超聲波傳感器設備的制造方法
【專利說明】超聲波傳感器設備
[0001]本發(fā)明涉及一種用于探測表面和/或用于探測所識別出的表面的間距的超聲波傳感器設備，所述超聲波傳感器設備具有穿過金屬部件發(fā)射和接收信號的超聲波傳感器和包圍超聲波傳感器的基本上環(huán)形的消音部件，這種超聲波傳感器設備尤其用于機動車。
[0002]對車輛附近區(qū)域廣泛的拍照和監(jiān)控需要在車輛側壁內安裝超聲波傳感器，以用于附加地識別車輛側面的物體。
[0003]已知在車輛的保險杠上安裝超聲波傳感器。在此已知可看到的安裝構造。在此，保險杠具有空隙，超聲波傳感器延伸通過該空隙并且自由地向外進行發(fā)射和接收。
[0004]此外，已知將用于探測車輛側面處的物體所必需的超聲波傳感器類似于已經存在的前側系統(tǒng)和后側系統(tǒng)借助空隙布置在側壁中。這種布置方式不論從生產技術角度還是出于美觀的原因都不是令人滿意的。
[0005]但是，還已知將這種超聲波傳感器以遮蓋或者隱藏的構造方式設置在保險杠上。在此，超聲波傳感器布置在保險杠后面，并且在前側完全被保險杠或它的材料所遮蓋。由于直接地將超聲波傳感器設備固定在保險杠的內側上，超聲波傳感器設備一定程度上也直接耦連在保險杠上，完整的超聲波信號穿過保險杠向外發(fā)射。因此，保險杠也被加載了這種振動。由于對保險杠的加載會產生回聲和干擾信號，它們會在物體探測時導致出現(xiàn)錯誤。
[0006]為了局部地限制在保險杠內的振動并且由此限制固體聲波，從DE 42 38 924 Al中已知，在遮蓋式構造的超聲波傳感器中，限定環(huán)包圍超聲波傳感器。在此規(guī)定，在超聲波傳感器的端面和部件(物體應該穿過該部件被檢測)之間的粘合必須是可導電的。這通過限定粘合劑的彈性來實現(xiàn)。
[0007]從WO 2007036528 Al中已知一種電聲學轉換器，它被發(fā)射方向影響環(huán)所圍繞。該環(huán)以及轉換器都通過相同的粘合劑安裝在車輛部件的表面上。因此，與粘合劑的彈性相關地要么引起環(huán)和轉換器的聲學耦連、要么引起兩個構件的聲學去耦。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種超聲波傳感器設備，它能夠實現(xiàn)穿過金屬部件發(fā)射超聲波信號并且接收反射的回聲，它布置在金屬部件的后面。
[0009]本發(fā)明所要解決的另一技術問題在于，提供一種超聲波傳感器設備，借助其一方面限制超聲波傳感器在車輛部件上的振動傳遞，還能減少干擾信號并且改善發(fā)射方向特性。
[0010]所述技術問題通過根據(jù)獨立權利要求所述的超聲波傳感器設備解決。有利的設計方案和擴展設計在從屬權利要求中示出。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的用于探測表面和/或用于探測所識別出的表面的間距的設備包括至少一個超聲波傳感器，它借助彈性的粘合劑布置在金屬部件上，超聲波傳感器穿過該金屬部件進行發(fā)送和接收。此外，該設備還包括基本上環(huán)形的消音部件，它包圍超聲波傳感器并且限制超聲波傳感器的振動傳遞。通過環(huán)形的消音部件有針對性地局部限制傳遞到安裝有超聲波傳感器設備的金屬車輛部件上的超聲波振動，并且振動在所述部件上的傳播被如此強烈地減弱，使得不再是整個部件被引起振動，并且非常強烈地降低了干擾信號。在超聲波傳感器和消音部件之間布置有去親環(huán)(Entkopplungsring)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一種擴展設計，超聲波傳感器和金屬部件之間的彈性粘合劑是硅酮。
[0013]環(huán)形的消音部件能夠具有不同的實施形式。在此特別有利的是，所述消音部件與超聲波傳感器相比是實心的。
[0014]圍繞所使用的超聲波傳感器的區(qū)域的局部質量的提高抑制了表面波的形成，并且促使形成更好的方向特性。
[0015]環(huán)形的消音部件的材料優(yōu)選具有在金屬部件的密度范圍內的密度，超聲波傳感器穿過該金屬部件進行發(fā)送和接收，以便防止機械振動過耦合到所述部件中。
[0016]環(huán)形的消音部件的材料優(yōu)選具有比金屬部件更高的密度，并且能夠尤其由陶瓷或者金屬構成。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一種擴展設計，基本上環(huán)形的消音部件具有不同的外輪廓以及內輪廓。通過輪廓設計不止可以實現(xiàn)振動傳遞限制，而且還能夠影響超聲波傳感器的發(fā)射方向特性。例如，消音部件能夠具有有角的內輪廓，它優(yōu)選以不同的尺寸處于兩個相互垂直的軸線內。
[0018]優(yōu)選規(guī)定，消音部件具有圓形的或者橢圓形的外輪廓。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一種實施形式，基本上環(huán)形的消音部件直接固定在金屬的車輛部件上，尤其借助基本上無彈性的粘合劑。
[0020]通過本發(fā)明實現(xiàn)，超聲波傳感器的薄膜的振動不會大面積地傳遞到金屬部件上，并且這種振動也不會以時間延遲傳遞回薄膜中。通過包圍超聲波傳感器尤其是傳感器薄膜的消音部件，能夠限制振動傳遞使其只傳遞到處于超聲波傳感器之前的部件的局部區(qū)域上，并且此外同時還通過消音部件的不同內輪廓定義了發(fā)射特性。
[0021]通過基本上環(huán)形的消音部件的質量和將消音部件與車輛部件相連接的粘合劑的剛性，可將金屬的車輛部件中的振動明顯地降低，并且改善超聲波傳感器在干擾信號和發(fā)射方向特性方面的功能。
[0022]消音部件和金屬的車輛部件之間的粘合劑優(yōu)選具有在50至60之間的肖氏硬度D和在10至16Mpa之間的強度。
[0023]本發(fā)明的另一種設計方案規(guī)定，在金屬部件(超聲波傳感器布置在所述金屬部件上)的表面上圍繞超聲波傳感器和基本上環(huán)形的消音部件安裝吸聲的和/或消聲的材料，它用于抑制感應產生的干擾信號。
[0024]吸聲的和/或消聲的材料優(yōu)選具有在I至12kg/m2之間的密度。
[0025]此外優(yōu)選規(guī)定，吸聲的和/或消聲的材料優(yōu)選具有在I至1mm之間的厚度。
[0026]吸聲的和/或消聲的材料優(yōu)選具有10至50%的損耗系數(shù)，這通過根據(jù)DIN ISO6721的方法測定。
[0027]吸聲的和/或消聲的材料優(yōu)選是可粘合的一層式或多層式瀝青層。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方案，吸聲的和/或消聲的材料還能夠是可注塑的材料，例如丙烯酸鹽、橡膠或者聚環(huán)氧化物。
[0028]優(yōu)選在基本上環(huán)形的消音部件和超聲波傳感器之間布置所述去耦環(huán)。該去耦環(huán)可以由軟彈性的材料、例如硅酮構成。
[0029]處于超聲波傳感器和環(huán)形的消音部件之間的去耦環(huán)優(yōu)選至少遮蓋消音部件和超聲波傳感器之間的共同面積。
[0030]在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，所述金屬部件(超聲波傳感器穿過該金屬部件進行發(fā)送和接收)是車輛的車身部件、尤其是車門的蒙皮，在其內側遮蓋地固定至少一個超聲波傳感器。在這種上下文關系中這種遮蓋的構造意味著，超聲波傳感器設備在前側完全被車身部件所遮蓋，并且超聲波傳感器穿過金屬進行發(fā)射和接收。
[0031]這種裝置的明顯優(yōu)點是，一個或多個超聲波傳感器不只能夠遮蓋地布置在車輛的非金屬蒙皮部件上，而且還能夠布置在所有能想到的金屬蒙皮部件上。因此能夠針對不同的應用情況將超聲波傳感器遮蓋地布置在對于這種情況適合的位置上，而不影響探測結果O
[0032]本發(fā)明的其它特征由附圖和【附圖說明】給出。前面所述的特征和特征組合以及只是在附圖中和/或只是在【附圖說明】中描述的特征和特征組合不只能夠應用于各自給出的組合，而且還能夠應用于其它的組合或者單獨適用，只要不脫離本發(fā)明的范圍即可。
[0033]下面結合實施例詳細地闡述本發(fā)明。對應的附圖示出:
[0034]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個實施例的立體圖；
[0035]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個實施例的分解立體圖；
[0036]圖3示出剖切根據(jù)本發(fā)明裝置的一個實施例所得的剖面圖；
[0037]圖4示出剖切根據(jù)本發(fā)明裝置的一個實施例所得的剖面圖，所述裝置處于金屬的車輛車身部件尤其是車門上；
[0038]圖5示出剖切根據(jù)本發(fā)明裝置的一個實施例所得的剖面圖，所述裝置處于