WO2019170565A1 - Coupling element for an ultrasonic sensor - Google Patents

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WO2019170565A1
WO2019170565A1 PCT/EP2019/055239 EP2019055239W WO2019170565A1 WO 2019170565 A1 WO2019170565 A1 WO 2019170565A1 EP 2019055239 W EP2019055239 W EP 2019055239W WO 2019170565 A1 WO2019170565 A1 WO 2019170565A1
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ultrasonic sensor
coupling element
layer
adhesive
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PCT/EP2019/055239
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Uwe Kupfernagel
Marian ROEGER
Original Assignee
Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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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

  • the present invention relates to a coupling element for an ultrasonic sensor.
  • the present invention relates in particular to a coupling element for a
  • the present invention further relates to an ultrasonic sensor to which such a coupling element is attached. Furthermore, the present invention relates to an arrangement of an ultrasonic sensor and a carrier, wherein the ultrasonic sensor via a
  • Coupling element is connected to the carrier.
  • Ultrasonic sensors are common in the prior art and can be installed in a known manner, for example, in the front area and in the rear area of the motor vehicle, namely, for example, on the bumpers.
  • the ultrasonic sensors are
  • Vehicle environment and more precisely on the distances between the vehicle on the one hand and the obstacles located in its surroundings on the other.
  • Driver assistance systems may include, for example, parking assistance systems, systems for monitoring blind spots, systems for keeping distance,
  • Coupling element is attached to a panel.
  • the coupling element comprises a
  • Matrix material reinforced with a filler For example, a
  • Silicone matrix can be used with a glass fiber filler. Further, a
  • Damping material provided, which surrounds the ultrasonic sensor on the panel.
  • DE 10 2006 055 168 A1 describes an obstacle detection device comprising a support member and an ultrasonic sensor attached to a first side of the support member.
  • the ultrasonic sensor transmits ultrasonic waves toward a second side of the support member and receives from the second side thereof ultrasonic waves.
  • the first side of the support member is disposed opposite to its second side.
  • At least one support surface of the ultrasonic sensor or a support surface of the support member has a protrusion projecting from an end surface of the support member Projection contacted another of the support surfaces.
  • Support surface of the support member is on its first side and facing the support surface of the ultrasonic sensor.
  • the end surface of the projection and the support surface of the ultrasonic sensor are different from each other in at least their shape or area. As a result, a desired directional characteristic can be specified.
  • DE 10 2012 106 695 A1 relates to an ultrasonic sensor arrangement for a motor vehicle, comprising a covering part and an ultrasonic sensor, which has a membrane for emitting and / or receiving ultrasonic signals, with a
  • Covering part is fixed, wherein the holding device is fixed via connecting means on the back of the trim part and the ultrasonic sensor is non-destructively reversibly releasably connected to the holding device, and with a coupling element, via which a lining part facing the front side of the diaphragm with the back of the trim part is coupled vibration technology such that the ultrasonic sensor is designed to transmit and / or receive the ultrasonic signals through the coupling element and the trim part.
  • EP 2 660 627 B1 describes a sensor arrangement comprising a planar
  • the ultrasonic sensor comprises a membrane which is detachably connected to the planar vehicle component, and wherein the planar vehicle component in the region of the ultrasonic sensor has a reduced material thickness, wherein the planar vehicle component comprises an acoustic coupling plate which is adjacent to the ultrasonic sensor and contacted the membrane punctiform.
  • DE 10 2010 023 072 A1 describes a device which has a holding surface with two sides and ultrasonic transducers which are attached to one of the sides of the holding surface.
  • the transducers transmit ultrasonic waves to the sides.
  • plate-shaped metal elements are mounted to adjust a radiation area of the ultrasonic transducers.
  • the elements comprise a self-adhesive aluminum foil with an aluminum layer and an adhesive layer.
  • the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art. It is in particular the object of the present invention to provide a solution by which an ultrasonic sensor can be coupled to a carrier in a simple manner, in particular for the defined transmission of ultrasonic waves.
  • a coupling element having the features of claim 1.
  • the object is also achieved by an ultrasonic sensor having the features of claim 7 and by an arrangement of an ultrasonic sensor and a carrier having the features of claim 9.
  • Preferred embodiments of the invention are described in the subclaims, in the description or in the figures, where more in the
  • a coupling element for an ultrasonic sensor in particular for transmitting ultrasonic waves from the ultrasonic sensor to a carrier or vice versa, wherein the coupling element has at least three layers such that a carrier layer is provided, which is formed of a metal, and wherein on a first Side of the carrier layer, a first connection layer is provided and on one of the first side opposite arranged second side of the
  • Carrier layer a second connection layer is arranged, wherein the first
  • Connecting layer and the second connection layer each having an adhesive.
  • An above-defined coupling element allows in a simple manner a secure connection of an ultrasonic sensor to a carrier, wherein furthermore an effective and defined transmission of ultrasonic waves to the carrier or vice versa is made possible.
  • the present invention thus describes a coupling element for a
  • the coupling element is used in particular for the transmission of
  • Ultrasonic waves from the ultrasonic sensor to the carrier or vice versa so preferably both.
  • An ultrasonic sensor usually comprises a membrane, which is provided and aligned to emit and / or receive ultrasonic waves or ultrasonic signals. For example, the ultrasonic sensor via the
  • Coupling element and / or be fixed to the support with a further holding device can be provided that the ultrasonic sensor is attached to a rear side of the carrier.
  • the holding device can be fixed via connecting means on the rear side of the carrier and the ultrasonic sensor can be connected to the holding device in a non-destructive, reversible manner.
  • the coupling element a front side of the membrane facing the carrier can be vibrationally coupled to the rear side of the carrier, so that the ultrasonic sensor is designed to emit and / or receive the ultrasonic signals through the coupling element and the carrier.
  • ultrasonic sensors are arranged concealed in bumpers. This means that they are arranged in continuous recesses or passage openings in the bumper and are visible on the outside.
  • the cup-shaped membrane of the ultrasonic sensor such as an aluminum pot, extends through the passage opening of the bumper, so that a front side or front surface of the membrane is flush with the outer surface of the bumper.
  • the interest in particular a hidden arrangement of an ultrasonic sensor, ie in particular an arrangement in which the ultrasonic sensor is not visible from the outside.
  • Coupling element has at least three layers such that a carrier layer is provided, which is formed of a metal and wherein adjacent to the carrier layer, a first connection layer is provided and on the first side opposite arranged second side of the carrier layer, a second connection layer is arranged, wherein the first bonding layer and the second bonding layer each having an adhesive.
  • an embodiment of the carrier layer made of a metal may mean, in particular, that the carrier layer consists of a metal.
  • a metal may be a metal made of an element, or an alloy.
  • the term carrier layer should mean that it carries the two connecting layers.
  • the carrier layer can be designed to be continuous or dense and therefore free of through holes or pores. In other words, direct contact of the first and second interconnection layers can be avoided.
  • a connecting layer is furthermore to be understood as meaning a layer of this type which covers the carrier layer with a corresponding joining partner, in particular the
  • Ultrasonic sensor or the carrier connects.
  • connection layers may lie directly against or touch the carrier layer.
  • the coupling element may have only the three layers described or consist of the three layers, but the provision of further layers is not excluded in principle.
  • a coupling element described here is characterized in particular by a pronounced insensitivity to temperature influences, in particular compared to the solutions of the prior art. Because with the hidden sensors in the ultrasonic range is currently often the coupling of the Ultrasonic transducer to a carrier by means of a liquid adhesive on or
  • Temperature-dependent changing the mechanical and rheological properties such as bending stiffness and viscosity of the adhesive used or the carrier layer of the coupling element, be.
  • the acoustic coupling of a transducer such as a bending wave transducer, as a vibration unit of the
  • Ultrasonic sensors be anisotropic. This may cause the softer the matrix becomes at high temperatures, the more the sound radiation in the direction of
  • the coupling element described above which has at least three layers such that a carrier layer is provided, which is formed of a metal and wherein on a first side of the carrier layer, a first connection layer is provided and on a first side opposite arranged second side If the carrier layer has a second connection layer, the first connection layer and the second connection layer each having an adhesive, the above-described disadvantages of the prior art can be overcome or almost eliminated or at least reduced.
  • the advantage that the resonant frequency, the transmission and reception amplitude and the emission has a significantly lower variation over the temperature than a coupling with the same thickness without metal layer or with a carrier layer a fiber material, such as a fiber composite material.
  • coupling elements according to the invention a clean edge and are also extremely dimensionally stable. Dirty surfaces, such as may occur using fibers, can be avoided.
  • the connecting layers with an adhesive or as adhesive layers approximately exclusively comprising an adhesive, it can further be made possible that a cohesive connection to the ultrasonic sensor, in particular the membrane of the ultrasonic sensor, and the carrier or the trim part is formed by the coupling element.
  • a cohesive connection enables a reliable transmission of the mechanical vibration from the ultrasonic sensor to the carrier and vice versa, so that a reflection-free sound transmission or sound propagation through the carrier is ensured.
  • the carrier layer is designed as a metal foil.
  • the coupling element can be configured with a very small thickness, which can improve the radiation behavior or the radiation coupling. In addition, by a made possible by a slide
  • Flexibility of the carrier layer makes it possible that any unevenness at the joining partners can be compensated for particularly well, and thus a particularly intimate contact with the joining partners can be made possible. As a result, an effective radiation coupling and also a defined measurement result can be made possible.
  • the metal foil may have a thickness in a range of> 10 gm to ⁇ 150 gm, for example in a range of> 20 pm to ⁇ 100 pm, in particular in a range of> 20 pm to ⁇ 70 pm.
  • the carrier layer comprises aluminum as metal, for example aluminum, for example an aluminum foil.
  • aluminum as a support layer, the above-described advantages can be effectively enabled. For example, using aluminum it can be made a clean one
  • Cutting edge or punching edge is formed so that contamination of the surface, as can occur as described above in fibrous carrier layers, can be avoided.
  • aluminum is characterized by an effective sound transmission, so that in particular using aluminum, an effective and defined measurement behavior can be made possible.
  • first connection layer and the second connection layer have a different adhesive.
  • the adhesive used for both joining partners ie the ultrasonic sensor and the carrier, as well as a variety of carriers must be used.
  • the adhesive can be tailored to the corresponding side or in the corresponding connection layer with respect to the corresponding joining partner, ie in particular the carrier or the ultrasonic sensor.
  • a permanently stable connection can be formed. This can equally intimate contact between the
  • Joining partners are permanently ensured, which can also permanently allow effective vibration coupling and a defined and reliable measurement result.
  • each side of the carrier layer is an individually adapted to the joining partner adhesive layer for use.
  • application on different surfaces such as powder coating on the one hand and cathodic dip coating on the other, on the other hand, can be critical according to the prior art. However, such different methods may be preferred and easily implemented for applying the adhesive.
  • the first bonding layer and the second bonding layer have the same adhesive.
  • a particularly simple production of the coupling element can be made possible because a two-sided application of the adhesive, ie the same adhesive to the
  • Carrier layer is usually possible under simple and easy to control process steps. Moreover, for example, but not limited thereto, a universal applicability can be given in the choice of a corresponding adhesive, so that the coupling element, even if it is provided on both sides with the same adhesive, on the ultrasonic sensor such as its membrane and the carrier safely and can be permanently fixed.
  • the adhesive of at least one of the first connection layer and the second connection layer is a silicone adhesive.
  • a silicone adhesive by using a silicone adhesive, the above-described advantages can be effectively enabled.
  • silicone adhesives using silicone adhesives, a comparatively low temperature dependence of the vibration transmission can be made possible.
  • silicone adhesives have a very wide range of applications, so that a connection with a variety of materials of the carrier or the ultrasonic sensor, to which the
  • Coupling element is fixed, is possible.
  • selectable one-component systems or
  • Two-component systems can be used, which can be adapted to the desired joining partners.
  • silicone adhesives have the advantage that they can also compensate for any unevenness of the joining partners very well, so that always a good and sound effectively coupling connection between the joining partners and the carrier layer or the metal layer and thus equally between the joining partners, ie between ultrasonic sensor and carrier is possible. This enables an effective and defined measurement behavior.
  • the coupling element With regard to further advantages and features of the coupling element, reference is made to the description of the ultrasonic sensor, the arrangement, the figures and the description of the fi gures, and vice versa. Also described is an ultrasonic sensor to which a coupling element for transmis conditions of ultrasonic waves from the ultrasonic sensor is arranged on a support or vice versa, wherein the coupling element is configured such as described above.
  • An ultrasonic sensor designed in this way can thus, in particular by virtue of the provision of the aforementioned coupling element, enable a preferred acoustic connection to a carrier.
  • the sound technical coupling has a signifi cant reduced dependence on temperature influences compared to the solutions of the prior art.
  • the coupling element is arranged on a membrane for emitting and receiving ultrasonic waves.
  • an effective transmission of the sound waves from the ultrasonic waves via the coupling element on the carrier or back from the carrier back to the ultrasonic sensor can be made possible.
  • ultrasonic sensors have a membrane which may be part of the housing and approximately designed in one piece with this, and which can be accommodated in a receptacle of the housing.
  • the membrane is excited to vibrate by a piezoelectric element and can also receive reflected vibrations. Therefore, it may be advantageous for an effective vibration coupling and a defined measurement result that the coupling element is positioned or attached directly to the membrane.
  • the ultrasonic sensor may be associated with a driver assistance system and provide information about the vehicle environment, and more specifically about the distances between the vehicle on the one hand and the surroundings in the vicinity.
  • Driver assistance systems can be, for example, parking assistance systems, blind spot monitoring systems, systems for spacing, lane monitoring systems, brake assistance systems and the like.
  • Such an arrangement may in particular be part of a vehicle, such as a motor vehicle.
  • An arrangement designed in this way can thus enable a preferred acoustic connection of these components, in particular by providing the aforementioned coupling element between the carrier and the ultrasonic sensor.
  • the acoustical coupling it may be possible for the acoustical coupling to have a significantly reduced dependence on temperature influences compared with the solutions from the prior art.
  • the coupling element is arranged on a membrane for emitting and receiving ultrasonic waves.
  • an effective transmission of the sound waves from the ultrasonic waves via the coupling element on the carrier or back from the carrier back to the ultrasonic sensor can be made possible.
  • the carrier may, for example, be a selectable trim part of a motor vehicle, such as, but not limited to, any position of the vehicle's outer skin, such as doors, bumpers, fenders or glass surfaces.
  • the ultrasonic sensor is positioned on a rear side of the carrier and thus hidden. In this embodiment, therefore, no savings for the ultrasonic sensor is provided, but the ultrasonic sensor transmits its sound waves through the coupling element to the carrier, such as the Verklei training part of the vehicle, the ultrasonic waves are emitted from the carrier.
  • Figure 1 is a schematic representation showing an embodiment of an arrangement of an ultrasonic sensor and a carrier and a coupling element arranged therebetween.
  • FIG. 2 shows a schematic representation showing an embodiment of a coupling element for the arrangement of FIG. 1.
  • an arrangement 10 of an ultrasonic sensor 12 and a carrier 14 is shown, which may be in particular part of a vehicle.
  • Ultrasonic sensor 12 can be configured in principle, as is known from the prior art.
  • the ultrasonic sensor 12 has a membrane 16, which is about a vibration-inducing element 18, such as a
  • Piezo element sound wave emitting or can receive.
  • Control terminals 20 are shown, which can control the vibration inducing element 18 and derive thereby obtained data.
  • the ultrasonic sensor 12 is associated with a driver assistance system and provides information about the vehicle environment, and more specifically about the distances between the vehicle on the one hand and the obstacles located in its surroundings on the other hand.
  • Driver assistance systems can be, for example, parking assistance systems, systems for blind spot monitoring, systems for keeping apart, lane monitoring systems, brake assistance systems and the like.
  • the carrier 14 may be, for example, a selectable trim panel of a motor vehicle, such as, but not limited to, any position of the vehicle's outer skin, such as doors, bumpers, fenders, or glass panels.
  • the ultrasonic sensor 12 is positioned at a rear side of the carrier 14.
  • the side of the carrier 14 facing away from the ultrasonic sensor 12 may be an outer side of the vehicle, so that the ultrasonic sensor 12 is positioned concealed.
  • the ultrasonic sensor 12 is connected to the carrier 14 by a coupling element 22 for transmitting ultrasonic waves.
  • the Koppelele element 22 thus serves to transmit from the membrane 16 ultrasonic waves to the Trä ger 14 forward or on the carrier 14 impinging ultrasonic waves from the carrier 14 to the membrane 16 on.
  • the coupling element 22 is shown in detail in FIG.
  • the coupling element 22 has three layers.
  • a middle layer forms a carrier layer 24, which is formed from a metal.
  • the carrier layer 24 may consist of a metal.
  • a preferred metal may be provided about aluminum.
  • the carrier layer 24 or the metal layer is configured like a foil or as a foil.
  • the carrier layer 24 may have a thickness in a range of> 10 gm to ⁇ 150 gm, approximately in one Range from> 20 miti to ⁇ 100 miti, in particular in a range from> 20 miti to ⁇ 70 miti.
  • first connection layer 26 is provided on a first side of the carrier layer 24 and a second connection layer 28 is provided on a second side of the carrier layer 24 arranged opposite the first side, wherein the first connection layer 26 and the second connection layer 26 are provided
  • Connecting layer 28 each having an adhesive.
  • the connecting layers 26, 28 thus serve to fix the coupling element 22 to the joining partners, ie the ultrasonic sensor 12 and the carrier 14.
  • first connection layer 26 and the second connection layer 28 have a different adhesive.
  • first connection layer 26 and the second connection layer 28 have the same adhesive. This embodiment enables a particularly simple applicability of the adhesive.
  • connecting layers 26, 28 it may be provided that this has a silicone adhesive.
  • An arrangement 10 described in FIG. 1 or a coupling element 22 shown in FIG. 2 can in particular have the advantage that, in particular in a temperature range from -40.degree. C. to 110.degree
  • Temperature dependence of the measurement or the radiation coupling is significantly reduced, since in particular the resonant frequency, the transmission and reception amplitude and the emission has a significantly lower variation over the temperature.
  • the coupling element 22 has a secure and intimate connection to the carrier 14 and the ultrasonic sensor 12 is made possible, which may allow a particularly reliable transmission of the mechanical vibration of the ultrasonic sensor to the carrier and vice versa, so that a reflection-free sound transmission or sound propagation through the carrier 14 is ensured. This enables reliable measurement results.

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Abstract

The invention relates to a coupling element (22) for an ultrasonic sensor (12), particularly for transmitting ultrasonic waves from the ultrasonic sensor (12) to a carrier (14) or vice versa, where the coupling element (22) comprises at least three layers such that a carrier layer (24) formed from a metal is provided, a first connection layer (26) is provided on a first side of the carrier layer (24), and a second connection layer (28) is provided on a second side of the carrier layer (24), which is arranged opposite the first side, the first connection layer (26) and the second connection layer (28) each comprising an adhesive.

Description

Koppelelement für einen Ultraschallsensor  Coupling element for an ultrasonic sensor
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Koppelelement für einen Ultraschallsensor. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Koppelelement für einen The present invention relates to a coupling element for an ultrasonic sensor. The present invention relates in particular to a coupling element for a
Ultraschallsensor, das ein verbessertes Messergebnis ermöglicht. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Ultraschallsensor, an dem ein derartiges Koppelelement befestigt ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung aus einem Ultraschallsensor und einem Träger, wobei der Ultraschallsensor über ein Ultrasonic sensor, which allows an improved measurement result. The present invention further relates to an ultrasonic sensor to which such a coupling element is attached. Furthermore, the present invention relates to an arrangement of an ultrasonic sensor and a carrier, wherein the ultrasonic sensor via a
Koppelelement mit dem Träger verbunden ist. Coupling element is connected to the carrier.
Ultraschallsensoren sind im Stand der Technik verbreitet und können in bekannter Weise etwa im Frontbereich und im Heckbereich des Kraftfahrzeugs verbaut werden, nämlich beispielsweise an den Stoßfängern. Die Ultraschallsensoren sind Ultrasonic sensors are common in the prior art and can be installed in a known manner, for example, in the front area and in the rear area of the motor vehicle, namely, for example, on the bumpers. The ultrasonic sensors are
Fahrerunterstützungssystemen zugeordnet und liefern Informationen über die Assigned driver assistance systems and provide information about the
Fahrzeugumgebung, und genauer gesagt über die Abstände zwischen dem Fahrzeug einerseits und den in seiner Umgebung befindlichen Hindernissen andererseits. Vehicle environment, and more precisely on the distances between the vehicle on the one hand and the obstacles located in its surroundings on the other.
Fahrerunterstützungssysteme können dabei beispielsweise Parkassistenzsysteme, Systeme zur Totwinkelüberwachung, Systeme zur Abstandshaltung, Driver assistance systems may include, for example, parking assistance systems, systems for monitoring blind spots, systems for keeping distance,
Spurüberwachungssysteme, Bremsassistenzsysteme und dergleichen sein. Track monitoring systems, brake assist systems and the like.
US 2017/0059697 A1 beschreibt einen Ultraschallsensor, der mittels eines US 2017/0059697 A1 describes an ultrasonic sensor, which by means of a
Koppelelements an einem Panel befestigt ist. Das Koppelelement umfasst ein Coupling element is attached to a panel. The coupling element comprises a
Matrixmaterial, das mit einem Füllstoff verstärkt ist. Beispielsweise kann eine Matrix material reinforced with a filler. For example, a
Silikonmatrix mit einem Glasfaser-Füller verwendet werden. Ferner ist ein Silicone matrix can be used with a glass fiber filler. Further, a
Dämpfungsmaterial vorgesehen, welches den Ultraschallsensor auf dem Panel umgibt. Damping material provided, which surrounds the ultrasonic sensor on the panel.
DE 10 2006 055 168 A1 beschreibt eine Hinderniserfassungsvorrichtung, die ein Halterungselement und einen Ultraschallsensor aufweist, welcher an einer ersten Seite des Halterungselements befestigt ist. Der Ultraschallsensor sendet Ultraschallwellen in Richtung einer zweiten Seite des Halterungselements und empfängt von der zweiten Seite dieses Ultraschallwellen. Die erste Seite des Halterungselements ist seiner zweiten Seite gegenüberliegend angeordnet. Zumindest eine Halterungsoberfläche des Ultraschallsensors oder eine Halterungsoberfläche des Halterungselements weist einen Vorsprung auf, welcher derart davon hervorsteht, dass eine Endoberfläche des Vorsprungs eine andere der Halterungsoberflächen kontaktiert. Die DE 10 2006 055 168 A1 describes an obstacle detection device comprising a support member and an ultrasonic sensor attached to a first side of the support member. The ultrasonic sensor transmits ultrasonic waves toward a second side of the support member and receives from the second side thereof ultrasonic waves. The first side of the support member is disposed opposite to its second side. At least one support surface of the ultrasonic sensor or a support surface of the support member has a protrusion projecting from an end surface of the support member Projection contacted another of the support surfaces. The
Halterungsoberfläche des Halterungselements ist auf seiner ersten Seite und liegt der Halterungsoberfläche des Ultraschallsensors gegenüber. Die Endoberfläche des Vorsprungs und die Halterungsoberfläche des Ultraschallsensors unterscheiden sich voneinander in zumindest ihrer Form oder Fläche. Dadurch kann eine gewünschte Richtcharakteristik vorgegeben werden. Support surface of the support member is on its first side and facing the support surface of the ultrasonic sensor. The end surface of the projection and the support surface of the ultrasonic sensor are different from each other in at least their shape or area. As a result, a desired directional characteristic can be specified.
DE 10 2012 106 695 A1 betrifft eine Ultraschallsensoranordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verkleidungsteil und einem Ultraschallsensor, welcher eine Membran zum Aussenden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen aufweist, mit einer DE 10 2012 106 695 A1 relates to an ultrasonic sensor arrangement for a motor vehicle, comprising a covering part and an ultrasonic sensor, which has a membrane for emitting and / or receiving ultrasonic signals, with a
Halteeinrichtung, mittels welcher der Ultraschallsensor an einer Rückseite des Holding device, by means of which the ultrasonic sensor on a rear side of the
Verkleidungsteils befestigt ist, wobei die Halteeinrichtung über Verbindungsmittel an der Rückseite des Verkleidungsteils fixiert ist und der Ultraschallsensor zerstörungsfrei reversibel lösbar mit der Halteeinrichtung verbunden ist, und mit einem Koppelelement, über welches eine dem Verkleidungsteil zugewandte Frontseite der Membran mit der Rückseite des Verkleidungsteils schwingungstechnisch gekoppelt ist, so dass der Ultraschallsensor zum Aussenden und/oder Empfangen der Ultraschallsignale durch das Koppelelement und das Verkleidungsteil hindurch ausgebildet ist. Covering part is fixed, wherein the holding device is fixed via connecting means on the back of the trim part and the ultrasonic sensor is non-destructively reversibly releasably connected to the holding device, and with a coupling element, via which a lining part facing the front side of the diaphragm with the back of the trim part is coupled vibration technology such that the ultrasonic sensor is designed to transmit and / or receive the ultrasonic signals through the coupling element and the trim part.
EP 2 660 627 B1 beschreibt eine Sensoranordnung umfassend eine flächige EP 2 660 627 B1 describes a sensor arrangement comprising a planar
Fahrzeugkomponente und ein Ultraschallsensor, wobei der Ultraschallsensor eine Membran umfasst, die lösbar mit der flächigen Fahrzeugkomponente verbunden ist, und wobei die flächige Fahrzeugkomponente im Bereich des Ultraschallsensors eine reduzierte Materialstärke aufweist, wobei die flächige Fahrzeugkomponente eine akustische Koppelplatte umfasst, die an den Ultraschallsensor angrenzt und dessen Membran punktförmig kontaktiert. Vehicle component and an ultrasonic sensor, wherein the ultrasonic sensor comprises a membrane which is detachably connected to the planar vehicle component, and wherein the planar vehicle component in the region of the ultrasonic sensor has a reduced material thickness, wherein the planar vehicle component comprises an acoustic coupling plate which is adjacent to the ultrasonic sensor and contacted the membrane punctiform.
DE 10 2010 023 072 A1 beschreibt eine Vorrichtung, die eine Haltefläche mit zwei Seiten und Ultraschallwandlern aufweist, die an einer der Seiten der Haltefläche angebracht sind. Die Wandler senden Ultraschallwellen zu den Seiten hin aus. An einer der Seiten der Haltefläche und benachbart zu den Wandlern sind plattenförmige Metallelemente angebracht, um einen Strahlungsbereich der Ultraschallwandler einzustellen. Die Elemente umfassen eine selbstklebende Aluminiumfolie mit einer Aluminiumschicht und einer Klebeschicht. Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen können noch weiteres Verbesserungspotential bieten, insbesondere hinsichtlich einer verbesserten und insbesondere definierten Kopplung eines Ultraschallsensors mit einem Träger. DE 10 2010 023 072 A1 describes a device which has a holding surface with two sides and ultrasonic transducers which are attached to one of the sides of the holding surface. The transducers transmit ultrasonic waves to the sides. On one of the sides of the holding surface and adjacent to the transducers, plate-shaped metal elements are mounted to adjust a radiation area of the ultrasonic transducers. The elements comprise a self-adhesive aluminum foil with an aluminum layer and an adhesive layer. Such solutions known from the prior art can still offer further potential for improvement, in particular with regard to an improved and in particular defined coupling of an ultrasonic sensor with a carrier.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, durch welche auf einfache Weise ein Ultraschallsensor mit einem Träger gekoppelt werden kann, insbesondere zur definierten Übertragung von Ultraschallwellen. It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art. It is in particular the object of the present invention to provide a solution by which an ultrasonic sensor can be coupled to a carrier in a simple manner, in particular for the defined transmission of ultrasonic waves.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Koppelelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß ferner durch einen Ultraschallsensor mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sowie durch eine Anordnung aus einem Ultraschallsensor und einem Träger mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren beschrieben, wobei weitere in den The object is achieved according to the invention by a coupling element having the features of claim 1. According to the invention, the object is also achieved by an ultrasonic sensor having the features of claim 7 and by an arrangement of an ultrasonic sensor and a carrier having the features of claim 9. Preferred embodiments of the invention are described in the subclaims, in the description or in the figures, where more in the
Unteransprüchen oder in der Beschreibung oder den Figuren beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, wenn sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt. Subclaims or features described or shown in the description or the figures individually or in any combination may form an object of the invention, if the context does not clearly indicate otherwise.
Es wird vorgeschlagen ein Koppelelement für einen Ultraschallsensor, insbesondere zum Übertragen von Ultraschallwellen von dem Ultraschallsensor an einen Träger oder umgekehrt, wobei das Koppelelement wenigstens drei Schichten aufweist derart, dass eine Trägerschicht vorgesehen ist, die aus einem Metall ausgebildet ist, und wobei auf einer ersten Seite der Trägerschicht eine erste Verbindungsschicht vorgesehen ist und auf einer der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite der It is proposed a coupling element for an ultrasonic sensor, in particular for transmitting ultrasonic waves from the ultrasonic sensor to a carrier or vice versa, wherein the coupling element has at least three layers such that a carrier layer is provided, which is formed of a metal, and wherein on a first Side of the carrier layer, a first connection layer is provided and on one of the first side opposite arranged second side of the
Trägerschicht eine zweite Verbindungsschicht angeordnet ist, wobei die erste Carrier layer, a second connection layer is arranged, wherein the first
Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht jeweils einen Klebstoff aufweisen. Connecting layer and the second connection layer each having an adhesive.
Ein vorstehend definiertes Koppelelement erlaubt auf einfache Weise eine sichere Anbindung eines Ultraschallsensors an einen Träger, wobei weiterhin eine effektive und definierte Übertragung von Ultraschallwellen auf den Träger oder umgekehrt ermöglicht wird. Die vorliegende Erfindung beschreibt somit ein Koppelelement für einen An above-defined coupling element allows in a simple manner a secure connection of an ultrasonic sensor to a carrier, wherein furthermore an effective and defined transmission of ultrasonic waves to the carrier or vice versa is made possible. The present invention thus describes a coupling element for a
Ultraschallsensor. Das Koppelelement dient insbesondere dem Übertragen von Ultrasonic sensor. The coupling element is used in particular for the transmission of
Ultraschallwellen von dem Ultraschallsensor auf den Träger oder umgekehrt, also bevorzugt beides. Ultrasonic waves from the ultrasonic sensor to the carrier or vice versa, so preferably both.
Ein Ultraschallsensor umfasst meist eine Membran, welche dazu vorgesehen und ausgerichtet ist, Ultraschallwellen beziehungsweise Ultraschallsignale auszusenden und/oder zu empfangen. Beispielsweise kann der Ultraschallsensor über das An ultrasonic sensor usually comprises a membrane, which is provided and aligned to emit and / or receive ultrasonic waves or ultrasonic signals. For example, the ultrasonic sensor via the
Koppelelement und/oder mit einer weiteren Halteeinrichtung an dem Träger fixiert sein. Beispielhaft kann es vorgesehen sein, dass der Ultraschallsensor an einer Rückseite des Trägers befestigt ist. Dabei kann etwa die Halteeinrichtung über Verbindungsmittel an der Rückseite des Trägers fixiert sein und der Ultraschallsensor zerstörungsfrei reversibel lösbar mit der Halteeinrichtung verbunden sein. Über das Koppelelement kann eine dem Träger zugewandte Fronseite der Membran mit der Rückseite des Trägers schwingungstechnisch gekoppelt sein, so dass der Ultraschallsensor zum Aussenden und/oder Empfangen der Ultraschallsignale durch das Koppelelement und den Träger hindurch ausgebildet ist. Coupling element and / or be fixed to the support with a further holding device. By way of example, it can be provided that the ultrasonic sensor is attached to a rear side of the carrier. In this case, for example, the holding device can be fixed via connecting means on the rear side of the carrier and the ultrasonic sensor can be connected to the holding device in a non-destructive, reversible manner. By way of the coupling element, a front side of the membrane facing the carrier can be vibrationally coupled to the rear side of the carrier, so that the ultrasonic sensor is designed to emit and / or receive the ultrasonic signals through the coupling element and the carrier.
Zwar ist bereits bekannt, dass derartige Ultraschallsensoren in Stoßfängern unverdeckt verbaut angeordnet sind. Dies bedeutet, dass sie in durchgängigen Aussparungen bzw. Durchgangsöffnungen in dem Stoßfänger angeordnet sind und außenseitig sichtbar sind. Hier erstreckt sich die topfförmige Membran des Ultraschallsensors, etwa ein Aluminiumtopf, durch die Durchgangsöffnung des Stoßfängers hindurch, so dass eine Frontseite bzw. Frontfläche der Membran mit der äußeren Oberfläche des Stoßfängers bündig abschließt. Although it is already known that such ultrasonic sensors are arranged concealed in bumpers. This means that they are arranged in continuous recesses or passage openings in the bumper and are visible on the outside. Here, the cup-shaped membrane of the ultrasonic sensor, such as an aluminum pot, extends through the passage opening of the bumper, so that a front side or front surface of the membrane is flush with the outer surface of the bumper.
Dem Vorstehenden folgend gilt bei der vorliegenden Erfindung das Interesse jedoch insbesondere einer verdeckten Anordnung eines Ultraschallsensors, also insbesondere einer Anordnung, bei welcher der Ultraschallsensor von außen nicht sichtbar ist. Following the above, however, in the present invention, the interest in particular a hidden arrangement of an ultrasonic sensor, ie in particular an arrangement in which the ultrasonic sensor is not visible from the outside.
Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, dass insbesondere bei einer rückseitigen Anbindung des Ultraschallsensors an den Träger eine gute schwingungstechnische Anbindung des Ultraschallsensors an den Träger über das Koppelelement von großer Wichtigkeit ist, um so ein effektives Messen zu ermöglichen und verlässliche From the above it can be seen that, in particular in the case of a rear connection of the ultrasonic sensor to the carrier, a good vibration-technical connection of the ultrasonic sensor to the carrier via the coupling element of a large size Importance is to enable effective measurement and reliable
Messergebnisse zu erhalten. To obtain measurement results.
Das hier beschriebene Koppelelement zeichnet sich dadurch aus, dass das The coupling element described here is characterized in that the
Koppelelement wenigstens drei Schichten aufweist derart, dass eine Trägerschicht vorgesehen ist, die aus einem Metall ausgebildet ist und wobei benachbart zu der Trägerschicht eine erste Verbindungsschicht vorgesehen ist und auf der der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite der Trägerschicht eine zweite Verbindungsschicht angeordnet ist, wobei die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht jeweils einen Klebstoff aufweisen. Coupling element has at least three layers such that a carrier layer is provided, which is formed of a metal and wherein adjacent to the carrier layer, a first connection layer is provided and on the first side opposite arranged second side of the carrier layer, a second connection layer is arranged, wherein the first bonding layer and the second bonding layer each having an adhesive.
Dabei kann eine Ausbildung der Trägerschicht aus einem Metall insbesondere bedeuten, dass die Trägerschicht aus einem Metall besteht. Ferner kann ein Metall ein aus einem Element bestehendes Metall sein, oder auch eine Legierung. Darüber hinaus soll der Begriff Trägerschicht bedeuten, dass diese die beiden Verbindungsschichten trägt. Insbesondere kann die Trägerschicht durchgehend beziehungsweise dicht und damit frei von durchgehenden Löchern oder Poren ausgestaltet sein. In anderen Worten kann ein direkter Kontakt der ersten und der zweiten Verbindungsschicht vermieden werden. In this case, an embodiment of the carrier layer made of a metal may mean, in particular, that the carrier layer consists of a metal. Further, a metal may be a metal made of an element, or an alloy. In addition, the term carrier layer should mean that it carries the two connecting layers. In particular, the carrier layer can be designed to be continuous or dense and therefore free of through holes or pores. In other words, direct contact of the first and second interconnection layers can be avoided.
Unter einer Verbindungsschicht ist ferner eine derartige Schicht zu verstehen, die die Trägerschicht mit einem entsprechenden Fügepartner, insbesondere dem A connecting layer is furthermore to be understood as meaning a layer of this type which covers the carrier layer with a corresponding joining partner, in particular the
Ultraschallsensor beziehungsweise dem Träger, verbindet. Ultrasonic sensor or the carrier connects.
Ferner kann es bevorzugt sein, dass die Verbindungsschichten unmittelbar an der Trägerschicht anliegen beziehungsweise diese berühren. Furthermore, it may be preferred for the connection layers to lie directly against or touch the carrier layer.
Schließlich kann das Koppelelement nur die drei beschriebenen Schichten aufweisen beziehungsweise aus den drei Schichten bestehen, wobei jedoch das Vorsehen weiterer Schichten nicht grundsätzlich ausgeschlossen ist. Finally, the coupling element may have only the three layers described or consist of the three layers, but the provision of further layers is not excluded in principle.
Ein hier beschriebenes Koppelelement zeichnet sich insbesondere durch eine ausgeprägte Unempfindlichkeit gegen Temperatureinflüsse aus, insbesondere gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik. Denn bei der verdeckten Sensorik im Ultraschallbereich wird momentan oftmals die Ankopplung des Ultraschallwandlers an einen Träger mittels eines Flüssigklebers ein- oder A coupling element described here is characterized in particular by a pronounced insensitivity to temperature influences, in particular compared to the solutions of the prior art. Because with the hidden sensors in the ultrasonic range is currently often the coupling of the Ultrasonic transducer to a carrier by means of a liquid adhesive on or
zweikomponentig appliziert oder mittels eines Transferklebebandes beziehungsweise mittels eines doppelseitigen Klebebandes mit einem Glasfasergewebe als Trägerschicht angebracht. Bei der Verwendung derartiger Komponenten kann es auftreten, dass bei Oberflächentemperaturen oberhalb von 50°C, wie diese in der Sonne und/oder in warmem Klima durchaus auftreten können, eine Veränderung in der two-component applied or attached by means of a transfer adhesive tape or by means of a double-sided adhesive tape with a glass fiber fabric as a carrier layer. When using such components, it may occur that at surface temperatures above 50 ° C, as they can quite occur in the sun and / or warm climate, a change in the
Abstrahlcharakteristik sowie eine Degression im Schalldruck und bei der Radiation characteristic and a degression in the sound pressure and in the
Resonanzfrequenz möglich ist. Hintergrund kann insbesondere ein starkes Resonance frequency is possible. Background can be a strong one in particular
temperaturabhängiges Verändern der mechanischen und rheologischen Eigenschaften, wie beispielsweise Biegesteifigkeit und Viskosität des verwendeten Klebstoffs beziehungsweise der Trägerschicht des Koppelelements, sein. Temperature-dependent changing the mechanical and rheological properties, such as bending stiffness and viscosity of the adhesive used or the carrier layer of the coupling element, be.
Bei der Verwendung von Geweben als Trägerschichten im Koppelelement kann es ferner prinzipbedingt auftreten, dass es Bereiche gibt, in denen der Klebstoff die gesamte Koppeldicke ausfüllt. Änderungen im Materialverhalten der eigentlichen Klebeschicht machen sich hier verstärkt bemerkbar. When using fabrics as carrier layers in the coupling element, it may also occur in principle that there are areas in which the adhesive fills the entire coupling thickness. Changes in the material behavior of the actual adhesive layer are increasingly noticeable here.
Weiterhin entsteht ein Nachteil bei Gewebebändern etwa bei der Herstellung des Koppelelements. Da üblicherweise diese Koppelelemente aus einer Fläche ausgestanzt werden, sind sie Ränder oftmals nicht glatt, sondern faserig beziehungsweise ausgefranst. Wenn das Stanzwerkzeug nicht einwandfrei funktioniert, bleiben teilweise auch längere Fasern überstehen, Diese Fasern können nun beim weiteren Verarbeiten die eigentliche Klebeoberfläche verschmutzen beziehungsweise negativ beeinflussen, da sie weich und biegsam sind. Dadurch kann unter Umständen verhindert werden, dass die Klebefläche spaltfrei auf den Ultraschallsensor beziehungsweise auf den Träger angebracht werden kann. Dies wirkt sich nachteilig auf die Übertragung der Schallwellen aus. Furthermore, there is a disadvantage in fabric tapes, for example in the production of the coupling element. Since usually these coupling elements are punched out of a surface, they are often edges not smooth, but fuzzy or frayed. If the punch does not work properly, in some cases even longer fibers survive, these fibers can now pollute or adversely affect the actual adhesive surface during further processing, since they are soft and flexible. As a result, under certain circumstances it can be prevented that the adhesive surface can be attached without gaps to the ultrasonic sensor or to the carrier. This has a disadvantageous effect on the transmission of the sound waves.
Durch die Verwendung eines Gewebes kann ferner die akustische Ankopplung eines Wandlers, wie eines Biegewellenwandlers, als Schwingungseinheit des By using a fabric, the acoustic coupling of a transducer, such as a bending wave transducer, as a vibration unit of the
Ultraschallsensors anisotrop sein. Dies kann bewirken, dass je weicher die Matrix bei hohen Temperaturen wird, desto mehr die Schallabstrahlung in Richtung der Ultrasonic sensors be anisotropic. This may cause the softer the matrix becomes at high temperatures, the more the sound radiation in the direction of
Längsfasern erfolgt. Dies wiederum kann zu Interferenzen führen, die ein inhomogenes Abklingverhalten der eingebrachten Energie zur Folge hat, was zu einem erhöhten Dämpfungsbedarf des in Schwingung versetzten Trägers führen kann. Durch die Ausgestaltung des vorstehend beschriebenen Koppelements, das wenigstens drei Schichten aufweist derart, dass eine Trägerschicht vorgesehen ist, die aus einem Metall ausgebildet ist und wobei auf einer ersten Seite der Trägerschicht eine erste Verbindungsschicht vorgesehen ist und auf einer der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite der Trägerschicht eine zweite Verbindungsschicht angeordnet ist, wobei die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht jeweils einen Klebstoff aufweisen, können die vorstehend beschriebene Nachteile des Stands der Technik gerade überwunden beziehungsweise nahezu ausgeschlossen oder zumindest reduziert werden. Longitudinal fibers takes place. This in turn can lead to interference, which results in an inhomogeneous decay behavior of the introduced energy, which can lead to an increased damping requirement of the oscillated carrier. Due to the configuration of the coupling element described above, which has at least three layers such that a carrier layer is provided, which is formed of a metal and wherein on a first side of the carrier layer, a first connection layer is provided and on a first side opposite arranged second side If the carrier layer has a second connection layer, the first connection layer and the second connection layer each having an adhesive, the above-described disadvantages of the prior art can be overcome or almost eliminated or at least reduced.
Insbesondere kann unter Verwendung eines Koppelelements wie vorstehend definiert eine nahezu konstante akustische beziehungsweise schallwellentechnische Ankopplung des Ultraschallsensors an einen Träger über einen weiten Temperaturbereich ermöglicht werden. In particular, using a coupling element as defined above, a virtually constant acoustic or sound wave coupling of the ultrasonic sensor to a carrier over a wide temperature range can be made possible.
Denn durch die Verwendung einer Metallschicht als Trägerschicht kann es ermöglicht werden, dass der insbesondere in einem Temperaturbereich von -40°C bis 1 10°C temperaturabhängig wirksame Teil der Klebstoffschicht insbesondere in der Dicke signifikant reduziert wird, da die Metallschicht nicht von dem Klebstoff durchdrungen wird und ferner der Klebstoffanteil grundsätzlich deutlich reduziert werden kann. Because by the use of a metal layer as a carrier layer, it can be made possible that the temperature-dependent in particular in a temperature range of -40 ° C to 1 10 ° C part of the adhesive layer is significantly reduced in particular in thickness, since the metal layer is not penetrated by the adhesive and, moreover, the proportion of adhesive can in principle be significantly reduced.
Dadurch kann gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik der Vorteil erzielt werden, dass die Resonanzfrequenz, die Sende- und Empfangsamplitude und die Abstrahlcharakteristik eine deutlich geringere Schwankung über die Temperatur aufweist, als eine Ankopplung bei gleicher Materialstärke ohne Metallschicht oder auch mit einer Trägerschicht aus einem Faserwerkstoff, etwa einem Faserverbundwerkstoff.  This can be achieved over the solutions of the prior art, the advantage that the resonant frequency, the transmission and reception amplitude and the emission has a significantly lower variation over the temperature than a coupling with the same thickness without metal layer or with a carrier layer a fiber material, such as a fiber composite material.
Darüber hinaus kann durch die Verwendung einer Metallschicht als Trägerschicht die akustische beziehungsweise schalltechnische Ankopplung beziehungsweise In addition, by the use of a metal layer as a carrier layer, the acoustic or acoustic coupling or
Schallausbreitung des Koppelelements isotrop sein. Daraus kann resultieren, dass die Schallenergie sich gleichmäßig radial vom Mittelpunkt aus ausbreitet. Daraus wiederum können ein nahezu e-förmiges Abklingverhalten und eine minimierte Dämpfung resultieren. Dadurch, dass die Trägerschicht aus einem Metall gefertigt ist kann es ferner verhindert werden, dass bei der Herstellung und auch beim Applizieren des Koppelelements Montagefehler durch unsaubere Stanzkanten auftreten, da sich Metalle meist problemlos und sauber schneiden oder stanzen lassen. Somit weisen Sound propagation of the coupling element isotropic. This may result in the sound energy propagating uniformly radially from the center. This, in turn, can result in a near E-shaped decay and minimized attenuation. The fact that the carrier layer is made of a metal, it can also be prevented that during assembly and also when applying the coupling element assembly errors caused by unclean punching edges, as can usually cut and punched metals easily and clean. Thus show
erfindungsgemäße Koppelelemente eine saubere Kante auf und sind ferner äußerst formstabil. Verschmutzte Oberflächen, wie diese unter Verwendung von Fasern auftreten können, können vermieden werden. coupling elements according to the invention a clean edge and are also extremely dimensionally stable. Dirty surfaces, such as may occur using fibers, can be avoided.
Schließlich wird es möglich, die drei Schichten unabhängig voneinander auszubilden, was sowohl herstellungsbedingt als auch bezüglich der Kopplung Vorteile bringen kann. Finally, it becomes possible to form the three layers independently of each other, which can bring advantages both in terms of production and in terms of coupling.
Durch das Vorsehen der Verbindungsschichten mit einem Klebstoff beziehungsweise als Klebstoffschichten etwa ausschließlich aufweisend einen Klebstoff kann es ferner ermöglicht werden, dass von dem Koppelelement eine stoffschlüssige Verbindung zu dem Ultraschallsensor, insbesondere der Membran des Ultraschallsensors, und dem Träger beziehungsweise dem Verkleidungsteil gebildet ist. Eine solche stoffschlüssige Verbindung ermöglicht eine zuverlässige Übertragung der mechanischen Schwingung von dem Ultraschallsensor auf den Träger und umgekehrt, so dass eine reflexionsfreie Schallübertragung bzw. Schallausbreitung durch den Träger hindurch gewährleistet ist. By providing the connecting layers with an adhesive or as adhesive layers approximately exclusively comprising an adhesive, it can further be made possible that a cohesive connection to the ultrasonic sensor, in particular the membrane of the ultrasonic sensor, and the carrier or the trim part is formed by the coupling element. Such a cohesive connection enables a reliable transmission of the mechanical vibration from the ultrasonic sensor to the carrier and vice versa, so that a reflection-free sound transmission or sound propagation through the carrier is ensured.
Es kann bevorzugt sein, dass die Trägerschicht als Metallfolie ausgestaltet ist. In dieser Ausgestaltung kann das Koppelelement mit einer sehr geringen Dicke ausgestaltet werden, was das Strahlungsverhalten beziehungsweise die Strahlungskopplung verbessern kann. Darüber hinaus kann durch eine durch eine Folie ermöglichte It may be preferred that the carrier layer is designed as a metal foil. In this embodiment, the coupling element can be configured with a very small thickness, which can improve the radiation behavior or the radiation coupling. In addition, by a made possible by a slide
Flexibilität der T rägerschicht es ermöglicht werden, dass etwaige Unebenheiten an den Fügepartnern besonders gut ausgeglichen werden können und so ein besonders inniger Kontakt zu den Fügepartnern ermöglicht werden kann. Dadurch kann eine effektive Strahlungskopplung und ferner ein definiertes Messergebnis ermöglicht werden. Flexibility of the carrier layer makes it possible that any unevenness at the joining partners can be compensated for particularly well, and thus a particularly intimate contact with the joining partners can be made possible. As a result, an effective radiation coupling and also a defined measurement result can be made possible.
Beispielsweise kann die Metallfolie eine Dicke aufweisen in einem Bereich von > 10 gm bis < 150 gm, etwa in einem Bereich von > 20 pm bis < 100 pm, insbesondere in einem Bereich von > 20 pm bis < 70 pm. For example, the metal foil may have a thickness in a range of> 10 gm to <150 gm, for example in a range of> 20 pm to <100 pm, in particular in a range of> 20 pm to <70 pm.
Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass die Trägerschicht Aluminium als Metall aufweist, beispielsweise aus Aluminium, beispielsweise einer Aluiniumfolie, besteht. Insbesondere unter Verwendung von Aluminium als Trägerschicht können die vorbeschriebenen Vorteile auf effektive Weise ermöglicht werden. Beispielsweise kann unter Verwendung von Aluminium es ermöglicht werden, dass eine saubere Furthermore, it may be preferred that the carrier layer comprises aluminum as metal, for example aluminum, for example an aluminum foil. In particular, by using aluminum as a support layer, the above-described advantages can be effectively enabled. For example, using aluminum it can be made a clean one
Schnittkante beziehungsweise Stanzkante entsteht, so dass Verschmutzungen der Oberfläche, wie dies etwa bei faserigen Trägerschichten wie vorstehend beschrieben entstehen können, vermieden werden können. Darüber hinaus zeichnet sich Aluminium durch eine effektive Schallübertragung aus, so dass insbesondere unter Verwendung von Aluminium ein effektives und definiertes Messverhalten ermöglicht werden kann. Cutting edge or punching edge is formed so that contamination of the surface, as can occur as described above in fibrous carrier layers, can be avoided. In addition, aluminum is characterized by an effective sound transmission, so that in particular using aluminum, an effective and defined measurement behavior can be made possible.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht einen unterschiedlichen Klebstoff aufweisen. In dieser Furthermore, it can be provided that the first connection layer and the second connection layer have a different adhesive. In this
Ausgestaltung kann es umgangen werden, dass der verwendete Klebstoff für beide Fügepartner, also den Ultraschallsensor und den Träger, etwa auch unterschiedlichste Träger, verwendbar sein muss. Somit kann der Klebstoff auf der entsprechenden Seite beziehungsweise in der entsprechenden Verbindungsschicht maßgeschneidert werden mit Bezug auf den entsprechenden Fügepartner, also insbesondere den Träger beziehungsweise den Ultraschallsensor. Dadurch kann in dieser Ausgestaltung besonders sichergestellt werden, dass eine dauerhaft stabile Verbindung ausgebildet werden kann. Dadurch kann gleichermaßen ein inniger Kontakt zwischen den Embodiment, it can be bypassed that the adhesive used for both joining partners, ie the ultrasonic sensor and the carrier, as well as a variety of carriers must be used. Thus, the adhesive can be tailored to the corresponding side or in the corresponding connection layer with respect to the corresponding joining partner, ie in particular the carrier or the ultrasonic sensor. As a result, it can be ensured in this embodiment in particular that a permanently stable connection can be formed. This can equally intimate contact between the
Fügepartnern dauerhaft sichergestellt werden, was auch dauerhaft eine effektive Schwingungskopplung und ein definiertes und verlässliches Messergebnis erlauben kann. Joining partners are permanently ensured, which can also permanently allow effective vibration coupling and a defined and reliable measurement result.
Dabei kann insbesondere durch die Metallschicht als Trägerschicht, die unabhängig von der konkreten Ausgestaltung durchgehend beziehungsweise dicht und damit frei von durchgehenden Löchern oder Poren ausgestaltet sein kann, jeder Seite der Träger schicht eine individuell zum Fügepartner angepasste Klebstoffschicht zur Verwendung kommen. Ein Applizieren auf unterschiedlichen Oberflächen wie etwa Pulverbeschich tung auf der einen Seite und KTL-Beschichtung auf der anderen Seite kann demgegen über gemäß dem Stand der Technik kritisch sein. Derartige unterschiedliche Verfahren können zum Applizieren des Klebstoffs jedoch bevorzugt und problemlos umsetzbar sein. In this case, in particular by the metal layer as a carrier layer, which can be configured independently of the specific design continuously or tightly and thus free of through holes or pores, each side of the carrier layer is an individually adapted to the joining partner adhesive layer for use. On the other hand, application on different surfaces, such as powder coating on the one hand and cathodic dip coating on the other, on the other hand, can be critical according to the prior art. However, such different methods may be preferred and easily implemented for applying the adhesive.
Alternativ kann es bevorzugt sein, dass die erste Verbindungsschicht und die zweite Verbindungsschicht den gleichen Klebstoff aufweisen. In dieser Ausgestaltung kann eine besonders einfache Herstellung des Koppelelements ermöglicht werden, da ein beidseitiges Applizieren des Klebstoffs, also des gleichen Klebstoffs, auf die Alternatively, it may be preferable that the first bonding layer and the second bonding layer have the same adhesive. In this embodiment can a particularly simple production of the coupling element can be made possible because a two-sided application of the adhesive, ie the same adhesive to the
Trägerschicht meist unter einfachen und gut beherrschbaren Prozessschritten möglich ist. Darüber hinaus kann beispielsweise aber nicht beschränkt hierauf bei der Wahl eines entsprechenden Klebstoffs eine universelle Anwendbarkeit gegeben sein, so dass das Koppelelement auch, wenn es auf beiden Seiten mit dem gleichen Klebstoff versehen ist, an dem Ultraschallsensor wie etwa seiner Membran und dem Träger sicher und dauerhaft fixiert sein kann. Carrier layer is usually possible under simple and easy to control process steps. Moreover, for example, but not limited thereto, a universal applicability can be given in the choice of a corresponding adhesive, so that the coupling element, even if it is provided on both sides with the same adhesive, on the ultrasonic sensor such as its membrane and the carrier safely and can be permanently fixed.
Weiter bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass der Klebstoff wenigstens einer der ersten Verbindungsschicht und der zweiten Verbindungsschicht ein Silikonklebstoff ist. Insbesondere unter Verwendung eines Silikonklebstoffs können die vorbeschriebenen Vorteile auf effektive Weise ermöglicht werden. Beispielsweise kann unter Verwendung von Silikonklebstoffen eine vergleichsweise geringe Temperaturabhängigkeit der Schwingungsübertragung ermöglicht werden. Darüber hinaus weisen Silikonklebstoffe ein sehr breites Anwendungsgebiet auf, so dass eine Verbindung mit einer Vielzahl von Materialien des Trägers oder auch des Ultraschallsensors, an welchen das More preferably, it can be provided that the adhesive of at least one of the first connection layer and the second connection layer is a silicone adhesive. In particular, by using a silicone adhesive, the above-described advantages can be effectively enabled. For example, using silicone adhesives, a comparatively low temperature dependence of the vibration transmission can be made possible. In addition, silicone adhesives have a very wide range of applications, so that a connection with a variety of materials of the carrier or the ultrasonic sensor, to which the
Koppelelement fixiert wird, möglich ist. Coupling element is fixed, is possible.
Beispielsweise können wählbare Einkomponentensysteme oder For example, selectable one-component systems or
Zweikomponentensysteme verwendet werden, welche an die gewünschten Fügepartner angepasst sein können. Two-component systems can be used, which can be adapted to the desired joining partners.
Ferner weisen insbesondere Silikonklebstoffe den Vorteil auf, dass diese auch gegebenenfalls vorliegende Unebenheiten der Fügepartner sehr gut ausgleichen können, so dass stets eine gute und schalltechnisch effektiv koppelnde Verbindung zwischen den Fügepartnern und der Trägerschicht beziehungsweise der Metallschicht und somit gleichermaßen zwischen den Fügepartnern, also zwischen Ultraschallsensor und Träger, möglich ist. Dadurch kann ein effektives und definiertes Messverhalten ermöglicht werden. Furthermore, in particular silicone adhesives have the advantage that they can also compensate for any unevenness of the joining partners very well, so that always a good and sound effectively coupling connection between the joining partners and the carrier layer or the metal layer and thus equally between the joining partners, ie between ultrasonic sensor and carrier is possible. This enables an effective and defined measurement behavior.
Bezüglich weiterer Vorteile und Merkmale des Koppelelements wird auf die Beschrei bung des Ultraschallsensors, der Anordnung, die Figuren und die Beschreibung der Fi guren verwiesen, und umgekehrt. Beschrieben wird ferner ein Ultraschallsensor, an dem ein Koppelelement zum Übertra gen von Ultraschallwellen von dem Ultraschallsensor auf einen Träger oder umgekehrt angeordnet ist, wobei das Koppelelement derart ausgestaltet ist, wie dies vorstehend beschrieben ist. With regard to further advantages and features of the coupling element, reference is made to the description of the ultrasonic sensor, the arrangement, the figures and the description of the fi gures, and vice versa. Also described is an ultrasonic sensor to which a coupling element for transmis conditions of ultrasonic waves from the ultrasonic sensor is arranged on a support or vice versa, wherein the coupling element is configured such as described above.
Ein derart ausgestalteter Ultraschallsensor kann somit insbesondere durch das Vorse hen des vorbezeichneten Koppelelements eine bevorzugte schalltechnische Anbindung an einen Träger ermöglichen. Insbesondere kann es ermöglicht werden, dass die schall technische Kopplung eine gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik signifi kant verringerte Abhängigkeit gegenüber Temperatureinflüssen aufweist. An ultrasonic sensor designed in this way can thus, in particular by virtue of the provision of the aforementioned coupling element, enable a preferred acoustic connection to a carrier. In particular, it may be possible that the sound technical coupling has a signifi cant reduced dependence on temperature influences compared to the solutions of the prior art.
Darüber hinaus kann insbesondere durch die Ausgestaltung des Koppelelements es ermöglicht werden, dass eine dauerhaft stabile Anbindung des Koppelelements an dem Ultraschallsensor ermöglicht wird. In addition, it can be made possible in particular by the configuration of the coupling element that a permanently stable connection of the coupling element is made possible on the ultrasonic sensor.
Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass das Koppelelement an einer Membran zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen angeordnet ist. Insbe sondere in dieser Ausgestaltung kann eine effektive Übertragung der Schallwellen von dem Ultraschallwellen über das Koppelelement auf den Träger beziehungsweise zurück von dem Träger zurück auf dem Ultraschallsensor ermöglicht werden. Particularly preferably, it can be provided that the coupling element is arranged on a membrane for emitting and receiving ultrasonic waves. In particular special in this embodiment, an effective transmission of the sound waves from the ultrasonic waves via the coupling element on the carrier or back from the carrier back to the ultrasonic sensor can be made possible.
Dabei ist es grundsätzlich bekannt, dass Ultraschallsensoren eine Membran aufweisen, die Teil des Gehäuses und etwa einteilig mit diesem ausgestaltet sein kann, und die in einer Aufnahme des Gehäuses aufgenommen werden kann. Die Membran wird etwa durch ein Piezo-Element zu Schwingungen angeregt und kann ferner reflektierte Schwingungen empfangen. Daher kann es für eine effektive Schwingungskopplung und ein definiertes Messergebnis von Vorteil sein, dass das Koppelelement unmittelbar an der Membran positioniert beziehungsweise befestigt ist. It is generally known that ultrasonic sensors have a membrane which may be part of the housing and approximately designed in one piece with this, and which can be accommodated in a receptacle of the housing. The membrane is excited to vibrate by a piezoelectric element and can also receive reflected vibrations. Therefore, it may be advantageous for an effective vibration coupling and a defined measurement result that the coupling element is positioned or attached directly to the membrane.
Der Ultraschallsensor kann einem Fahrerunterstützungssystem zugeordnet sein und In formationen über die Fahrzeugumgebung liefern, und genauer gesagt über die Abstän de zwischen dem Fahrzeug einerseits und den in seiner Umgebung befindlichen Hin dernissen andererseits. Fahrerunterstützungssysteme können dabei beispielsweise Parkassistenzsysteme, Systeme zur Totwinkelüberwachung, Systeme zur Abstandshal tung, Spurüberwachungssysteme, Bremsassistenzsysteme und dergleichen sein. Bezüglich weiterer Vorteile und Merkmale des Ultraschallsensors wird auf die Beschrei bung des Koppelelements, der Anordnung, die Figuren und die Beschreibung der Figu ren verwiesen, und umgekehrt. The ultrasonic sensor may be associated with a driver assistance system and provide information about the vehicle environment, and more specifically about the distances between the vehicle on the one hand and the surroundings in the vicinity. Driver assistance systems can be, for example, parking assistance systems, blind spot monitoring systems, systems for spacing, lane monitoring systems, brake assistance systems and the like. With regard to further advantages and features of the ultrasonic sensor reference is made to the descrip tion of the coupling element, the arrangement, the figures and the description of Figu ren, and vice versa.
Beschrieben wird ferner eine Anordnung aus einem Ultraschallsensor und einem Trä ger, wobei der Ultraschallsensor durch ein Koppelelement zur Übertragung von Ultra schallwellen mit dem Träger verbunden ist, wobei das Koppelelement ausgestaltet ist, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist. Described is also an arrangement of an ultrasonic sensor and a Trä ger, wherein the ultrasonic sensor is connected by a coupling element for transmitting ultrasonic waves to the carrier, wherein the coupling element is configured, as described above in detail.
Eine derartige Anordnung kann insbesondere Bestandteil sein eines Fahrzeugs, wie et wa eines Kraftfahrzeugs. Such an arrangement may in particular be part of a vehicle, such as a motor vehicle.
Eine derartig ausgestaltete Anordnung kann somit insbesondere durch das Vorsehen des vorbezeichneten Koppelelements zwischen dem Träger und dem Ultraschallsensor eine bevorzugte schalltechnische Anbindung dieser Bauteile ermöglichen. Insbesondere kann es ermöglicht werden, dass die schalltechnische Kopplung eine gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik signifikant verringerte Abhängigkeit gegenüber Temperatureinflüssen aufweist. An arrangement designed in this way can thus enable a preferred acoustic connection of these components, in particular by providing the aforementioned coupling element between the carrier and the ultrasonic sensor. In particular, it may be possible for the acoustical coupling to have a significantly reduced dependence on temperature influences compared with the solutions from the prior art.
Darüber hinaus kann insbesondere durch die Ausgestaltung des Koppelelements es ermöglicht werden, dass eine dauerhaft stabile Anbindung des Koppelelements an die Fügepartner, also an den Träger und den Ultraschallsensor, ermöglicht wird, indem die Verbindungsschichten beziehungsweise Klebstoffschichten sicher an Ultraschallsensor, Träger und Trägerschicht haften. In addition, it can be made possible in particular by the configuration of the coupling element that a permanently stable connection of the coupling element to the joining partners, ie to the carrier and the ultrasonic sensor is made possible by the bonding layers or adhesive layers adhere securely to the ultrasonic sensor, carrier and carrier layer.
Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass das Koppelelement an einer Membran zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen angeordnet ist. Insbe sondere in dieser Ausgestaltung kann eine effektive Übertragung der Schallwellen von dem Ultraschallwellen über das Koppelelement auf den Träger beziehungsweise zurück von dem Träger zurück auf dem Ultraschallsensor ermöglicht werden. Particularly preferably, it can be provided that the coupling element is arranged on a membrane for emitting and receiving ultrasonic waves. In particular special in this embodiment, an effective transmission of the sound waves from the ultrasonic waves via the coupling element on the carrier or back from the carrier back to the ultrasonic sensor can be made possible.
Der Träger kann grundsätzlich beispielsweise ein wählbares Verkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs sein, wie etwa eine beliebige Position der Fahrzeugaußenhaut, etwa Tü ren, Stoßfänger, Kotflügel oder Glasflächen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Ultraschallsensor an einer Rückseite des Trägers und damit verdeckt positioniert ist. In dieser Ausgestaltung ist somit keine Aus sparung für den Ultraschallsensor vorgesehen, sondern der Ultraschallsensor überträgt seine Schallwellen über das Koppelelement an den Träger, wie etwa das Verklei dungsteil des Fahrzeugs, wobei die Ultraschalwellen von dem Träger emittiert werden. In principle, the carrier may, for example, be a selectable trim part of a motor vehicle, such as, but not limited to, any position of the vehicle's outer skin, such as doors, bumpers, fenders or glass surfaces. It can further be provided that the ultrasonic sensor is positioned on a rear side of the carrier and thus hidden. In this embodiment, therefore, no savings for the ultrasonic sensor is provided, but the ultrasonic sensor transmits its sound waves through the coupling element to the carrier, such as the Verklei training part of the vehicle, the ultrasonic waves are emitted from the carrier.
Unter einer Rückseite kann somit insbesondere eine Seite verstanden werden, die bei einem normalen Betrieb etwa des Verkleidungsteils des Fahrzeugs nicht sichtbar ist be ziehungsweise nach innen gerichtet ist, weshalb der Ultraschallsensor verdeckt positio niert ist. Under a back can thus be understood in particular a page that is not visible in a normal operation as the trim part of the vehicle is BE approaching directed inward, which is why the ultrasonic sensor is hidden positio ned.
Bezüglich weiterer Vorteile und Merkmale der Anordnung wird auf die Beschreibung des Ultraschallsensors, des Koppelelements, die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt. With regard to further advantages and features of the arrangement, reference is made to the description of the ultrasonic sensor, the coupling element, the figures and the description of the figures, and vice versa.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen Further advantages and advantageous embodiments of the subject invention are illustrated by the drawings and explained in the following description. It should be noted that the drawings have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way. Show it
Fig. 1 eine schematische Darstellung zeigend eine Ausgestaltung einer Anordnung aus einem Ultraschallsensor und einem Träger und einem dazwischen angeordneten Koppelelement; und Figure 1 is a schematic representation showing an embodiment of an arrangement of an ultrasonic sensor and a carrier and a coupling element arranged therebetween. and
Fig. 2 eine schematische Darstellung zeigend eine Ausgestaltung eines Koppelelements für die Anordnung aus Fig. 1.  2 shows a schematic representation showing an embodiment of a coupling element for the arrangement of FIG. 1.
In der Figur 1 ist eine Anordnung 10 aus einem Ultraschallsensor 12 und einem Träger 14 gezeigt, welche insbesondere Bestandteil eines Fahrzeugs sein kann. Der In the figure 1, an arrangement 10 of an ultrasonic sensor 12 and a carrier 14 is shown, which may be in particular part of a vehicle. The
Ultraschallsensor 12 kann grundsätzlich ausgestaltet sein, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Insbesondere weist der Ultraschallsensor 12 eine Membran 16 auf, welche etwa durch ein schwingungsinduzierendes Element 18, wie etwa ein Ultrasonic sensor 12 can be configured in principle, as is known from the prior art. In particular, the ultrasonic sensor 12 has a membrane 16, which is about a vibration-inducing element 18, such as a
Piezoelement, Schallwellenemittieren oder empfangen kann. Dabei sind ferner Steueranschlüsse 20 gezeigt, welche das schwingungsinduzierende Element 18 ansteuern beziehungsweise hierdurch erzielte Daten ableiten können. Piezo element, sound wave emitting or can receive. Here are further Control terminals 20 are shown, which can control the vibration inducing element 18 and derive thereby obtained data.
Insbesondere ist der Ultraschallsensor 12 einem Fahrerunterstützungssystem zugeordnet und liefert Informationen über die Fahrzeugumgebung, und genauer gesagt über die Abstände zwischen dem Fahrzeug einerseits und den in seiner Umgebung befindlichen Hindernissen andererseits. Fahrerunterstützungssysteme können dabei beispielsweise Parkassistenzsysteme, Systeme zur Totwinkelüberwachung, Systeme zur Abstandshaltung, Spurüberwachungssysteme, Bremsassistenzsysteme und dergleichen sein. In particular, the ultrasonic sensor 12 is associated with a driver assistance system and provides information about the vehicle environment, and more specifically about the distances between the vehicle on the one hand and the obstacles located in its surroundings on the other hand. Driver assistance systems can be, for example, parking assistance systems, systems for blind spot monitoring, systems for keeping apart, lane monitoring systems, brake assistance systems and the like.
Der Träger 14 kann beispielsweise ein wählbares Verkleidungsteil eines Kraftfahrzeugs sein, wie etwa eine beliebige Position der Fahrzeugaußenhaut, etwa Türen, Stoßfänger, Kotflügel oder Glasflächen, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. The carrier 14 may be, for example, a selectable trim panel of a motor vehicle, such as, but not limited to, any position of the vehicle's outer skin, such as doors, bumpers, fenders, or glass panels.
Es ist ferner gezeigt, dass der Ultraschallsensor 12 an einer Rückseite des Trägers 14 positioniert ist. In anderen Worten kann die dem Ultraschallsensor 12 abgewandte Seite des Trägers 14 eine Außenseite des Fahrzeugs sein, so dass der Ultraschallsensor 12 verdeckt positioniert ist. It is further shown that the ultrasonic sensor 12 is positioned at a rear side of the carrier 14. In other words, the side of the carrier 14 facing away from the ultrasonic sensor 12 may be an outer side of the vehicle, so that the ultrasonic sensor 12 is positioned concealed.
Es ist ferner gezeigt, dass der Ultraschallsensor 12 durch ein Koppelelement 22 zur Übertragung von Ultraschallwellen mit dem Träger 14 verbunden ist. Das Koppelele ment 22 dient somit dazu, von der Membran 16 emittierte Ultraschallwellen an den Trä ger 14 weiterzuleiten beziehungsweise auf den Träger 14 auftreffende Ultraschallwellen von dem Träger 14 an die Membran 16 weiterzuleiten. It is further shown that the ultrasonic sensor 12 is connected to the carrier 14 by a coupling element 22 for transmitting ultrasonic waves. The Koppelele element 22 thus serves to transmit from the membrane 16 ultrasonic waves to the Trä ger 14 forward or on the carrier 14 impinging ultrasonic waves from the carrier 14 to the membrane 16 on.
Das Koppelement 22 ist im Detail in der Figur 2 gezeigt. The coupling element 22 is shown in detail in FIG.
In der Ausgestaltung gemäß Figur 2 ist zu erkennen, dass das Koppelelement 22 drei Schichten aufweist. Eine mittlere Schicht bildet eine Trägerschicht 24 aus die aus einem Metall ausgebildet ist. Insbesondere kann die Trägerschicht 24 aus einem Metall bestehen. Als bevorzugtes Metall kann etwa Aluminium vorgesehen sein. Ferner ist es bevorzugt, dass die Trägerschicht 24 beziehungsweise die Metallschicht folienartig beziehungsweise als Folie ausgestaltet ist. Als solche kann die Trägerschicht 24 etwa eine Dicke aufweisen in einem Bereich von > 10 gm bis < 150 gm, etwa in einem Bereich von > 20 miti bis < 100 miti, insbesondere in einem Bereich von > 20 miti bis < 70 miti. In the embodiment according to FIG. 2, it can be seen that the coupling element 22 has three layers. A middle layer forms a carrier layer 24, which is formed from a metal. In particular, the carrier layer 24 may consist of a metal. As a preferred metal may be provided about aluminum. Furthermore, it is preferred that the carrier layer 24 or the metal layer is configured like a foil or as a foil. As such, the carrier layer 24 may have a thickness in a range of> 10 gm to <150 gm, approximately in one Range from> 20 miti to <100 miti, in particular in a range from> 20 miti to <70 miti.
Es ist ferner gezeigt, dass auf einer ersten Seite der Trägerschicht 24 eine erste Verbindungsschicht 26 vorgesehen ist und auf einer der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite der Trägerschicht 24 eine zweite Verbindungsschicht 28 vorgesehen ist, wobei die erste Verbindungsschicht 26 und die zweite It is further shown that a first connection layer 26 is provided on a first side of the carrier layer 24 and a second connection layer 28 is provided on a second side of the carrier layer 24 arranged opposite the first side, wherein the first connection layer 26 and the second connection layer 26 are provided
Verbindungsschicht 28 jeweils einen Klebstoff aufweisen. Connecting layer 28 each having an adhesive.
Die Verbindungsschichten 26, 28 dienen somit dazu, das Koppelelement 22 an den Fügepartnern, also dem Ultraschallsensor 12 und dem Träger 14 zu fixieren. The connecting layers 26, 28 thus serve to fix the coupling element 22 to the joining partners, ie the ultrasonic sensor 12 and the carrier 14.
Um dies zu ermöglichen kann es vorgesehen sein, dass die erste Verbindungsschicht 26 und die zweite Verbindungsschicht 28 einen unterschiedlichen Klebstoff aufweisen.In order to make this possible it can be provided that the first connection layer 26 and the second connection layer 28 have a different adhesive.
In dieser Ausgestaltung kann ein besonders effektives Maßschneidern des Klebstoffs an den jeweiligen Fügepartner ermöglicht werden, was eine besonders stabile und dauerhafte Verbindung von Verbindungsschicht 26, 28 und Fügepartner ermöglicht. In this embodiment, a particularly effective custom tailoring of the adhesive to the respective joining partner can be made possible, which allows a particularly stable and durable connection of bonding layer 26, 28 and joining partner.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die erste Verbindungsschicht 26 und die zweite Verbindungsschicht 28 den gleichen Klebstoff aufweisen. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache Applizierbarkeit des Klebstoffs. Alternatively, it may be provided that the first connection layer 26 and the second connection layer 28 have the same adhesive. This embodiment enables a particularly simple applicability of the adhesive.
Beispielsweise für eine oder beide der Verbindungsschichten 26, 28 kann es vorgesehen sein, dass diese einen Silikonklebstoff aufweist. For example, for one or both of the connecting layers 26, 28 it may be provided that this has a silicone adhesive.
Eine in der Figur 1 beschriebene Anordnung 10 beziehungsweise ein in Figur 2 gezeigtes Koppelelement 22 kann insbesondere den Vorteil aufweisen, wonach insbesondere in einem Temperaturbereich von -40°C bis 1 10°C die An arrangement 10 described in FIG. 1 or a coupling element 22 shown in FIG. 2 can in particular have the advantage that, in particular in a temperature range from -40.degree. C. to 110.degree
Temperaturabhängigkeit der Messung beziehungsweise der Strahlungskopplung signifikant reduziert wird, da insbesondere die Resonanzfrequenz, die Sende- und Empfangsamplitude und die Abstrahlcharakteristik eine deutlich geringere Schwankung über die Temperatur aufweist. Temperature dependence of the measurement or the radiation coupling is significantly reduced, since in particular the resonant frequency, the transmission and reception amplitude and the emission has a significantly lower variation over the temperature.
Darüber hinaus kann es ermöglicht werden, dass von dem Koppelelement 22 eine sichere und innige Verbindung zu dem Träger 14 und dem Ultraschallsensor 12 ermöglicht wird, was eine besonders zuverlässige Übertragung der mechanischen Schwingung von dem Ultraschallsensor auf den Träger und umgekehrt ermöglichen kann, so dass eine reflexionsfreie Schallübertragung bzw. Schallausbreitung durch den Träger 14 hindurch gewährleistet ist. Dadurch können verlässliche Messergebnisse ermöglicht werden. In addition, it can be made possible that the coupling element 22 has a secure and intimate connection to the carrier 14 and the ultrasonic sensor 12 is made possible, which may allow a particularly reliable transmission of the mechanical vibration of the ultrasonic sensor to the carrier and vice versa, so that a reflection-free sound transmission or sound propagation through the carrier 14 is ensured. This enables reliable measurement results.
Bezugszeichen reference numeral
Anordnung arrangement
Ultraschallsensor ultrasonic sensor
Träger carrier
Membran membrane
schwingungsinduzierendes Element Steueranschluss vibration inducing element control connection
Koppelelement coupling element
Trägerschicht backing
Verbindungsschicht link layer
Verbindungsschicht link layer

Claims

Patentansprüche claims
1. Koppelelement für einen Ultraschallsensor (12), insbesondere zum Übertragen von Ultraschallwellen von dem Ultraschallsensor (12) an einen Träger (14) oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (22) wenigstens drei Schichten aufweist derart, dass eine Trägerschicht (24) vorgesehen ist, die aus einem Metall ausgebildet ist, und wobei auf einer ersten Seite der 1. Coupling element for an ultrasonic sensor (12), in particular for transmitting ultrasonic waves from the ultrasonic sensor (12) to a carrier (14) or vice versa, characterized in that the coupling element (22) has at least three layers such that a carrier layer (24 ) is provided, which is formed of a metal, and wherein on a first side of the
Trägerschicht (24) eine erste Verbindungsschicht (26) vorgesehen ist und auf einer der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite der  Carrier layer (24) is provided a first connection layer (26) and on one of the first side opposite arranged second side of the
Trägerschicht (24) eine zweite Verbindungsschicht (28) vorgesehen ist, wobei die erste Verbindungsschicht (26) und die zweite Verbindungsschicht (28) jeweils einen Klebstoff aufweisen.  Carrier layer (24), a second connection layer (28) is provided, wherein the first connection layer (26) and the second connection layer (28) each comprise an adhesive.
2. Koppelelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (24) als Metallfolie ausgestaltet ist. 2. Coupling element according to claim 1, characterized in that the carrier layer (24) is designed as a metal foil.
3. Koppelelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 3. Coupling element according to claim 1 or 2, characterized in that the
Trägerschicht (24) Aluminium als Metall aufweist.  Carrier layer (24) comprises aluminum as metal.
4. Koppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungsschicht (26) und die zweite Verbindungsschicht (28) einen unterschiedlichen Klebstoff aufweisen. 4. Coupling element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first connection layer (26) and the second connection layer (28) have a different adhesive.
5. Koppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungsschicht (26) und die zweite Verbindungsschicht (28) den gleichen Klebstoff aufweisen. 5. Coupling element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first connection layer (26) and the second connection layer (28) have the same adhesive.
6. Koppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff wenigstens einer der ersten Verbindungsschicht (26) und der zweiten Verbindungsschicht (28) ein Silikonklebstoff ist. 6. Coupling element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the adhesive of at least one of the first connection layer (26) and the second connection layer (28) is a silicone adhesive.
7. Ultraschallsensor, an dem ein Koppelelement (22) zum Übertragen von 7. ultrasonic sensor, to which a coupling element (22) for transmitting
Ultraschallwellen von dem Ultraschallsensor (12) auf einen Träger (14) oder umgekehrt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (22) ausgestaltet ist nach einem der Ansprüche 1 bis 6. Ultrasonic waves from the ultrasonic sensor (12) on a support (14) or is arranged vice versa, characterized in that the coupling element (22) is designed according to one of claims 1 to 6.
8. Ultraschallsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das 8. Ultrasonic sensor according to claim 7, characterized in that the
Koppelelement (22) an einer Membran (16) zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen angeordnet ist.  Coupling element (22) is arranged on a membrane (16) for emitting and receiving ultrasonic waves.
9. Anordnung aus einem Ultraschallsensor (12) und einem Träger (14), wobei der Ultraschallsensor (12) durch ein Koppelelement (22) zur Übertragung von 9. Arrangement of an ultrasonic sensor (12) and a carrier (14), wherein the ultrasonic sensor (12) by a coupling element (22) for the transmission of
Ultraschallwellen von dem Ultraschallsensor (12) auf den Träger (14) oder umgekehrt mit dem Träger (14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (22) ausgestaltet ist nach einem der Ansprüche 1 bis 6.  Ultrasonic waves from the ultrasonic sensor (12) on the carrier (14) or vice versa connected to the carrier (14), characterized in that the coupling element (22) is designed according to one of claims 1 to 6.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor (12) an einer Rückseite des Trägers (14) positioniert ist. 10. Arrangement according to claim 9, characterized in that the ultrasonic sensor (12) is positioned on a rear side of the carrier (14).
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