EP3356851A1 - DÄMPFUNGSEINRICHTUNG FÜR EIN AUßENTEIL, ANORDNUNG MIT EINER DÄMPFUNGSEINRICHTUNG SOWIE KRAFTFAHRZEUG - Google Patents

DÄMPFUNGSEINRICHTUNG FÜR EIN AUßENTEIL, ANORDNUNG MIT EINER DÄMPFUNGSEINRICHTUNG SOWIE KRAFTFAHRZEUG

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Publication number
EP3356851A1
EP3356851A1 EP16763529.1A EP16763529A EP3356851A1 EP 3356851 A1 EP3356851 A1 EP 3356851A1 EP 16763529 A EP16763529 A EP 16763529A EP 3356851 A1 EP3356851 A1 EP 3356851A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
damping device
damping
outer part
plate
shaped
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16763529.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Kupfernagel
Michael Hallek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP3356851A1 publication Critical patent/EP3356851A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162—Selection of materials
    • G10K11/168—Plural layers of different materials, e.g. sandwiches
    • G—PHYSICS
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    • G01S2015/938—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details in the bumper area

Definitions

  • Damping device for an outer part, arrangement with a damping device and motor vehicle
  • the invention relates to a damping device for an outer part of a motor vehicle for damping vibrations of the outer part caused by an ultrasonic sensor when emitting and / or receiving ultrasonic signals.
  • the invention also relates to an arrangement with a damping device and a motor vehicle.
  • an ultrasound signal is emitted by the ultrasound sensors and the ultrasound signal reflected on an object in the surrounding area is received again.
  • Information about the detected object for example, a distance of the object to the motor vehicle, can thereby a driver assistance system of the
  • a parking assistance system can be provided.
  • Vehicle outer skin for example behind bumpers or an outer lining of side doors of the motor vehicle to arrange.
  • the ultrasonic sensors are located on a rear side facing away from the surrounding area of the motor vehicle
  • the ultrasonic sensors emit and / or receive the ultrasonic signals through the cowling.
  • undesired vibrations for example structure-borne noise or vibrations, in the outer part can be excited.
  • These vibrations may represent interference signals for adjacent ultrasonic sensors, which are also concealed on the outer trim part.
  • damping devices for example rubber rings
  • a disadvantage of the damping devices according to the prior art is that the damping devices usually have a dependence on a temperature of the outer part and a frequency of the excited oscillation and thus not the requirements of a complete damping the plate vibrations over the required temperature range, in particular at frequencies in the ultrasonic range sufficient.
  • a damping device for an outer part of a motor vehicle is used for damping oscillations of the outer part caused by an ultrasonic sensor when emitting and / or receiving ultrasonic signals.
  • the damping device has at least two damping elements, wherein a first of the damping elements for increasing a degree of damping of the outer part in a first temperature range of the outer part and / or in a first frequency range of the vibrations is formed and a second of the damping elements for increasing a degree of damping of the outer part in a the first temperature range is formed different second temperature range of the outer part and / or in a second frequency range of the vibrations different from the first frequency range.
  • the damping device which can be arranged together with the ultrasonic sensor on a rear side of the outer part facing away from a surrounding area of the motor vehicle, serves to attenuate or dampen the vibrations which are generated by the ultrasonic sensor during transmission and / or reception
  • the outer part may for example comprise glass, metal or a plastic and be formed for example as a bumper or a side door of the motor vehicle.
  • the vibrations caused by the ultrasonic sensor during transmission and / or reception can be vibrations of the outer part or structure-borne noise, for example, which propagate in the outer part, for example in a plane perpendicular to the transmission direction. Due to the propagation of the vibrations in the outer part, for example, other ultrasonic sensors can be disturbed during transmission and / or reception. Also, reflections of the vibrations in the outer part of the
  • the damping device Disturbing the ultrasonic sensor itself during transmission and / or reception. To prevent these disturbances, the vibrations of the outer part are damped by the damping device. In this case, the damping device
  • the damping device is arranged adjacent to the back of the outer part, for example glued to the back of the outer part.
  • the damping device In order to also ensure that the vibrations reliably over a high temperature range of, for example -40 degrees Celsius to +120 degrees Celsius and / or a high frequency range, which in particular includes frequencies in the ultrasonic range, can be damped, the damping device, the at least two damping elements or attenuators on.
  • the first damping element and the outer part form a first oscillatory system, which has a first degree of damping
  • the first attenuation measure is in the first frequency range and / or in the first frequency range
  • the second attenuation measure has a higher value than the first attenuation measure in the second temperature range and / or in the second frequency range.
  • Each damping element is thus assigned a temperature range and / or frequency range in which the
  • the first damping element has a first temperature-dependent and / or frequency-dependent damping capacity and the second
  • Damping element has a second temperature-dependent and / or
  • the first damping capacity of the first damping element in the first temperature range and / or first frequency range is greater than the second damping capacity of the second Damping element.
  • Damping element is in the second temperature range and / or second
  • the temperature ranges are part of the overall temperature range.
  • the first temperature range may include temperatures from -40 degrees Celsius to +40 degrees Celsius
  • the second temperature range may include temperatures from +40 degrees Celsius to +120 degrees Celsius. It is also possible to provide more than two damping elements, wherein each of the damping elements increases the degree of damping for the outer part in a temperature range and / or frequency range assigned to the damping element.
  • the at least two damping elements can be provided in a particularly simple manner, a reliable and efficient damping of vibrations in the outer part over a high temperature range and / or a high frequency range and thus a high degree of functionality of the ultrasonic sensor can be provided.
  • the first damping element preferably has a first material or a first material and the second damping element has a second material or a second material that is different from the first material.
  • the damping elements have different materials or material mixtures.
  • the first material in particular has a first viscoelastic material property and the second material has a second one
  • the materials thus differ in particular in their viscoelastic material properties.
  • Such a viscoelastic material property can be, for example, the complex elastic modulus, which has an elastic component, the so-called storage module, and a viscous component, the so-called loss modulus.
  • the elastic component of the complex modulus of elasticity represents the proportion of a rigidity of the material which results in that the energy of a mechanical load of a material can be stored by elastic deformation and subsequently released again.
  • the viscous portion represents the proportion of stiffness that causes the energy of a mechanical load to be converted from the material to frictional heat by plastic deformation.
  • Another viscoelastic material property may be the so-called loss factor, which denotes the ratio between the viscous component, ie the loss modulus, and the elastic component, ie the storage modulus.
  • Loading speed in particular a frequency depending.
  • these mechanical properties of the material so for example, a damping capacity of the material, influenced or predetermined.
  • the materials can therefore be selected based on their viscoelastic material properties such that they are optimized for the respective associated temperature range and / or frequency range.
  • Temperature range and / or the first frequency range is optimized.
  • the second material is for maximum vibration damping in the second
  • the first damping element preferably comprises bitumen as the first material and the second damping element comprises butyl rubber as the second material. Bitumen and butyl rubber are particularly suitable for forming the damping elements due to their sound-absorbing effect.
  • the damping device has a continuous recess for arranging the ultrasonic sensor in the recess.
  • the recess may for example be provided as a hole in the damping device, so that a pointing in the transmission direction front of the ultrasonic sensor and a surface of the damping device are arranged in particular flush and can be arranged adjacent to the back of the outer part.
  • Damping elements comprises, is disposed adjacent to the ultrasonic sensor or surrounds the ultrasonic sensor, so that vibrations within the Outer part, which, for example, propagate perpendicular to the transmission direction in the outer part, can be efficiently and reliably damped.
  • the damping device is plate-shaped, wherein the first damping element is formed by a first region of the plate-shaped damping device and the second damping element by a second region of the plate-shaped
  • Damping device is formed.
  • the damping device is in particular designed in one piece and comprises the at least two mutually separated, in particular adjacent areas. Each area can have a different, temperature-optimized and / or frequency-optimized material.
  • the first region may comprise bitumen and the second region may comprise butyl rubber.
  • Under the plate-shaped damping device is here to be understood a damping device whose thickness is small compared to their other geometric dimensions, for example, to its diameter.
  • the plate-shaped damping device can also be deformable or bendable and configured, for example, as a damping foil or damping diaphragm.
  • the damping device can be adapted to a shape of the back of the outer part and arranged, for example, over its entire surface adjacent to the back of the outer part.
  • a designed as a plate-shaped damping device damping device is particularly low weight and space saving in an advantageous manner.
  • a peripheral edge extending perpendicularly to a surface of the damping device extending along the outer edge of the plate-shaped damping device is circular.
  • the damping device is designed as a round, circular plate or membrane.
  • the plate-shaped damping device has a concentric structure, wherein the first region of a longitudinal axis perpendicular to a surface of the plate-shaped damping device
  • Damping device is formed up to a first distance from the longitudinal axis and the second region is formed adjacent to the first region from the first distance to a second distance from the longitudinal axis.
  • the first region is arranged centrally in the plate-shaped damping device, wherein an outer boundary of the first region arranged parallel and spaced from the outer edge of the plate-shaped damping device. If, for example, the recess is arranged in the region of the longitudinal axis, that is to say centrally in the plate-shaped damping device, then the first region is formed adjacent to the recess and surrounds the recess completely.
  • the second region is formed adjacent to the first region and completely surrounds the first region.
  • the first region and the second region are in particular formed annularly around the longitudinal axis. If the plate-shaped damping device has exactly two damping elements, that is to say two regions, an outer boundary of the second region corresponds to the outer circumference of the plate-shaped damping device.
  • a damping device designed in this way is particularly easy to manufacture.
  • a development of the invention provides that the plate-shaped
  • Damping device has a layered structure and at least two
  • first region is formed by a first layer and the second region is formed by a second layer adjacent to the first layer.
  • first region extends from a surface of the plate-shaped damping device forming an upper side of the plate-shaped damping device to a first distance from the upper side.
  • the second region extends from the first distance to a second distance from the top.
  • the second region extends from the first distance to a, a bottom side of the plate-shaped damping device forming surface of the plate-shaped damping device.
  • the at least two layers can each have different materials, so that the plate-shaped damping device is designed as a material sandwich.
  • the layers are designed in particular congruent or congruent.
  • Damping device particularly easy to a predetermined
  • Damping device extending circumferential direction at least two adjacent segments, wherein the first region is formed by a first segment and the second region is formed by a second segment.
  • the plate-shaped damping device is segmented or divided along the direction of rotation.
  • Each of the segments can be designed, for example, cake-shaped. It can be provided that the plate-shaped damping device is divided along the circumferential direction into more than two segments, wherein the segments, for example, alternately the first material and the second material.
  • damping device more than two
  • Damping device has a layered structure, wherein at least one of the layers may have the concentric structure and / or the segmented structure.
  • a variety of materials can be combined with each material optimized for a predetermined temperature range and / or frequency range.
  • the damping device can be easily and quickly customized manufactured and adapted, for example, to a later site, for example, there prevailing outside temperatures.
  • a particularly good and efficient damping of the outer part over a high temperature range and / or a high frequency range can be ensured in a simple manner.
  • the plate-shaped damping device has a stiffening layer, wherein the at least two damping elements are arranged on the stiffening layer.
  • the stiffening layer may for example be formed of aluminum and be designed in combination with the damping elements for absorbing shear forces and thus for particularly efficient damping.
  • the plate-shaped damping device has a thickness of at most 1 mm and / or a diameter of at most 20 cm, in particular at most 10 cm. Due to this small thickness and / or the small diameter, the damping device on the one hand on a particularly low weight and on the other hand can be particularly space-saving attached to the back of the outer trim part.
  • the plate-shaped damping device on a surface of the damping device on an adhesive layer for attachment to a remote from a surrounding region of the motor vehicle rear side of the outer part may be configured, for example, as a pre-punched adhesive plate or adhesive pad or as a self-adhesive film, which individually for a customer or the later site of the
  • Damping device can be put together. The customer to whom the
  • Damping elements applied for example, applied to the stiffening layer, the damping device via the adhesive layer particularly simple and
  • the invention also relates to an arrangement for a motor vehicle having at least one ultrasonic sensor, an outer part of the motor vehicle and at least one damping device, wherein the at least one ultrasonic sensor and the at least one damping device are arranged on a rear side of the outer part facing away from an ambient region of the motor vehicle.
  • the ultrasonic sensor may comprise a vibratable membrane which comprises a membrane bottom and a membrane shell wall.
  • the diaphragm bottom has a, in the ultrasonic signals emitting transmission direction of the ultrasonic sensor facing front side and a front side opposite the rear side.
  • the outer part may for example be a bumper or a side door of the motor vehicle.
  • Damping device can be arranged on the back of the outer part, for example, glued to the back of the outer part, be.
  • the ultrasonic sensor transmits the ultrasonic signals along the transmission direction through the outer covering part in the transmission direction into an environmental region of the motor vehicle and / or receives the ultrasonic signals reflected at an object in the surrounding region through the outer part.
  • a first oscillatory system formed with a first degree of damping and formed by the outer part and the second damping element, a second oscillatory system with a second degree of damping. This is the first one
  • the damping device is applied to the back of the outer part by means of a spraying process and / or a metering process.
  • the damping device can be arranged particularly quickly and easily, for example by spraying and / or brushing, on the back of the outer part.
  • a motor vehicle according to the invention comprises an arrangement according to the invention.
  • the motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a
  • Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of a
  • FIG. 3 is a schematic representation of a further embodiment of a damping device according to the invention in a plan view
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a further embodiment of a damping device according to the invention in a side sectional view
  • Fig. 5 is a schematic representation of two characteristics, which respective
  • FIG. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention
  • the motor vehicle 1 is formed in the present case as a passenger car.
  • the motor vehicle 1 has an arrangement 2 which comprises an outer part 3 of the motor vehicle 1, an ultrasonic sensor 4 and a damping device 5.
  • the outer part 3 is formed in the present case as a side door of the motor vehicle 1.
  • the outer part 3, for example, but also be designed as a bumper of the motor vehicle 1.
  • Damping device 5 are concealed on the motor vehicle 1 installed. This means that the ultrasonic sensor 4 and the damping device 5 at a Surrounding area 6 of the motor vehicle 1 facing away from the back of the outer part 3 are arranged.
  • the ultrasonic sensor 4 is designed to detect the surrounding area 6 of the motor vehicle 1. For this purpose, the ultrasonic sensor 4 emit ultrasonic signals along a transmission direction into the surrounding area 6 and / or out of the
  • the ultrasonic sensor 4 transmits and / or receives the ultrasonic signals through the outer part 3.
  • vibrations such as vibrations or
  • Structure-borne sound are excited in the outer part 3, which can spread over a surface of the outer part 3, in particular perpendicular to the transmission direction.
  • the damping device 5 comprises at least two damping elements 7, 8.
  • the first damping element 7 increases a degree of damping of the outer part 3 in a first temperature range of
  • the second damping element 8 increases the degree of damping of the outer part 3 in a different from the first temperature range second temperature range of the outer part 3 and / or a different from the first frequency range second
  • the first damping element 7 and the outer part 3 thus form a first oscillatory system with a first degree of damping and the second damping element 8 and the outer part 3 form a second
  • the first degree of attenuation in the first temperature range and / or the first frequency range is higher than the second degree of attenuation.
  • the second degree of attenuation is higher than the first in the second temperature range and / or the second frequency range
  • damping elements 7, 8 so vibrations in a particularly high total temperature range, for example, between -40 degrees Celsius and +120 degrees Celsius, and / or in a particularly high
  • the first damping element 7 can be designed, for example, to damp vibrations, in particular, at low temperatures of the outer part 3, while the second damping element 8 is designed to
  • Fig. 2 shows an embodiment of a damping device 5 according to the invention in a plan view.
  • the damping device 5 is plate-shaped here and has as the damping elements 7, 8, two separate areas 9, 10.
  • a longitudinal axis L of the damping device 5 runs here into the plane of the drawing. Center in the
  • the plate-shaped damping device 5 is here a recess 1 1 is provided, in which the ultrasonic sensor 4 can be arranged.
  • the ultrasonic sensor 4 is arranged such that the ultrasonic sensor 4 emits the ultrasonic signals in a transmission direction parallel to the longitudinal axis L and / or against the
  • the plate-shaped damping device 5 has here, along a
  • the plate-shaped damping device 5 has a concentric structure.
  • the areas 9, 10 are annular.
  • the first region 9 is formed adjacent to the recess 1 1 and surrounds the recess 1 1 completely.
  • An outer boundary of the first area 9 has a first distance 13 from the longitudinal axis L.
  • the second region 10 is formed adjacent to the first region 9 and completely surrounds the first region 9.
  • the second region 10 extends from the first distance 13 to a second distance 14 from the longitudinal axis L.
  • An outer boundary of the second region 10 here corresponds to the outer edge 12 of the plate-shaped damping device 5.
  • the first damping element 7, which is formed by the first region 9, here has a first material M1 with a first viscoelastic material property.
  • the second damping element 8, which is formed by the second region 10, has a second material M2 with a second viscoelastic material property.
  • the viscoelastic properties can be complex, for example
  • the first material M1 or the first viscoelastic material property is optimized for the first temperature range and / or the first frequency range and may comprise bitumen, for example.
  • the second material M2 or the second viscoelastic material property is optimized for the second temperature range and / or the second frequency range and may comprise, for example, butyl rubber.
  • a surface 15 of the plate-shaped damping device 5 may have an adhesive layer by means of which the damping device 5 can be connected to the rear side of the outer part 3.
  • the plate-shaped damping device 5 can also as be designed a self-adhesive film and in particular deformable
  • Damping device 5 over the entire surface adjacent to the back of the outer part 3 can be arranged.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of the damping device 5 according to the invention in a plan view.
  • the plate-shaped damping device 5 is divided into segments 16, 17 along the circumferential direction U surrounding the longitudinal axis L.
  • the regions 9, 10 are thus here in the form of cake-piece-shaped segments 16, 17, which are formed adjacent to one another along the direction of rotation U.
  • the damping device 5 shows a further embodiment of the damping device 5 according to the invention in a side sectional view. It can be seen that the damping device 5 is mounted on the rear side 18 of the outer part 3 or the outer skin of the vehicle facing away from the surrounding area 6 of the motor vehicle 1.
  • the ultrasonic sensor 4 can be arranged so that the surface 15 of the damping device 5 and an upper surface of the ultrasonic sensor 4 are arranged in particular flush and adjacent to the rear side 18th of the outer part 3 can be arranged.
  • the top of the ultrasonic sensor 4 can
  • Ultrasonic sensor 4 may be formed.
  • the damping device 5 here has a layered structure along the longitudinal axis L, which here comprises a first layer 19 and a second layer 20.
  • the first layer 19 has the concentric structure which comprises the two regions 9, 10 with the two different materials M1, M2.
  • the second layer 20 has a third material M3, which forms a third damping element and increases a degree of damping of the outer part 3 in a third temperature range of the outer part 3 and / or a third frequency range of the vibrations.
  • the first layer 19 has the segmented structure comprising at least two regions and / or that the second layer 20 has the segmented or concentric structure comprising at least two regions.
  • the damping device 5 here comprises a stabilizing layer or a stiffening layer 21, which is adapted to receive, together with the damping elements, shearing forces for damping the vibrations in the outer part 3.
  • the stiffening layer 21 may be formed of aluminum, for example.
  • the plate-shaped damping device 5 has a thickness 22 along the longitudinal axis L, which is in particular at most 1 mm. There is also a
  • Diameter 23 of the plate-shaped damping device 5 in a plane perpendicular to the longitudinal axis L for example, at most 20 cm, in particular at most 10 cm. Under the plate-shaped damping device 5 is therefore here a
  • FIG. 5 shows two characteristic curves 24, 25 which show the dependence of a damping capacity D of the two materials M1, M2 on the temperature T.
  • the temperature T is plotted on the abscissa and the damping capacity D of the materials M1, M2 is plotted on the ordinate.
  • a first characteristic curve 24 assigned to the material M1 it is shown that the material M1 has a particularly high damping capacity D in the first temperature range T1, since a maximum of the first characteristic curve 24 lies within the first temperature range T1.
  • the material M2 Based on a second, the material M2
  • Temperature range T2 has a particularly high damping capacity D, since a maximum of the second characteristic 25 is within the second temperature range T2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung (5) für ein Außenteil (3) eines Kraftfahrzeugs (1) zum Dämpfen von durch einen Ultraschallsensor (4) beim Aussenden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen verursachten Schwingungen des Außenteils (3), wobei die Dämpfungseinrichtung (5) zumindest zwei Dämpfungselemente (7, 8) aufweist, wobei ein erstes der Dämpfungselemente (7) zum Erhöhen eines Dämpfungsgrades des Außenteils (3) in einem ersten Temperaturbereich (T1) des Außenteils (3) und/oder in einem ersten Frequenzbereich der Schwingungen ausgebildet ist und ein zweites der Dämpfungselemente (8) zum Erhöhen eines Dämpfungsgrades des Außenteils (3) in einem zum ersten Temperaturbereich (T1) unterschiedlichen zweiten Temperaturbereich (T2) des Außenteils (3) und/oder in einem zum ersten Frequenzbereich unterschiedlichen zweiten Frequenzbereich der Schwingungen ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung (2) mit zumindest einer Dämpfungseinrichtung (5) und ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Anordnung (2).

Description

Dämpfungseinrichtung für ein Außenteil, Anordnung mit einer Dämpfungseinrichtung sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung für ein Außenteil eines Kraftfahrzeugs zum Dämpfen von durch einen Ultraschallsensor beim Aussenden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen verursachten Schwingungen des Außenteils. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung mit einer Dämpfungseinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug.
Es ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt, Ultraschallsensoren an einem
Kraftfahrzeug anzuordnen, um einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu überwachen. Dabei wird von den Ultraschallsensoren ein Ultraschallsignal ausgesendet und das an einem Objekt in dem Umgebungsbereich reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen. Informationen über das erfasste Objekt, beispielsweise ein Abstand des Objektes zu dem Kraftfahrzeug, können dabei einem Fahrerassistenzsystem des
Kraftfahrzeugs, beispielsweise einem Parkassistenzsystem, bereitgestellt werden.
Darüber hinaus ist es bekannt, derartige Ultraschallsensoren unsichtbar beziehungsweise verdeckt hinter Außenteilen des Kraftfahrzeugs beziehungsweise einer
Fahrzeugaußenhaut, beispielsweise hinter Stoßfängern oder einer Außenverkleidung von Seitentüren des Kraftfahrzeugs, anzuordnen. Dabei werden die Ultraschallsensoren an einer dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs abgewandten Rückseite des
Außenteils angeordnet, sodass die Ultraschallsensoren die Ultraschallsignale durch das Verkleidungsteil hindurch aussenden und/oder empfangen. Durch das Aussenden und/oder Empfangen der Ultraschallsignale durch das Außenteil hindurch können unerwünschte Schwingungen, beispielsweise Körperschall oder Vibrationen, in dem Außenteil angeregt werden. Diese Schwingungen können Störsignale für benachbarte Ultraschallsensoren, welche ebenfalls verdeckt an dem Außenverkleidungsteil angeordnet sind, darstellen.
Um diese Schwingungen zu dämpfen und damit die Störsignale zu vermeiden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Dämpfungseinrichtungen, beispielsweise Gummiringe, an den Außenteilen einzusetzen. Nachteilig bei den Dämpfungseinrichtungen gemäß dem Stand der Technik ist es jedoch, dass die Dämpfungseinrichtungen in der Regel eine Abhängigkeit von einer Temperatur des Außenteils und einer Frequenz der angeregten Schwingung aufweisen und damit nicht den Anforderungen einer vollständigen Dämpfung der Plattenschwingungen über den geforderten Temperaturbereich insbesondere bei Frequenzen im Ultraschallbereich genügen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, von Ultraschallsensoren verursachte
Schwingungen an Außenteilen von Kraftfahrzeugen besonders einfach und zuverlässig zu dämpfen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dämpfungseinrichtung, eine Anordnung sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
Eine erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung für ein Außenteil eines Kraftfahrzeugs dient zum Dämpfen von durch einen Ultraschallsensor beim Aussenden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen verursachten Schwingungen des Außenteils. Die Dämpfungseinrichtung weist zumindest zwei Dämpfungselemente auf, wobei ein erstes der Dämpfungselemente zum Erhöhen eines Dämpfungsgrades des Außenteils in einem ersten Temperaturbereich des Außenteils und/oder in einem ersten Frequenzbereich der Schwingungen ausgebildet ist und ein zweites der Dämpfungselemente zum Erhöhen eines Dämpfungsgrades des Außenteils in einem zum ersten Temperaturbereich unterschiedlichen zweiten Temperaturbereich des Außenteils und/oder in einem zum ersten Frequenzbereich unterschiedlichen zweiten Frequenzbereich der Schwingungen ausgebildet ist.
Die Dämpfungseinrichtung, welche gemeinsam mit dem Ultraschallsensor an einer einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs abgewandten Rückseite des Außenteils anordenbar ist, dient zum Abschwächen beziehungsweise Dämpfen der Schwingungen, welche durch den Ultraschallsensor beim Aussenden und/oder Empfangen der
Ultraschallsignale entlang einer Senderichtung durch das Außenteil hindurch verursacht werden. Das Außenteil kann beispielsweise Glas, Metall oder einen Kunststoff aufweisen und beispielsweise als ein Stoßfänger oder eine Seitentüre des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Die durch den Ultraschallsensor beim Senden und/oder Empfangen verursachten Schwingungen können beispielsweise Vibrationen des Außenteils oder Körperschall sein, welcher sich im Außenteil, beispielsweise in einer Ebene senkrecht zur Senderichtung, ausbreitet. Durch die Ausbreitung der Schwingungen im Außenteil können beispielsweise andere Ultraschallsensoren beim Senden und/oder Empfangen gestört werden. Auch können Reflexionen der Schwingungen in dem Außenteil den
Ultraschallsensor selbst beim Senden und/oder Empfangen stören. Um diese Störungen zu verhindern, werden die Schwingungen des Außenteils durch die Dämpfungseinrichtung gedämpft. Dabei wird die Dämpfungseinrichtung
schwingungsgekoppelt mit dem Außensteil, insbesondere wird die Dämpfungseinrichtung anliegend an die Rückseite des Außenteils angeordnet, beispielsweise mit der Rückseite des Außenteils verklebt. Um außerdem zu gewährleisten, dass die Schwingungen zuverlässig auch über einen hohen Temperaturbereich von beispielsweise -40 Grad Celsius bis +120 Grad Celsius und/oder einen hohen Frequenzbereich, welcher insbesondere Frequenzen im Ultraschallbereich umfasst, gedämpft werden können, weist die Dämpfungseinrichtung die zumindest zwei Dämpfungselemente beziehungsweise Dämpfungsglieder auf. Dabei bilden das erste Dämpfungselement und das Außenteil ein erstes schwingungsfähiges System, welches einen ersten Dämpfungsgrad
beziehungsweise ein erstes Dämpfungsmaß aufweist, und das zweite Dämpfungselement und das Außenteil ein zweites schwingungsfähiges System, welches einen zweiten Dämpfungsgrad beziehungsweise ein zweites Dämpfungsmaß aufweist. Dabei ist das erste Dämpfungsmaß in dem ersten Frequenzbereich und/oder in dem ersten
Temperaturbereich größer als das zweite Dämpfungsmaß. Das zweite Dämpfungsmaß weist in dem zweiten Temperaturbereich und/oder in dem zweiten Frequenzbereich einen höheren Wert auf als das erste Dämpfungsmaß.
Mit anderen Worten bedeutet dies, dass das erste Dämpfungselement für den ersten Temperaturbereich und/oder den ersten Frequenzbereich optimiert ist und daher
Schwingungen des Außenteils in dem ersten Temperaturbereich des Außenteils und/oder dem ersten Frequenzbereich der angeregten Schwingungen besonders zuverlässig, insbesondere vollständig, dämpfen kann, und das zweite Dämpfungselement für den zweiten Temperaturbereich und/oder den zweiten Frequenzbereich optimiert ist und daher Schwingungen des Außenteils in dem zweiten Temperaturbereich des Außenteils und/oder dem zweiten Frequenzbereich der angeregten Schwingungen besonders zuverlässig, insbesondere vollständig, dämpfen kann. Jedem Dämpfungselement ist also ein Temperaturbereich und/oder Frequenzbereich zugeordnet, in welchem das
Dämpfungselement die Schwingungen besonders gut und zuverlässig dämpft. Anders ausgedrückt weist das erste Dämpfungselement ein erstes temperaturabhängiges und/oder frequenzabhängiges Dämpfungsvermögen auf und das zweite
Dämpfungselement weist ein zweites temperaturabhängiges und/oder
frequenzabhängiges Dämpfungsvermögen auf. Dabei ist das erste Dämpfungsvermögen des ersten Dämpfungselementes in dem ersten Temperaturbereich und/oder ersten Frequenzbereich größer als das zweite Dämpfungsvermögen des zweiten Dämpfungselementes. Das zweite Dämpfungsvermögen des zweiten
Dämpfungselementes ist in dem zweiten Temperaturbereich und/oder zweiten
Frequenzbereich größer als das erste Dämpfungsvermögen des ersten
Dämpfungselementes.
Die Temperaturbereiche sind dabei Teilbereiche des Gesamttemperaturbereiches. So kann beispielsweise der erste Temperaturbereich Temperaturen von -40 Grad Celsius bis +40 Grad Celsius umfassen und der zweite Temperaturbereich Temperaturen von +40 Grad Celsius bis +120 Grad Celsius umfassen. Es können auch mehr als zwei Dämpfungselemente vorgesehen sein, wobei jedes der Dämpfungselemente den Dämpfungsgrad für das Außenteil in einem dem Dämpfungselement zugeordneten Temperaturbereich und/oder Frequenzbereich erhöht.
Durch das Bereitstellen der zumindest zwei Dämpfungselemente kann auf besonders einfache Weise eine zuverlässige und effiziente Dämpfung von Schwingungen in dem Außenteil über einen hohen Temperaturbereich und/oder einen hohen Frequenzbereich bereitgestellt werden und damit eine hohe Funktionstüchtigkeit des Ultraschallsensors bereitgestellt werden.
Vorzugsweise weist das erste Dämpfungselement ein erstes Material beziehungsweise einen ersten Werkstoff und das zweite Dämpfungselement ein zu dem ersten Material unterschiedliches zweites Material beziehungsweise einen zweiten Werkstoff auf. Dies bedeutet, dass die Dämpfungselemente unterschiedliche Materialien beziehungsweise Materialmischungen aufweisen. Dabei weist das erste Material insbesondere eine erste viskoelastische Materialeigenschaft auf und das zweite Material eine zweite
viskoelastische Materialeigenschaft auf. Die Materialien unterscheiden sich also insbesondere in ihren viskoelastischen Materialeigenschaften.
Eine solche viskoelastische Materialeigenschaft kann beispielsweise das komplexe Elastizitätsmodul sein, welches einen elastischen Anteil, das sogenannte Speichermodul, und einen viskosen Anteil, das sogenannte Verlustmodul, aufweist. Der elastische Anteil des komplexen Elastizitätsmoduls stellt den Anteil einer Steifigkeit des Werkstoffes dar, der dazu führt, dass die Energie einer mechanischen Belastung von einem Werkstoff durch elastische Verformung gespeichert und anschließend wieder abgegeben werden kann. Der viskose Anteil stellt den Anteil der Steifigkeit dar, der dazu führt, dass die Energie einer mechanischen Belastung von dem Werkstoff durch plastische Verformung in Reibungswärme umgewandelt wird. Eine weitere viskoelastische Materialeigenschaft kann der sogenannte Verlustfaktor sein, welcher das Verhältnis zwischen dem viskosen Anteil, also dem Verlustmodul, und dem elastischen Anteil, also dem Speichermodul, bezeichnet. Die mechanischen Eigenschaften von Werkstoffen, beispielsweise eine Dämpfung beziehungsweise eine Werkstoffdämpfung oder eine Elastizität des
Werkstoffes, sind üblicherweise von der Temperatur und einer
Belastungsgeschwindigkeit, insbesondere einer Frequenz, abhängig. Somit können durch die Wahl des Materials beziehungsweise durch die Anpassung der viskoelastischen Materialeigenschaften diese mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes, also beispielsweise ein Dämpfungsvermögen des Werkstoffes, beeinflusst beziehungsweise vorgegeben werden.
Die Materialien können also basierend auf ihren viskoelastischen Materialeigenschaften derart ausgewählt werden, dass sie für den jeweiligen zugeordneten Temperaturbereich und/oder Frequenzbereich optimiert sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass das erste Material beispielsweise auf maximale Vibrationsdämpfung in dem ersten
Temperaturbereich und/oder dem ersten Frequenzbereich optimiert ist. Das zweite Material ist beispielsweise auf maximale Vibrationsdämpfung in dem zweiten
Temperaturbereich und/oder dem zweiten Frequenzbereich optimiert. Somit kann auf besonders einfache Weise durch das Bereitstellen verschiedener Materialien
beziehungsweise Materialzusammensetzungen eine zuverlässige und vielfältig einsetzbare Dämpfungseinrichtung bereitgestellt werden.
Bevorzugt weist das erste Dämpfungselement Bitumen als das erste Material auf und das zweite Dämpfungselement Butylkautschuk als das zweite Material auf. Bitumen und Butylkautschuk sind aufgrund ihrer schalldämmenden Wirkung besonders gut zum Ausbilden der Dämpfungselemente geeignet.
Vorzugsweise weist die Dämpfungseinrichtung eine durchgängige Aussparung zum Anordnen des Ultraschallsensors in der Aussparung auf. Die Aussparung kann beispielsweise als ein Loch in der Dämpfungseinrichtung vorgesehen sein, sodass eine in Senderichtung weisende Vorderseite des Ultraschallsensors und eine Oberfläche der Dämpfungseinrichtung insbesondere bündig angeordnet sind und anliegend an die Rückseite des Außenteils angeordnet werden können. Der die Aussparung umgebende, schwingungsdämpfende Bereich der Dämpfungseinrichtung, welcher die
Dämpfungselemente umfasst, ist angrenzend an den Ultraschallsensor angeordnet beziehungsweise umgibt den Ultraschallsensor, sodass Schwingungen innerhalb des Außenteils, welche sich beispielsweise senkrecht zur Senderichtung in dem Außenteil ausbreiten, effizient und zuverlässig gedämpft werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Dämpfungseinrichtung plattenförmig ausgebildet, wobei das erste Dämpfungselement durch einen ersten Bereich der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist und das zweite Dämpfungselement durch einen zweiten Bereich der plattenförmigen
Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist. Die Dämpfungseinrichtung ist insbesondere einteilig ausgestaltet und umfasst die zumindest zwei voneinander separierten, insbesondere aneinander angrenzenden Bereiche. Jeder Bereich kann dabei ein anderes, temperaturoptimiertes und/oder frequenzoptimiertes Material aufweisen. So kann beispielsweise der erste Bereich Bitumen aufweisen und der zweite Bereich Butylkautschuk aufweisen. Unter der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung ist hier eine Dämpfungseinrichtung zu verstehen, deren Dicke klein ist im Vergleich zu ihren übrigen geometrischen Abmessungen, beispielsweise zu ihrem Durchmesser. Die plattenförmige Dämpfungseinrichtung kann auch verformbar beziehungsweise biegbar sein und beispielsweise als eine Dämpfungsfolie beziehungsweise Dämpfungsmembran ausgestaltet sein. Somit kann die Dämpfungseinrichtung an eine Form der Rückseite des Außenteils angepasst werden und beispielsweise vollflächig anliegend an der Rückseite des Außenteils angeordnet werden. Eine als plattenförmige Dämpfungseinrichtung ausgebildete Dämpfungseinrichtung ist in vorteilhafter Weise besonders gewichtsarm und platzsparend.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein, um eine auf einer Oberfläche der Dämpfungseinrichtung senkrecht stehende Längsachse verlaufender Außenrand der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung kreisförmig ausgebildet. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Dämpfungseinrichtung als eine runde, kreisförmige Platte beziehungsweise Membran ausgestaltet ist. Mittig, also im Bereich eines Mittelpunktes der kreisförmigen Oberfläche, kann die durchgängige, entlang der Längsachse, welche in Senderichtung orientiert ist, verlaufende Aussparung zum Anordnen des
Ultraschallsensors ausgebildet sein. Somit weist der Außenrand ausgehend von dem Ultraschallsensor beziehungsweise der Aussparung in alle Richtungen entlang der Rückseite des Außenteils den gleichen Abstand zum Ultraschallsensor auf, sodass die durch die Ultraschallsignale verursachten Schwingungen im Außenteil besonders gut gedämpft werden können. In einer Ausführungsform weist die plattenförmige Dämpfungseinrichtung einen konzentrischen Aufbau auf, wobei der erste Bereich von einer auf einer Oberfläche der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung senkrecht stehenden Längsachse der
Dämpfungseinrichtung bis zu einem ersten Abstand von der Längsachse ausgebildet ist und der zweite Bereich angrenzend an den ersten Bereich von dem ersten Abstand bis zu einem zweiten Abstand von der Längsachse ausgebildet ist. Der erste Bereich ist dabei mittig in der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung angeordnet, wobei eine äußere Begrenzung des ersten Bereiches parallel und beabstandet zu dem Außenrand der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung angeordnet. Wenn beispielsweise die Aussparung im Bereich der Längsachse, also mittig in der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung, angeordnet ist, so ist der erste Bereich angrenzend an die Aussparung ausgebildet und umgibt die Aussparung vollständig. Der zweite Bereich ist angrenzend an den ersten Bereich ausgebildet und umgibt den ersten Bereich vollständig. Bei einer runden, plattenförmigen Dämpfungseinrichtung sind der erste Bereich und der zweite Bereich insbesondere ringförmig um die Längsachse ausgebildet. Wenn die plattenförmige Dämpfungseinrichtung genau zwei Dämpfungselemente, also zwei Bereiche, aufweist, so entspricht eine äußere Begrenzung des zweiten Bereiches dem Außenumfang der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung. Eine so ausgestaltete Dämpfungseinrichtung ist besonders einfach zu fertigen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die plattenförmige
Dämpfungseinrichtung einen geschichteten Aufbau aufweist und zumindest zwei
Schichten umfasst, wobei der erste Bereich durch eine erste Schicht ausgebildet ist und der zweite Bereich durch eine an die erste Schicht angrenzende zweite Schicht ausgebildet ist. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass sich der erste Bereich von einer, eine Oberseite der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung ausbildenden Oberfläche der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung bis zu einem ersten Abstand von der Oberseite erstreckt. Der zweite Bereich erstreckt sich von dem ersten Abstand bis zu einem zweiten Abstand von der Oberseite. Bei einer Dämpfungseinrichtung, welche genau zwei
Bereiche aufweist, erstreckt sich der zweite Bereich von dem ersten Abstand bis zu einer, eine Unterseite der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung ausbildenden Oberfläche der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung. Die zumindest zwei Schichten können jeweils unterschiedliche Materialien aufweisen, sodass die plattenförmige Dämpfungseinrichtung als ein Materialsandwich ausgebildet ist. Die Schichten sind insbesondere deckungsgleich beziehungsweise kongruent ausgestaltet. Durch diesen geschichteten Aufbau kann die Dämpfungseinrichtung besonders einfach gefertigt und platzsparend ausgestaltet werden. Außerdem können bei dem geschichteten Aufbau besonders einfach mehr als zwei Dämpfungselemente bereitgestellt werden, indem beispielsweise mehrere Schichten beziehungsweise Lagen mit jeweiligen frequenzoptimierten und/oder
temperaturoptimierten Materialien aufeinander gestapelt werden. So kann die
Dämpfungseinrichtung besonders einfach an einen vorgegebenen
Gesamttemperaturbereich und/oder Gesamtfrequenzbereich angepasst oder erweitert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die plattenförmige
Dämpfungseinrichtung entlang einer, um eine Längsachse der plattenförmigen
Dämpfungseinrichtung verlaufenden Umlaufrichtung zumindest zwei aneinander angrenzende Segmente auf, wobei der erste Bereich durch ein erstes Segment ausgebildet ist und der zweite Bereich durch ein zweites Segment ausgebildet ist. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die plattenförmige Dämpfungseinrichtung entlang der Umlaufrichtung segmentiert beziehungsweise unterteilt ist. Jedes der Segmente kann beispielsweise kuchenstückförmig ausgestaltet sein. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die plattenförmige Dämpfungseinrichtung entlang der Umlaufrichtung in mehr als zwei Segmente unterteilt ist, wobei die Segmente beispielsweise abwechselnd das erste Material und das zweite Material aufweisen.
Auch kann es vorgesehen sein, dass die Dämpfungseinrichtung mehr als zwei
Dämpfungselemente aufweist. So kann es beispielsweise sein, dass die
Dämpfungseinrichtung einen geschichteten Aufbau aufweist, wobei zumindest eine der Schichten den konzentrischen Aufbau und/oder den segmentierten Aufbau aufweisen kann. So kann eine Vielzahl an Materialien kombiniert werden, wobei jedes Material auf einen vorbestimmten Temperaturbereich und/oder Frequenzbereich optimiert ist. Damit kann die Dämpfungseinrichtung einfach und schnell kundenspezifisch hergestellt werden und beispielsweise an einen späteren Einsatzort, beispielsweise an dort vorherrschende Außentemperaturen, angepasst werden. Somit kann auf einfache Weise eine besonders gute und effiziente Dämpfung des Außenteils über einen hohen Temperaturbereich und/oder einen hohen Frequenzbereich gewährleistet werden.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die plattenförmige Dämpfungseinrichtung eine Versteifungsschicht aufweist, wobei die zumindest zwei Dämpfungselemente auf der Versteifungsschicht angeordnet sind. Die Versteifungsschicht kann beispielsweise aus Aluminium ausgebildet sein und in Kombination mit den Dämpfungselementen zum Aufnehmen von Scherkräften und damit zum besonders effizienten Dämpfen ausgelegt sein. Vorzugsweise umfasst die plattenförmige Dämpfungseinrichtung eine Dicke von höchstens 1 mm und/oder einen Durchmesser von höchstens 20 cm, insbesondere höchstens 10 cm. Durch diese geringe Dicke und/oder den geringen Durchmesser weist die Dämpfungseinrichtung einerseits ein besonders geringes Gewicht auf und kann andererseits besonders platzsparend an der Rückseite des Außenverkleidungsteils angebracht werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die plattenförmige Dämpfungseinrichtung an einer Oberfläche der Dämpfungseinrichtung eine Klebeschicht zum Anbringen an einer einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs abgewandten Rückseite des Außenteils auf. Die Dämpfungseinrichtung kann beispielsweise als ein vorgestanztes Klebeplättchen beziehungsweise Klebepad oder als eine selbstklebende Folie ausgestaltet sein, welche individuell für einen Kunden beziehungsweise den späteren Einsatzort der
Dämpfungseinrichtung zusammengestellt sein kann. Der Kunde, welchem die
Dämpfungselemente beispielsweise appliziert auf der Versteifungsschicht geliefert wird, kann die Dämpfungseinrichtung über die Klebeschicht besonders einfach und
aufwandsarm an der Rückseite des Außenteils anbringen.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Ultraschallsensor, einem Außenteil des Kraftfahrzeugs und zumindest einer Dämpfungseinrichtung, wobei der zumindest eine Ultraschallsensor und die zumindest eine Dämpfungseinrichtung an einer einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs abgewandten Rückseite des Außenteils angeordnet sind.
Der Ultraschallsensor kann eine schwingungsfähige Membran aufweisen, welche einen Membranboden und eine Membranmantelwand umfasst. Dabei weist der Membranboden eine, in die Ultraschallsignale aussendende Senderichtung des Ultraschallsensors weisende Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberliegende Rückseite auf. Das Außenteil kann beispielsweise ein Stoßfänger oder eine Seitentüre des Kraftfahrzeugs sein. Die Vorderseite des Membranbodens sowie die Oberseite der
Dämpfungseinrichtung können dabei an der Rückseite des Außenteils angeordnet, beispielsweise mit der Rückseite des Außenteils verklebt, sein. Der Ultraschallsensor sendet die Ultraschallsignale entlang der Senderichtung durch das Außenverkleidungsteil in Senderichtung in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs aus und/oder empfängt die an einem Objekt in dem Umgebungsbereich reflektierten Ultraschallsignale durch das Außenteil hindurch. Durch das Außenteil und das erste Dämpfungselement wird ein erstes schwingungsfähiges System mit einem ersten Dämpfungsgrad ausgebildet und durch das Außenteil und das zweite Dämpfungselement ein zweites schwingungsfähiges System mit einem zweiten Dämpfungsgrad ausgebildet. Dabei ist der erste
Dämpfungsgrad in dem ersten Temperaturbereich und/oder dem ersten Frequenzbereich höher als der zweite Dämpfungsgrad und der zweite Dämpfungsgrad in dem zweiten Temperaturbereich und/oder in dem zweiten Frequenzbereich höher als der erste Dämpfungsgrad.
Vorzugsweise wird die Dämpfungseinrichtung mittels eines Sprühverfahrens und/oder eines Dosierverfahrens auf die Rückseite des Außenteils aufgebracht. Somit kann die Dämpfungseinrichtung besonders schnell und einfach, beispielsweise durch Aufsprühen und/oder Aufstreichen, an der Rückseite des Außenteils angeordnet werden.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Anordnung. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen ausgebildet.
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung vorgestellten
bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Anordnung sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Mit Angaben„oben",„unten",„vorne",„hinten",„horizontal",„vertikal",„innen",„außen", „Umlaufrichtung" (U),„Längsachse" (L), etc. sind bei bestimmungsgemäßem Gebrauch und bestimmungsgemäßem Anordnen der Dämpfungseinrichtung an dem Kraftfahrzeug und bei einem dann vor dem Kraftfahrzeug stehenden und in Richtung des
Kraftfahrzeugs blickenden Beobachter gegebene Positionen und Orientierungen angegeben.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
Im Folgenden wird die Erfindung nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung in einer Draufsicht;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung in einer Draufsicht;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung in einer Seitenschnittansicht; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung zweier Kennlinien, welche jeweilige
materialspezifische Dämpfungsverhalten zeigen.
In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist im vorliegenden Fall als ein Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Anordnung 2 auf, welche ein Außenteil 3 des Kraftfahrzeugs 1 , einen Ultraschallsensor 4 sowie eine Dämpfungseinrichtung 5 umfasst. Das Außenteil 3 ist im vorliegenden Fall als eine Seitentüre des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet. Das Außenteil 3 kann beispielsweise aber auch als ein Stoßfänger des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet sein. Der Ultraschallsensor 4 sowie die
Dämpfungseinrichtung 5 sind verdeckt am Kraftfahrzeug 1 verbaut. Dies bedeutet, dass der Ultraschallsensor 4 sowie die Dämpfungseinrichtung 5 an einer einem Umgebungsbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 abgewandten Rückseite des Außenteils 3 angeordnet sind.
Der Ultraschallsensor 4 ist dazu ausgelegt, den Umgebungsbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 zu erfassen. Dazu kann der Ultraschallsensor 4 Ultraschallsignale entlang einer Senderichtung in den Umgebungsbereich 6 aussenden und/oder aus dem
Umgebungsbereich 6 empfangen. Durch den verdeckten Verbau des Ultraschallsensors 4 sendet und/oder empfängt der Ultraschallsensor 4 die Ultraschallsignale durch das Außenteil 3 hindurch. Durch das Senden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen durch das Außenteil 3 können Schwingungen, beispielsweise Vibrationen oder
Körperschall, in dem Außenteil 3 angeregt werden, welche sich über eine Fläche des Außenteils 3, insbesondere senkrecht zur Senderichtung, ausbreiten können.
Um diese unerwünschten Schwingungen in dem Außenteil 3 zu dämpfen, weist die Anordnung 2 die Dämpfungseinrichtung 5 auf. Die Dämpfungseinrichtung 5 umfasst zumindest zwei Dämpfungselemente 7, 8. Dabei erhöht das erste Dämpfungselement 7 einen Dämpfungsgrad des Außenteils 3 in einem ersten Temperaturbereich des
Außenteils 3 und/oder in einem ersten Frequenzbereich der Schwingungen. Das zweite Dämpfungselement 8 erhöht den Dämpfungsgrad des Außenteils 3 in einem von dem ersten Temperaturbereich verschiedenen zweiten Temperaturbereich des Außenteils 3 und/oder einem von dem ersten Frequenzbereich verschiedenen zweiten
Frequenzbereich der Schwingungen. Das erste Dämpfungselement 7 und das Außenteil 3 bilden also ein erstes schwingungsfähiges System mit einem ersten Dämpfungsgrad und das zweite Dämpfungselement 8 und das Außenteil 3 bilden ein zweites
schwingungsfähiges System mit einem zweiten Dämpfungsgrad. Dabei ist der erste Dämpfungsgrad in dem ersten Temperaturbereich und/oder dem ersten Frequenzbereich höher als der zweite Dämpfungsgrad. Der zweite Dämpfungsgrad ist in dem zweiten Temperaturbereich und/oder dem zweiten Frequenzbereich höher als der erste
Dämpfungsgrad. Durch die Dämpfungselemente 7, 8 können also Schwingungen in einem besonders hohen Gesamttemperaturbereich, beispielsweise zwischen -40 Grad Celsius und +120 Grad Celsius, und/oder in einem besonders hohen
Gesamtfrequenzbereich, welcher insbesondere Schwingungen im Ultraschallbereich umfasst, gedämpft werden. Das erste Dämpfungselement 7 kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, insbesondere Schwingungen bei niedrigen Temperaturen des Außenteils 3 zu dämpfen, während das zweite Dämpfungselement 8 dazu ausgelegt ist,
insbesondere Schwingungen bei hohen Temperaturen des Außenteils 3 zu dämpfen. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung 5 in einer Draufsicht. Die Dämpfungseinrichtung 5 ist hier plattenförmig ausgebildet und weist als die Dämpfungselemente 7, 8 zwei separate Bereiche 9, 10 auf. Eine Längsachse L der Dämpfungseinrichtung 5 läuft hier in die Zeichenebene hinein. Mittig in der
plattenförmigen Dämpfungseinrichtung 5 ist hier eine Aussparung 1 1 vorgesehen, in welcher der Ultraschallsensor 4 angeordnet werden kann. Der Ultraschallsensor 4 wird dabei derart angeordnet, dass der Ultraschallsensor 4 die Ultraschallsignale in einer Senderichtung parallel zur Längsachse L aussendet und/oder entgegen der
Senderichtung parallel zur Längsachse L empfängt.
Die plattenförmige Dämpfungseinrichtung 5 weist hier einen, entlang einer
Umlaufrichtung U verlaufenden kreisförmigen Außenrand 12 auf. Außerdem weist die plattenförmige Dämpfungseinrichtung 5 einen konzentrischen Aufbau auf. Dies bedeutet, dass die Bereiche 9, 10 ringförmig ausgebildet sind. Dabei ist der erste Bereich 9 angrenzend an die Aussparung 1 1 ausgebildet und umgibt die Aussparung 1 1 vollständig. Eine äußere Begrenzung des ersten Bereiches 9 weist einen ersten Abstand 13 von der Längsachse L auf. Der zweite Bereich 10 ist angrenzend an den ersten Bereich 9 ausgebildet und umgibt den ersten Bereich 9 vollständig. Der zweite Bereich 10 erstreckt sich von dem ersten Abstand 13 bis zu einem zweiten Abstand 14 von der Längsachse L. Eine äußere Begrenzung des zweiten Bereiches 10 entspricht hier dem Außenrand 12 der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung 5.
Das erste Dämpfungselement 7, welches durch den ersten Bereich 9 ausgebildet ist, weist hier ein erstes Material M1 mit einer ersten viskoelastischen Materialeigenschaft auf. Das zweite Dämpfungselement 8, welches durch den zweiten Bereich 10 ausgebildet ist, weist ein zweites Material M2 mit einer zweiten viskoelastischen Materialeigenschaft auf. Die viskoelastischen Eigenschaften können beispielsweise ein komplexes
Elastizitätsmodul oder ein Verlustfaktor sein. Das erste Material M1 beziehungsweise die erste viskoelastische Materialeigenschaft ist für den ersten Temperaturbereich und/oder den ersten Frequenzbereich optimiert und kann beispielsweise Bitumen aufweisen. Das zweite Material M2 beziehungsweise die zweite viskoelastische Materialeigenschaft ist für den zweiten Temperaturbereich und/oder den zweiten Frequenzbereich optimiert und kann beispielsweise Butylkautschuk aufweisen.
Eine Oberfläche 15 der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung 5 kann eine Klebeschicht aufweisen, mittels welcher die Dämpfungseinrichtung 5 mit der Rückseite des Außenteils 3 verbunden werden kann. Die plattenförmige Dämpfungseinrichtung 5 kann auch als eine selbstklebende Folie ausgestaltet sein und insbesondere verformbar
beziehungsweise biegbar sein, sodass die Oberfläche 15 der plattenförmigen
Dämpfungseinrichtung 5 vollflächig anliegend an der Rückseite des Außenteils 3 angeordnet werden kann.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung 5 in einer Draufsicht. Hier ist die plattenförmige Dämpfungseinrichtung 5 entlang der um die Längsachse L umlaufenden Umlaufrichtung U in Segmente 16, 17 unterteilt. Die Bereiche 9, 10 sind hier also als kuchenstückförmige Segmente 16, 17 ausgebildet, welche entlang der Umlaufrichtung U angrenzend aneinander ausgebildet sind. Dabei weisen die ersten Segmente 16 das erste Material M1 auf und die zweiten Segmente 17 das zweite Material M2 auf. Anders ausgedrückt weisen die Segmente 16, 17
abwechselnd das erste Material M1 und das zweite Material M2 auf.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung 5 in einer Seitenschnittansicht. Dabei ist ersichtlich, dass die Dämpfungseinrichtung 5 an der dem Umgebungsbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 abgewandten Rückseite 18 des Außenteils 3 beziehungsweise der Fahrzeugaußenhaut angebracht ist. In der Aussparung 1 1 , welche sich mittig in der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung 5 entlang der Längsachse L erstreckt, kann der Ultraschallsensor 4 angeordnet werden, sodass die Oberfläche 15 der Dämpfungseinrichtung 5 und eine Oberseite des Ultraschallsensors 4 insbesondere bündig angeordnet sind und anliegend an die Rückseite 18 des Außenteils 3 angeordnet werden können. Die Oberseite des Ultraschallsensors 4 kann
beispielsweise durch eine Vorderseite einer schwingungsfähigen Membran des
Ultraschallsensors 4 ausgebildet sein.
Die Dämpfungseinrichtung 5 weist hier entlang der Längsachse L einen geschichteten Aufbau auf, welcher hier eine erste Schicht 19 und eine zweite Schicht 20 umfasst. Die erste Schicht 19 weist hier wiederum den konzentrischen Aufbau auf, welcher die zwei Bereiche 9, 10 mit den zwei unterschiedlichen Materialien M1 , M2 umfasst. Die zweite Schicht 20 weist ein drittes Material M3 auf, welches ein drittes Dämpfungselement ausbildet und einen Dämpfungsgrad des Außenteils 3 in einem dritten Temperaturbereich des Außenteils 3 und/oder einem dritten Frequenzbereich der Schwingungen erhöht. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die erste Schicht 19 den segmentierten Aufbau aufweisend zumindest zwei Bereiche aufweist und/oder dass die zweite Schicht 20 den segmentierten oder konzentrischen Aufbau aufweisend zumindest zwei Bereiche aufweist. Außerdem umfasst die Dämpfungseinrichtung 5 hier eine Stabilisierungsschicht beziehungsweise eine Versteifungsschicht 21 , welche dazu ausgebildet ist, gemeinsam mit den Dämpfungselementen Scherkräfte zum Dämpfen der Schwingungen in dem Außenteil 3 aufzunehmen. Die Versteifungsschicht 21 kann beispielsweise aus Aluminium gebildet sein.
Die plattenförmige Dämpfungseinrichtung 5 weist entlang der Längsachse L eine Dicke 22 auf, welche insbesondere höchstens 1 mm beträgt. Außerdem beträgt ein
Durchmesser 23 der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung 5 in einer Ebene senkrecht zur Längsachse L beispielsweise höchstens 20 cm, insbesondere höchstens 10 cm. Unter der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung 5 ist also hier eine
Dämpfungseinrichtung zu verstehen, deren Dicke 22 deutlich kleiner ist als ihr
Durchmesser 23.
Fig. 5 zeigt zwei Kennlinien 24, 25, welche die Abhängigkeit eines Dämpfungsvermögens D der beiden Materialien M1 , M2 von der Temperatur T zeigen. Dabei ist auf der Abszisse die Temperatur T aufgetragen und auf der Ordinate das Dämpfungsvermögen D der Materialien M1 , M2. Anhand einer ersten, dem Material M1 zugeordneten Kennlinie 24 ist gezeigt, dass das Material M1 in dem ersten Temperaturbereich T1 ein besonders hohes Dämpfungsvermögen D aufweist, da ein Maximum der ersten Kennlinie 24 innerhalb des ersten Temperaturbereiches T1 liegt. Anhand einer zweiten, dem Material M2
zugeordneten Kennlinie 25 ist gezeigt, dass das Material M2 in dem zweiten
Temperaturbereich T2 ein besonders hohes Dämpfungsvermögen D aufweist, da ein Maximum der zweiten Kennlinie 25 innerhalb des zweiten Temperaturbereiches T2 liegt.

Claims

Patentansprüche
1 . Dämpfungseinrichtung (5) für ein Außenteil (3) eines Kraftfahrzeugs (1 ) zum
Dämpfen von durch einen Ultraschallsensor (4) beim Aussenden und/oder
Empfangen von Ultraschallsignalen verursachten Schwingungen des Außenteils (3), dadurch gekennzeichnet, dass
die Dämpfungseinrichtung (5) zumindest zwei Dämpfungselemente (7, 8) aufweist, wobei ein erstes der Dämpfungselemente (7) zum Erhöhen eines
Dämpfungsgrades des Außenteils (3) in einem ersten Temperaturbereich (T1 ) des Außenteils (3) und/oder in einem ersten Frequenzbereich der Schwingungen ausgebildet ist und ein zweites der Dämpfungselemente (8) zum Erhöhen eines Dämpfungsgrades des Außenteils (3) in einem zum ersten Temperaturbereich (T1 ) unterschiedlichen zweiten Temperaturbereich (T2) des Außenteils (3) und/oder in einem zum ersten Frequenzbereich unterschiedlichen zweiten Frequenzbereich der Schwingungen ausgebildet ist.
2. Dämpfungseinrichtung (5) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Dämpfungselement (7) ein erstes Material (M1 ) und das zweite
Dämpfungselement (8) ein zu dem ersten Material (M1 ) unterschiedliches zweites Material (M2) aufweist.
3. Dämpfungseinrichtung (5) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Dämpfungselement (7) Bitumen als das erste Material (M1 ) aufweist und das zweite Dämpfungselement (8) Butylkautschuk als das zweite Material (M2) aufweist.
4. Dämpfungseinrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dämpfungseinrichtung (5) eine durchgängige Aussparung (1 1 ) zum Anordnen des Ultraschallsensors (4) in der Aussparung (1 1 ) aufweist.
5. Dämpfungseinrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dämpfungseinrichtung (5) plattenförmig ausgebildet ist, wobei das erste
Dämpfungselement (7) durch einen ersten Bereich (9) der plattenförmigen
Dämpfungseinrichtung (5) ausgebildet ist und das zweite Dämpfungselement (8) durch einen zweiten Bereich (10) der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung (5) ausgebildet ist.
6. Dämpfungseinrichtung (5) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein um eine, auf einer Oberfläche (15) der Dämpfungseinrichtung (5) senkrecht stehende Längsachse (L) verlaufender Außenrand (12) der plattenförmigen
Dämpfungseinrichtung (5) kreisförmig ausgebildet ist.
7. Dämpfungseinrichtung (5) nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die plattenförmige Dämpfungseinrichtung (5) einen konzentrischen Aufbau aufweist, wobei der erste Bereich (9) von einer, auf einer Oberfläche (15) der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung (5) senkrecht stehenden Längsachse (L) der
Dämpfungseinrichtung (5) bis zu einem ersten Abstand (13) von der Längsachse (L) ausgebildet ist und der zweite Bereich (10) angrenzend an den ersten Bereich (9) von dem ersten Abstand (13) bis zu einem zweiten Abstand (14) von der Längsachse (L) ausgebildet ist.
8. Dämpfungseinrichtung (5) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die plattenförmige Dämpfungseinrichtung (5) einen geschichteten Aufbau aufweist und zumindest zwei Schichten (19, 20) umfasst, wobei der erste Bereich (9) durch eine erste Schicht (19) ausgebildet ist und der zweite Bereich (10) durch eine an die erste Schicht (19) angrenzende zweite Schicht (20) ausgebildet ist.
9. Dämpfungseinrichtung (5) nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die plattenförmige Dämpfungseinrichtung (5) entlang einer, um eine Längsachse (L) der plattenförmigen Dämpfungseinrichtung (5) verlaufenden Umlaufrichtung (U) zumindest zwei aneinander angrenzende Segmente (16, 17) aufweist, wobei der erste Bereich (9) durch ein erstes Segment (16) ausgebildet ist und der zweite Bereich (10) durch ein zweites Segment (17) ausgebildet ist.
10. Dämpfungseinrichtung (5) nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die plattenförmige Dämpfungseinrichtung (5) eine Versteifungsschicht (21 ) aufweist, wobei die zumindest zwei Dämpfungselemente (7, 8) auf der Versteifungsschicht (21 ) angeordnet sind.
1 1 . Dämpfungseinrichtung (5) nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die plattenförmige Dämpfungseinrichtung (5) eine Dicke (22) von höchstens 1 mm und/oder einen Durchmesser (23) von höchstens 20 cm, insbesondere höchstens 10 cm, aufweist.
12. Dämpfungseinrichtung (5) nach einem der Ansprüche 5 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die plattenförmige Dämpfungseinrichtung (5) an einer Oberfläche (15) der
Dämpfungseinrichtung (5) eine Klebeschicht zum Anbringen an einer, einem
Umgebungsbereich (6) des Kraftfahrzeugs (1 ) abgewandten Rückseite (18) des Außenteils (3) aufweist.
13. Anordnung (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ) mit zumindest einem Ultraschallsensor (4), einem Außenteil (3) des Kraftfahrzeugs (1 ) und zumindest einer
Dämpfungseinrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Ultraschallsensor (4) und die zumindest eine Dämpfungseinrichtung (5) an einer einem Umgebungsbereich (6) des Kraftfahrzeugs (1 ) abgewandten Rückseite (18) des Außenteils (3) angeordnet sind
14. Anordnung (2) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dämpfungseinrichtung (5) mittels eines Sprühverfahrens und/oder eines
Dosierverfahrens auf die Rückseite (18) des Außenteils (3) aufgebracht ist.
15. Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Anordnung (2) nach Anspruch 13 oder 14.
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