CN217606084U - 用于以无接触的方式测量距离的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于以无接触的方式测量距离的装置。基本目的在于，改进该装置使得在空气弹簧的每种运动条件下都给出声波到声波变换器的可靠的、为评估距离测量而尽可能强的反射，该装置也适用于在接触撞击缓冲器的情况下的要求。该目的通过以下方式实现：反射器部件具有由反射体构成的反射面，反射面的形状由呈环状排列、彼此接触的大致纵向的成半体的截锥体构成，反射体也被称为截锥体扇形，并且这些截锥体扇形径向地定向并且这些截锥体扇形所具有的锥度使得所有截锥体扇形的从该反射面伸出的顶部都与假想的共用平面相切并且在此以这样的方式相交，即，使得在此形成的、各个截锥体扇形的扇形角度总是小于180°。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于根据脉冲回波方法在机动车辆的空气弹簧内以无接触的方式测量距离的装置，其中该空气弹簧至少包括活塞座(Abrollkolben)、波纹橡胶气囊和端板，并且该装置包括具有声源和反射器部件的发送-接收部件。
背景技术
例如从DE 36 20 957 A1已知这样的装置。在实践中使用的具有平坦的反射面的圆形声波变换器产生棒状声场。声强的半值宽度(也被规定为声波锥的张开角度)取决于发声表面的直径和超声波的频率。这两个因素会使张开角度减小。在用于商用车辆空气弹簧的变换器的常规设计方案中，变换器的声波锥的张开角度介于10°与15°之间。
为了测量弹簧高度，反射后的声脉冲必须以足够的强度到达声波变换器，以便产生可评估的电回波信号。为确保这一点，反射面应尽可能与声束的传播方向垂直。
图6示出了根据现有技术的这样的装置的原理图。声波变换器100产生具有张开角度201的声波锥200。在所示出的运行点，在空气弹簧活塞500的反射板400上发生声波锥200的反射300，由于反射板400的所示几何形状和光滑表面，该反射板不会将任何回波反射到声波变换器100上。
根据现有技术，在所示情况下可能导致距离测量失败。
在空气弹簧运行期间，如果端板和活塞根据悬架运动学相对于彼此倾斜，往往无法满足声束方向与反射平面之间的正交要求。即使空气弹簧两端之间存在水平偏移，也会在反射器位于声场中的部分过小并且因此反射回声波变换器的声能过少时，干扰传播时间测量。
专利文献DE 196 48 112 C1提出了一种缓冲器，该缓冲器对应于声波变换器的安装位置呈凸状，从而使该缓冲器在弹簧的所有运动状态下都会将足够强的回波反射回声波变换器。由于必须使反射的缓冲器的形状与每种弹簧类型都适配，因此这种方案的成本较高。
DE 10 2018 216 155 A1中公开了一种上述类型的用于以无接触的方式测量距离的装置，在该装置中反射器所具有的反射面或多或少地带有点状的不平整部分，其中这些不平整部分在反射面上具有预定的布置方式以及预定的形状和尺寸。
这种预定的不平整部分产生声波的广泛的散射反射，该散射反射根据声波锥的入射角在多个不同的空间方向上回射，并且该反射产生声波锥所发出的超声波针对这些不平整部分的相应位置、形状和尺寸的典型多重回波。
然而，由于点式的声波反射，反射功率是相当低的。此外，缓冲器对反射面的撞击可能因为不平整部分的尺寸较小以及与之相关联的局部表面压力较高而遭受损坏或者也会损坏不平整部分本身。这种情况尤其适用于塑料缓冲器。
实用新型内容
本实用新型的基本目的在于，如此改进开篇所述的装置，使得在空气弹簧的每种运动条件下都给出声波到声波变换器的可靠的、为评估距离测量而尽可能强的反射，其中该装置也适用于在接触撞击缓冲器的情况下的要求。
该目的通过以下方式实现：该反射器部件具有由反射体构成的反射面，该反射面的形状由呈环状彼此排列、彼此接触的大致纵向的成半体的截锥体构成，其中以这种方式形成的反射体也被称为截锥体扇形，并且其中这些截锥体扇形径向地定向并且这些截锥体扇形所具有的锥度使得所有截锥体扇形的从该反射面伸出的顶部都与共用平面相切并且在此以这样的方式相交，即，使得在此形成的、各个截锥体扇形的扇形角度总是小于180°。
通过反射器的这种结构确保了入射声波的反射方式为，在此产生的声波阵面(Schallfront)是宽的并且只要入射声波锥仍与反射器接触，在反射面的角度位置相对于入射声波发生改变时该声波阵面也不会脱开(abreiβt)。在一定角度下总是获得直接朝向声源方向反射的反射边缘。总是进行直接的反射，这是因为相邻的截锥体扇形的反射声波锥的干扰也覆盖了中间状态。
通过反射面的设计(其中所有截锥体扇形的顶部都与共用的平面相切)，该装置本身也适合用作撞击缓冲器。在空气弹簧完全弹性跳动的情况下，反射器的所有截锥体扇形的顶部都因此同时与端板相切，从而使得在缓冲停止的情况下不会预期该反射器塑性变形。
在本实用新型的改进方案中，该装置被夹紧到这些活塞座上。
在本实用新型的改进方案中，该装置被拧到该活塞座上。
在本实用新型的改进方案中，该装置的直径可以与该波纹橡胶气囊的开口相连通，从而使得即使该装置被夹紧或拧上，该波纹橡胶气囊也仍可装配到该活塞座上。
这种布置方式的优点在于，简化了空气弹簧的装配。
在本实用新型的改进方案中，该装置被设计成环领形状，其中该环领的内部开口具有撞击缓冲器。
在本实用新型的改进方案中，该环领和该撞击缓冲器被设计成两件式的。
在本实用新型的改进方案中，该环领和该撞击缓冲器被固化在一起。
在本实用新型的改进方案中，该环领和该撞击缓冲器由橡胶一体式固化而成。
在本实用新型的改进方案中，该环领和该撞击缓冲器由不同硬度的橡胶材料形成。
这种实施方式提供了多种设计和装配可能，从而可以容易地实现与不同类型的空气弹簧的个性化适配。
在本实用新型的改进方案中，该反射器由橡胶或塑料形成。
这种设计提供了将材料选择成使得反射器本身可以用作撞击缓冲器的可能性。
附图说明
借助于附图，下面将更详细地解释本实用新型的实例。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的装置的俯视立体图，
图2示出了从外侧看反射面上的截锥体布置的原理图，
图3示出了从内侧看反射面上的截锥体布置的原理图，
图4示出了经变位的(verwickelte)装置上的声波反射的原理简图，
图5示出了根据本实用新型的具有固化的撞击缓冲器的装置的截面，
图6示出了现有技术的所属类型的装置的原理图。
附图标记清单
1 装置
2 装置1的反射面
3 反射面2的截锥体扇形
4 装置1中的开口
5 装置1中的孔
6 截锥体扇形3的罩面
7 截锥体扇形3的较大的半径
8 反射面2的外边缘
9 截锥体扇形3的较小的半径
10 反射面2的内边缘
11，12 扇形角度
13 声锥
14 声波的箭头
15 反射波的箭头
16 撞击缓冲器
17 撞击缓冲器16的底座
18 装置1的固持元件
19 撞击缓冲器16与装置1之间的接触面
100 超声变换器/发送-接收部件
(现有技术)
200 超声变换器100的声波锥(现有技术)
201 声波锥200的张开角度(现有技术)
300 声波锥200的反射(现有技术)
400 反射板(现有技术)
500 空气弹簧活塞(现有技术)
具体实施方式
图1以透视图示出了根据本实用新型的装置1。装置1具有由大致成半体的、彼此相邻排列并接触的截锥体环形地形成的反射面2。
装置1在中部具有被设置成用于容纳在此未示出的撞击缓冲器的开口4。以开口 4为中心围绕其布置有孔5，这些孔可以在装置1与在此未示出的活塞座之间实现空气交换。
截锥体扇形3被布置成使得它们从反射面2突出的所有罩面6以其顶部与假想的共用平面接触。因此截锥体扇形3被设计成使得其较大的半径7位于反射面2的外边缘8处并且其较小的半径9位于反射面2的内边缘10处。
图2示出了反射面2的位于其外边缘8的部分局部。截锥体扇形3彼此接触并被布置成使得在每个截锥体区段上都形成了小于180°的扇形角度11。
图3示出了反射面2的位于其内边缘10的部分局部。截锥体扇形3彼此接触并被布置成使得每个截锥体区段都形成了同样小于180°的扇形角度12。
通过设计<180°的扇形角度来避免形成底切。
在图4中示出了根据本实用新型的具有声锥13的装置1的原理简图。反射面2 相对于声锥13的假想的中心线倾斜，因此该反射面不会与声锥13的假想的中心线形成直角。示例性地示出了由箭头14表示的声波，该声波由于反射面2的设计而撞击截锥体扇形3之一，并且在该处又以完全相同的方向被反射(在此由箭头15表示)。反射面2的设计确保了这种情况也适用于撞击反射面2的所有声波。
在图5中示出了根据本实用新型的装置1的实施方式，其中撞击缓冲器16居中地布置在装置1中。装置1由塑料形成，并且撞击缓冲器16由橡胶材料形成。撞击缓冲器16的底座17穿过装置1的开口4。在装置1的背离反射面2的一侧上布置有两个倒钩状的固持元件18，装置1可通过这些固持元件卡入到在此未示出的活塞座中。
撞击缓冲器16在接触面19处被固化到装置1上。撞击缓冲器16以超出预定的量从截锥体扇形3的罩面6的假想的共用平面突出，从而避免在此未示出的空气弹簧的构件撞击装置1。
Claims (11)
1.一种用于以无接触的方式测量距离的装置(1)，该装置根据脉冲回波方法在机动车辆的空气弹簧内测量距离，其中该空气弹簧至少包括活塞座、波纹橡胶气囊和端板，并且该装置包括具有声锥(13)和反射器部件的发送-接收部件(100)，
其特征在于，
该反射器部件具有由反射体构成的反射面(2)，该反射面的形状由呈环状排列、彼此接触的大致纵向的成半体的截锥体构成，其中以这种方式形成的反射体也被称为截锥体扇形，并且这些截锥体扇形(3)径向地定向并且这些截锥体扇形所具有的锥度使得所有截锥体扇形(3)的从该反射面(2)伸出的顶部都与假想的共用平面相切并且在此以这样的方式相交，即，使得在此形成的、各个截锥体扇形(3)的扇形角度总是小于180°。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置(1)被夹紧到这些活塞座上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置(1)被拧到该活塞座上。
4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，该装置(1)的直径与该波纹橡胶气囊的开口相连通，从而使得即使该装置(1)被夹紧或拧上，该波纹橡胶气囊也仍可装配在该活塞座上。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置被设计成环领形状，其中该环领的内部开口(4)具有撞击缓冲器(16)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该环领和该撞击缓冲器(16)被设计成两件式的。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该环领和该撞击缓冲器(16)被固化在一起。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该环领和该撞击缓冲器由橡胶一体式固化而成。
9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该环领和该撞击缓冲器(16)由不同硬度的橡胶材料形成。
10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该环领和该撞击缓冲器(16)由塑料或橡胶实施而成，其中一个部分被注射成型到另一个部分上。
11.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，该反射器由橡胶或塑料形成。
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