi)輪廓14，其中第一內(nèi)輪廓15又被設(shè)計為圓形的。
[0054]圖8示出振動限制環(huán)9的另一個實施例，其中在此根據(jù)前側(cè)面10的俯視圖示出另一種無棱角的第二內(nèi)輪廓14和圓形的第一內(nèi)輪廓15。
[0055]根據(jù)圖9所示的前側(cè)面10的另一個俯視圖規(guī)定，第二內(nèi)輪廓14具有多個凸形，這些凸形具有不同的半徑。
[0056]在實施例的所有實施方式中規(guī)定，外輪廓13在振動限制環(huán)9的厚度上是相同的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于交通運輸工具的超聲波傳感器裝置(2)，其具有超聲波傳感器(6)和限制所述超聲波傳感器(6)的振動傳遞的振動限制環(huán)(9)，其特征在于，所述振動限制環(huán)(9)具有相對于其外輪廓(13)形狀不同的前端內(nèi)輪廓(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器裝置(2)，其特征在于，所述振動限制環(huán)(9)具有無棱角的前端內(nèi)輪廓(14)，所述內(nèi)輪廓(14)在兩條彼此垂直的軸線(B，C)上具有不同的尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波傳感器裝置(2)，其特征在于，所述振動限制環(huán)(9)具有帶棱角的前端內(nèi)輪廓(14)，所述內(nèi)輪廓(14)尤其在兩條彼此垂直的軸線(B，C)上具有不同的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波傳感器裝置(2)，其特征在于，所述前端內(nèi)輪廓(14)是四邊形的。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的超聲波傳感器裝置(2)，其特征在于，所述振動限制環(huán)O)具有圓形的外輪廓(13)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的超聲波傳感器裝置(2)，其特征在于，所述內(nèi)輪廓(14，15)的走勢在所述振動限制環(huán)(9)的厚度(12)上是變化的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波傳感器裝置(2)，其特征在于，所述內(nèi)輪廓在朝向所述超聲波傳感器(6)的后側(cè)面(11)上具有與所述超聲波傳感器(6)的外部幾何形狀相匹配的第一后端內(nèi)輪廓(15)，所述第一后端內(nèi)輪廓(15)沿所述振動限制環(huán)(9)的厚度(12)觀察過渡為在所述振動限制環(huán)(9)的前側(cè)面(10)上構(gòu)成的第二前端內(nèi)輪廓(14)，其中，所述第二內(nèi)輪廓(14)相對于所述外輪廓(13)是不同的。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中 任一項所述的超聲波傳感器裝置(2)，其特征在于，所述振動限制環(huán)(9)的后側(cè)面(11)設(shè)計為是平坦的。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的超聲波傳感器裝置(2)，其特征在于，所述振動限制環(huán)(9)的前側(cè)面(10)至少局部沿徑向傾斜，尤其向外下降傾斜。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的超聲波傳感器裝置(2)，其特征在于，在所述振動限制環(huán)(9)和所述超聲波傳感器(6)之間安置有退耦環(huán)(8)。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的超聲波傳感器裝置(2)，其特征在于，所述振動限制環(huán)(9)由陶瓷制成。
12.—種設(shè)備(I)，其具有根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項所述的超聲波傳感器裝置(2)和遮護件、尤其保險杠(3)，在所述遮護件的內(nèi)側(cè)(4)被所述遮護件遮蓋地安裝固定著所述超聲波傳感器裝置(2)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備(I)，其特征在于，所述振動限制環(huán)(9)直接固定、尤其粘接在所述遮護件(3)的內(nèi)側(cè)(4)上。
【文檔編號】G01S7/521GK103619654SQ201280030128
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月20日
【發(fā)明者】H-W.韋林, J.韋蘭, N.韋伯, S.麥克斯 申請人:法雷奧開關(guān)和傳感器有限責(zé)任公司, 大眾汽車有限公司