CN102713666B - 超声波传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超声波传感器，其具有膜罐（1）、壳体（2）和去耦合元件（3），其中，所述膜罐（1）和所述壳体（2）分别具有一周面（4，5），所述去耦合元件（3）至少部分地由弹性材料构成，所述去耦合元件（3）具有贯穿的空槽（6），所述空槽通过所述去耦合元件（3）的内壁（7）限界，所述膜罐（1）和/或所述壳体（2）至少部分地布置在所述空槽（6）中。为了阻止声音通过在膜罐（1）和去耦合元件（3）之间和/或在壳体（2）和去耦合元件（3）之间的间隙传输，去耦合元件（3）的内壁（7）这样地通过弹性材料的收缩至少围绕所述膜罐（1）的周面（4）和/或涂敷在所述膜罐（1）的周面（4）上的漆层（11）和/或所述壳体的周面（5）的圆周地环绕所述膜罐（1）和/或所述壳体（2）的区域（8，9，10）被张紧，使得内壁（7）在该区域中齐平地贴靠在所述膜罐（1）的周面（4）和/或在所述膜罐（1）的周面（4）上涂敷的漆层（11）和/或所述壳体（2）的周面（5）上。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波传感器和一种超声波传感器系统。
背景技术
为了在膜罐（超声波发生器）和传感器壳体或者说保险杠中的传感器接收装置之间的声去耦合，通常使用硅树脂环作为去耦合元件。通过在膜罐和传感器壳体之间的布置，不仅应当避免寄生的声辐射，而且应当阻尼通过传感器膜传入的固体声。具有去耦合元件的超声波传感器在对比文件US 2009/019621A1、WO 2007/144047、DE 10237720A1、DE 10237721A1和DE 102007043500A1中描述。
但是通常不能保证，在去耦合元件和膜罐或者说壳体之间不存在供声音在轴向上进入并且导致功能干扰的间隙。尤其地，在装配之后，对去耦合元件和壳体之间的区域的视觉控制不再可行。这尤其是也适用于以下情况，即在可见侧该去耦合元件与膜罐齐平地封平。因此，出现这样的情况，即膜罐的声音通过间隙排出并且声音传播到不希望的空间中，如保险杠的后部空间。还存在以下可能性，即固体声不经历阻尼并且加强了无理由的声辐射的效果。不平整的面同样可能导致间隙。
发明内容
本发明的主题是一种超声波传感器，其包括膜罐、壳体和一个尤其是阻尼振动的去耦合元件，其中，膜罐和壳体分别具有周面，去耦合元件至少部分地由弹性材料构成，去耦合元件具有贯穿的空槽，空槽通过去耦合元件的内壁限界，膜罐和/或壳体至少部分地布置在空槽中。
按照本发明，去耦合元件的内壁这样地通过弹性材料的收缩至少围绕所述膜罐的周面和/或在所述膜罐的周面上涂敷的漆层和/或所述壳体的周面的圆周地环绕所述膜罐和/或所述壳体的区域被张紧，使得所述内壁在该区域中齐平地、即无间隙地贴靠在所述膜罐的周面和/或在所述膜罐的周面上涂敷的漆层和/或所述壳体的周面上。
这能够例如通过以下方式实现，去耦合元件在制造时构造有空槽，该空槽在尺寸上小于对于无膨胀地接收膜罐和/或壳体所需的尺寸。
以该方式能够在最终装配期间在去耦合元件和膜罐、漆层和/或壳体之间建立提前的形状锁合。因此去耦合元件形状锁合地、尤其是形状锁合且力锁合地与膜罐和/或漆层和/或壳体可拆卸地连接。
通过该措施能够避免不受限定地出现的余声、寄生的声辐射和进入的固体声，它们可能导致增加的传感器敏感性并且甚至导致错误回声。
去耦合元件的几何形状的优化此外也是有利的，因为传感器接收装置的几何形状的优化尤其是在保险杠中的被冲压或钻孔的孔形式的传感器接收装置中不能在没有不可忽视的技术上的更多耗费的情下实现。
在一种实施方式的范围中，膜罐的通过周面限定的外部尺寸小于壳体的通过周面限定的外部尺寸，其中，膜罐这样地布置/构造在所述壳体上和/或中，使得所述壳体具有一个环绕所述膜罐的、台阶形的盖面。在此，所述去耦合元件的内壁优选在第一区域中基本上与所述膜罐的周面互补地构成和/或在第二区域中基本上与所述壳体的台阶形的盖面互补地构成和/或在第三区域中基本上与所述壳体的周面的一个与所述壳体的台阶形的盖面相邻的区域互补地构成。这具有优点，即通过去耦合元件与膜表面的可从外部控制的齐平的配合能够保证在膜罐和壳体之间在后部空间中不设置能够影响超声波系统的正确功能的间隙。在本发明的范围中，“基本上互补”尤其是理解为，包括相对于空槽的较小尺寸的偏差以便实现收缩力。
膜罐和/或壳体和/或去耦合元件优选旋转对称地构成。尤其地，膜罐和/或壳体可以圆柱形或截锥形地构成。
膜罐可以除了周面外具有盖面。在该盖面和/或周面的与盖面相邻的区域上，该膜罐可以具有漆层。在该情况中，去耦合元件的内壁可以这样地通过弹性材料的收缩围绕膜罐的周面的圆周地环绕膜罐的、设有漆层的区域张紧，使得内壁在该区域中齐平地并且由此无间隙地贴靠在涂敷于膜罐周面上的漆层的至少一部分上。
在第一区域中，去耦合元件以空心圆柱或设有钻孔的截锥的形式构成。为了易化传感器的定位和装配，去耦合元件在第一区域中优选以设有钻孔的截锥的形式构成。
因此，在另一种实施方式的范围中，去耦合元件在第一区域中以设有钻孔的截锥的形式构成。
在另一种实施方式的范围中，去耦合元件在第三区域中以唇片的形式或以具有沿着旋转轴线的钻孔的旋转对称的物体的形式、例如以空心圆柱或设有钻孔的截锥的形式构成。通过该方式能够实现去耦合元件的更高的安装公差。此外，在第三区域中以具有沿着旋转轴线的钻孔的旋转对称的物体的形式构成的内壁的情况下，能够给出对壳体上的寄生振动的改善的减振，因为旋转对称的物体包括在壳体上的大区域。
在另一种实施方式的范围中，壳体的区域，在该区域中壳体的台阶形的盖面与壳体的周面相邻，以倒圆棱边的形式构成。去耦合元件的内壁在此尤其是在第四区域中基本上与壳体的倒圆棱边互补地构成。倒圆棱边的基圆被这样地选择，使得去耦合元件的与倒圆棱边互补的部分在到达去耦合元件的真正的正确位置之前位于壳体上。以该方式能够保证，在膜罐的周面和去耦合元件的内壁之间或者说在壳体的盖面和去耦合元件的支撑在该盖面上的基面之间的声音份额不能向侧面排出。
因此有利地阻止了在装配时去耦合元件在传感器边缘上的“坐置”并且去耦合元件在稍许的压力下滑动到正确位置中。
在另一种实施方式的范围中，去耦合元件的内壁的第一区域这样地通过弹性材料的收缩围绕膜罐的周面和/或涂敷在膜罐的周面上的漆层张紧，使得内壁至少在第一区域的环绕膜罐的部分中齐平地（无间隙地）贴靠在膜罐的周面和/或在膜罐的周面上涂敷的漆层上。
在另一种实施方式的范围中，去耦合元件的内壁的第三区域这样地通过弹性材料的收缩围绕壳体的周面张紧，使得内壁在该区域中齐平地（无间隙地）贴靠在壳体的周面上。唇片的几何设计这样地进行，即提供一定的预紧力，该预紧力保证唇片或者说具有沿着旋转轴线的钻孔的旋转对称物体支承在传感器壳体的拐角/棱边上。因此除了内壁的第二区域在壳体的台阶形的盖面上的轴向支承面外得到在径向上的附加分量。
在另一种实施方式的范围中，去耦合元件的内壁的第四区域这样地通过弹性材料的收缩围绕壳体的倒圆棱边张紧，使得内壁在该区域中齐平地（无间隙地）贴靠在壳体的倒圆棱边上。
尤其地，去耦合元件除了用于接收膜罐和/或壳体的空槽外不具有其它空槽。优选地，去耦合元件不具有从用于接收膜罐和/或壳体的空槽出发径向地穿过去耦合元件延伸的空槽。
在另一种实施方式的范围中，壳体的周面具有至少一个凹部并且所述去耦合元件的内壁具有至少一个凸起和/或所述壳体的周面具有至少一个凸起并且所述去耦合元件的内壁具有至少一个、尤其是不贯穿去耦合元件的凹部，以使所述去耦合元件与所述壳体卡锁。以该方式能够在避免形成间隙的情况下加强去耦合元件和膜罐或者说壳体之间的连接。
优选地，去耦合元件在其外侧不具有用于使去耦合元件与传感器接收装置卡锁的凹部和凸起。其原因在于，这样的卡锁可能有利于在去耦合元件和膜罐或者说壳体之间的间隙形成。
另一个主题是超声波传感器系统，其包括按照本发明的超声波传感器和用于接收超声波传感器的传感器接收装置。
传感器接收装置可以例如是机动车的保险杠。尤其地，传感器接收装置可以是机动车的设有空槽的保险杠。例如，传感器接收装置可以是设有空槽的保险杠，该保险杠包括用于改善对超声波传感器的接收的装配在空槽中的注塑件。
附图说明
按照本发明的情况的其它优点和有利的设计方案通过附图示出并且在下面的说明书中阐述。在此要注意，附图仅具有用于描述的特性并且不被想象成以任何形式限制本发明。其示出：
图1a示出通过按照本发明的超声波传感器的一种实施方式的横截面的一个放大的、示意性的部分；
图1b示出通过在图1a中示出的超声波传感器的缩小的、示意性的横截面；和
图2示出按照本发明的超声波传感器的另一种实施方式的放大的、示意性的横截面。
具体实施方式
图1a和1b示出按照本发明的超声波传感器的一种实施方式，它包括膜罐1、壳体2和去耦合元件3。膜罐1和壳体2在此分别具有周面4、5。在膜罐1的盖面20上并且在膜罐1的周面4的一部分上、尤其是在膜罐1周面4的与盖面20相邻的区域上涂敷漆层11。去耦合元件3至少部分地由弹性材料构成并且具有贯穿的空槽6，该空槽通过去耦合元件3的内壁7限界。膜罐1和壳体2在此至少部分地布置在空槽6中。去耦合元件3的内壁7在此这样地通过弹性材料的收缩围绕壳体2周面5的两个圆周地环绕壳体2的区域9、10并且围绕膜罐1周面4的一个圆周地环绕膜罐1的、设有漆层11的区域8张紧，使得内壁7在这些区域8、9、10中齐平地并且由此无间隙地贴靠在壳体2的周面5上并且贴靠在涂敷于膜罐1周面4上的漆层11上。
图1a和1b还示出，膜罐1的通过周面4限定的外部尺寸12小于壳体2的通过周面5限定的外部尺寸13。在此，膜罐1这样地布置在壳体2上，使得壳体2具有一个环绕膜罐1的、台阶形的、尤其是环形的盖面14。
此外，图1a和1b示出，去耦合元件3的内壁7在第一区域8中基本上与膜罐1的周面4互补、在第二区域15中基本上与壳体2的台阶形的盖面14互补并且在第三区域9中基本上与壳体2周面5的一个与壳体2的台阶形盖面14相邻的区域互补。
在第一区域8中，去耦合元件3以一个设有钻孔的截锥的形式构成。它尤其是用于易化传感器的定位和装配。在第三区域9中，去耦合元件3的内壁7以唇片17的形式构成。去耦合元件3的内壁7的第三区域9在此这样地通过弹性材料的收缩围绕壳体2的周面5张紧，使得内壁7在该区域9中齐平地（无间隙地）贴靠在壳体2的周面5上。
壳体2的该区域（其中壳体2的台阶形盖面14与壳体2的周面5相邻）在此以倒圆棱边16的形式构成。去耦合元件3的内壁7在此在第四区域10中基本上与壳体2的倒圆棱边16互补地构成。去耦合元件3的内壁7的第四区域16在此这样地通过弹性材料的收缩围绕壳体2的倒圆棱边16张紧，使得内壁7在该区域10中齐平地（无间隙地）贴靠在壳体2的倒圆棱边16上。
图1b此外示出，超声波传感器通过传感器接收装置19接收。传感器接收装置在此指的是机动车的设有空槽的保险杠21，在该空槽中装配一个用于改善对超声波传感器的接收的注塑件22。图1b还示出，在完成装配之后，去耦合元件3通过材料的弹性以如下方式变形，即它避让到在传感器接收装置19、尤其是传感器接收装置19的注塑件22与壳体2之间存在的自由空间中，尤其是在平行于传感器轴线的方向上避让。在此，去耦合元件3的与台阶形的盖面14互补地构成的第二区域12的表面23被压靠到传感器接收装置19、尤其是传感器接收装置19的注塑件22上，此外还尤其是压靠到传感器接收装置19或者说传感器接收装置19的注塑件22的内部盖面24上。以该方式能够阻止：声音能够在传感器接收装置19、尤其是传感器接收装置的塑料件22与去耦合元件之间传输。
在图2中所示的超声波传感器与在图1a和1b中所示的超声波传感器的区别在于，去耦合元件3在第三区域9中以具有沿着旋转轴线的钻孔的旋转对称物体的形式构成。
Claims (10)
1.超声波传感器，包括：
膜罐(1)，
壳体(2)和
去耦合元件(3)，
其中，所述膜罐(1)和所述壳体(2)分别具有一周面(4，5)，
其中，所述去耦合元件(3)至少部分地由弹性材料构成，
其中，所述去耦合元件(3)具有贯穿的空槽(6)，所述空槽通过所述去耦合元件(3)的内壁(7)限界，
其中，所述膜罐(1)和/或所述壳体(2)至少部分地布置在所述空槽(6)中，
其特征在于，所述去耦合元件(3)的内壁(7)这样地通过弹性材料的收缩至少分别围绕所述膜罐(1)的周面(4)和/或涂敷在所述膜罐(1)的周面(4)上的漆层(11)和所述壳体的周面(5)的圆周地环绕所述膜罐(1)和所述壳体(2)的区域(8，9，10)被张紧，使得所述内壁(7)在该区域中齐平地贴靠在所述膜罐(1)的周面(4)和/或在所述膜罐(1)的周面(4)上涂敷的漆层(11)和所述壳体(2)的周面(5)上。
2.根据权利要求1的超声波传感器，其特征在于，所述膜罐(1)的通过周面(4)限定的外部尺寸(12)小于所述壳体(2)的通过周面(5)限定的外部尺寸(13)，其中，所述膜罐(1)这样地布置在所述壳体(2)上和/或中，使得所述壳体(2)具有一个环绕所述膜罐(1)的、台阶形的盖面(14)，其中，所述去耦合元件(3)的内壁(7)在第一区域(8)中基本上与所述膜罐(1)的周面(4)和/或在所述膜罐(1)的周面(4)上涂敷的漆层(11)互补地构成和/或在第二区域(15)中基本上与所述壳体(2)的台阶形的盖面(14)互补地构成和/或在第三区域(9)中基本上与所述壳体(2)的周面(5)的一个与所述壳体(2)的台阶形的盖面(14)相邻的区域互补地构成。
3.根据权利要求2的超声波传感器，其特征在于，所述去耦合元件(3)的内壁(7)在第三区域(9)中基本上与所述壳体(2)的周面(5)的一个与所述壳体(2)的台阶形的盖面(14)相邻的区域互补地构成，所述去耦合元件(3)的内壁(7)的第三区域(9)这样地通过弹性材料的收缩围绕所述壳体(2)的周面(5)被张紧，使得所述内壁(7)在该区域(9)中齐平地贴靠在所述壳体(2)的周面(5)上。
4.根据权利要求2或3的超声波传感器，其特征在于，所述壳体(2)的、在其中所述壳体(2)的台阶形的盖面(14)与所述壳体(2)的周面(5)相邻的区域以倒圆棱边(16)的形式构成，其中，所述去耦合元件(3)的内壁(7)在第四区域(10)中基本上与所述壳体(2)的倒圆棱边(16)互补地构成。
5.根据权利要求4的超声波传感器，其特征在于，所述去耦合元件(3)的内壁(7)的第四区域(10)这样地通过弹性材料的收缩围绕所述壳体(2)的倒圆棱边(16)张紧，使得所述内壁(7)在该区域(18)中齐平地贴靠在所述壳体(2)的倒圆棱边(16)上。
6.根据权利要求1至3之一的超声波传感器，其特征在于，所述壳体(2)的周面(5)具有至少一个凹部并且所述去耦合元件(3)的内壁(7)具有至少一个凸起和/或所述壳体(2)的周面(5)具有至少一个凸起并且所述去耦合元件(3)的内壁(7)具有至少一个凹部，以使所述去耦合元件与所述壳体(2)卡锁。
7.根据权利要求2或3的超声波传感器，其特征在于，所述去耦合元件(3)在第三区域(9)中以唇片(17)的形式或以具有沿着旋转轴线(18)的钻孔的旋转对称物体的形式构成。
8.根据权利要求2或3的超声波传感器，其特征在于，所述去耦合元件(3)在第一区域(8)中以设有钻孔的截锥的形式构成。
9.根据权利要求7的超声波传感器，其特征在于，所述去耦合元件(3)在第三区域(9)中以空心圆柱或设有钻孔的截锥的形式构成。
10.超声波传感器系统，包括根据权利要求1至9之一的超声波传感器和用于接收超声波传感器的传感器接收装置(19)。
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