WO2014016081A2 - Ultraschallsensorvorrichtung - Google Patents

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WO2014016081A2
WO2014016081A2 PCT/EP2013/063915 EP2013063915W WO2014016081A2 WO 2014016081 A2 WO2014016081 A2 WO 2014016081A2 EP 2013063915 W EP2013063915 W EP 2013063915W WO 2014016081 A2 WO2014016081 A2 WO 2014016081A2
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WO
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ultrasonic sensor
sound
metallic
damping
annular damping
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Alexander Urban
Stephan Max
Claudia PRAUßE
Reiner Katzwinkel
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Volkswagen AG
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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 invention relates to an ultrasonic sensor device for detecting surfaces and / or for detecting the distance of detected surfaces with an ultrasonic sensor which transmits and receives signals through a metallic part, and a substantially annular damping part, which surrounds the ultrasonic sensor, in particular for motor vehicles.
  • the comprehensive imaging and monitoring of the proximity of vehicles requires the installation of ultrasonic sensors in the vehicle flanks for additional detection of objects on the sides of the vehicle.
  • ultrasonic sensors are installed on bumpers of the vehicle.
  • a visible Verbau is known.
  • the bumpers on recesses through which extend the ultrasonic sensors and send and receive freely lying outward.
  • An inventive device for detecting surfaces and / or for detecting the distance of detected surfaces comprises at least one ultrasonic sensor, which is arranged by means of an elastic adhesive to a metallic part, through which the ultrasonic sensor transmits and receives. Furthermore, the device comprises a substantially annular damping part, which surrounds the ultrasonic sensor and limits this in its vibration transmission.
  • the annular damping member By the annular damping member, the transmission of the ultrasonic vibrations to the metallic vehicle part to which the ultrasonic sensor device is mounted, targeted locally limited and it is the propagation of the vibration over the part so strong damped that no longer the entire part is excited to the vibration and the noise is greatly reduced.
  • a decoupling ring is arranged between the ultrasonic sensor and the damping part.
  • the elastic adhesive between the ultrasonic sensor and the metallic part is silicone according to an embodiment of the invention.
  • the annular damping part may have different designs. It is particularly advantageous that the damping part is solid compared to the ultrasonic sensor.
  • the increase in the local mass of the area around the applied ultrasonic sensor suppresses the formation of surface waves and causes an improved directivity.
  • the material of the annular damping member has a density in the range of the density of the metallic part, through which the ultrasonic sensor transmits and receives in order to prevent the coupling of mechanical vibrations in the part.
  • the material of the annular damping member preferably has a higher density than the metallic part and may be formed in particular of ceramic or metal.
  • the substantially annular damping part may have different outer contours and inner contours.
  • the contour design not only a vibration transmission limit can be done, but also the radiation directivity of the ultrasonic sensor can be influenced.
  • the damping member may have a polygonal inner contour, preferably with different dimensions in the two mutually perpendicular axes.
  • the damping part has a circular or elliptical outer contour.
  • the substantially annular damping part is attached according to an embodiment of the invention directly to a metallic vehicle part, in particular by means of a substantially inelastic adhesive.
  • the vibrations of the membrane of the ultrasonic sensor are not transferred over a large area to the metallic part and these are not returned with a time delay in the membrane.
  • the damping part which surrounds the ultrasonic sensor, in particular the membrane of the sensor, the limitation of the vibration transmission can be made to a local area of the part before the ultrasonic sensor and also beyond the emission characteristic are defined by the different inner contour of the damping member.
  • the vibrations in the metallic vehicle part are considerably reduced and the function of the ultrasonic sensor with respect to the interference signals and transmission directivity improved.
  • the adhesive between the damping member and the metallic vehicle part has a Shore hardness D between 50 and 60, and a strength between 10 and 16 Mpa.
  • a further embodiment of the invention provides that on the surface of the metallic part, on which the ultrasonic sensor is arranged, a sound-absorbing and / or sound-damping material is applied to the ultrasonic sensor and the substantially annular damping part, which serves to suppress the induced interference signals.
  • the sound-absorbing and / or sound-damping material has a density of between 1 and 12 kg / m 2.
  • the sound-absorbing and / or sound-damping material has a thickness between 1 and 10 mm.
  • the sound-absorbing and / or sound-damping material has a loss factor of 10 to 50%, determined by a method according to DIN ISO 6721.
  • the sound-absorbing and / or sound-damping material is an adhesive, single-layer or multi-layer bitumen layer.
  • the sound-absorbing and / or sound-damping material may also be an injectable material, for example acrylate, rubber or polyepoxide.
  • an already addressed decoupling ring is arranged between the substantially annular damping part and the ultrasonic sensor.
  • This can be made of a flexible material, such as silicone.
  • the decoupling ring between the ultrasonic sensor and the annular damping part covers at least the common area between the damping part and the ultrasonic sensor.
  • the metallic part through which the ultrasonic sensor transmits and receives a body part of the vehicle, in particular the outer skin of a vehicle door, on the inside of which at least one ultrasonic sensor device is fastened hidden.
  • the hidden obstruction in this context means that the ultrasonic sensor device is completely concealed on the front side by the body part and the ultrasonic sensor transmits and receives through the metal.
  • An essential advantage of such an arrangement is that one or more ultrasonic sensors can be concealed not only on non-metallic outer skin parts of a vehicle, but also on all conceivable metallic outer skin parts. This makes it possible to disguise them for different applications at the most suitable location for the application, without affecting the detection result.
  • Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of an inventive arrangement
  • Fig. 2 is an exploded perspective view of an embodiment of an inventive arrangement
  • FIG. 3 is a sectional view through an embodiment of an arrangement according to the invention.
  • FIG. 4 shows a sectional illustration through an exemplary embodiment of an arrangement according to the invention on a metallic vehicle body part, in particular a door;
  • Fig. 5 is a sectional view through an embodiment of an inventive arrangement on a front bumper of a vehicle.
  • Fig. 1 an embodiment of an ultrasonic device according to the invention is shown with a view on the back.
  • a sound-absorbing and / or sound-damping material layer preferably a bitumen mat 12 on the surface of the metallic part 2, on which the ultrasonic sensor 1 is arranged to the ultrasonic sensor 1 and the essential annular damping member. 7 intended.
  • another sound-absorbing and / or sound-damping material layer preferably a bitumen mat 13, on which not the ultrasonic sensor 1 and / or the metallic part 2, through which the Ultrasonic sensor 1 transmits and receives disposed facing surfaces of the annular damping member 7, that is, on the outer contour 10 and the rear side 9 of the annular damping member. 7
  • Fig. 2 shows an exploded view of the embodiment shown in Fig. 1.
  • the ultrasonic sensor 1 is attached by means of an elastic adhesive 4 to a metallic vehicle part 2, through which the ultrasonic sensor 1 transmits and receives. Furthermore, the arrangement of the embodiment comprises a substantially annular damping part 7, which surrounds the ultrasonic sensor and limits this in its vibration transmission. Between the ultrasonic sensor and the annular damping part is still a decoupling ring. 6
  • the material of the damping part 7 has a density in the range of the density of the metallic part 2 through which the ultrasonic sensor 1 transmits and receives.
  • the annular damping part 7 may be formed, for example, of ceramic or metal.
  • the damping part 7 may also have different outer contours 10 and inner contours 1 1. It is preferably provided that the damping part 7 has an elliptical or circular outer contour 10.
  • the front side 8 of the annular damping part 7 is fastened in particular directly to one side 3 of the metallic vehicle part 2, in particular by a substantially inelastic adhesive 14.
  • the ultrasonic sensor 1 and the damping part 7 On the surface 3 of the metallic part 2, on which the ultrasonic sensor 1 is arranged, is the ultrasonic sensor 1 and the damping part 7 and not the ultrasonic sensor 1 and / or the metallic part 2, through which the ultrasonic sensor 1 transmits and receives, facing surfaces (9 and 10) of the damping member 7, a sound-absorbing and / or sound-damping material (12 and 13) applied.
  • the sound-absorbing and / or sound-damping material (12 and 13) may preferably be a tacky single- or multi-layer bitumen layer or an injectable material such as acrylate, rubber or polyepoxide.
  • the sound-absorbing and / or sound-damping material has a density between 1 and 12 kg / m 2, a layer thickness between 1 and 10 mm and / or a loss factor of 10 to 50% according to the method according to DIN ISO 6721.
  • the decoupling ring 6 covers at least the common area between the damping part 7 and the ultrasonic sensor 1 between the ultrasonic sensor 1 and the inner contour 11 of the annular damping part 7.
  • Fig. 3 is a schematic sectional view of an arrangement is shown, which has an ultrasonic sensor 1, which installed concealed behind a metallic vehicle part 2 is arranged.
  • the ultrasonic sensor 1 is attached to one side 3 of the metallic vehicle part 2.
  • an elastic adhesive 4 such as silicone, is provided.
  • the ultrasonic sensor 1 is thus completely concealed on the front side by the vehicle part 2, so that it transmits and receives through the vehicle part 2.
  • the ultrasonic sensor 1 has a membrane 5, which is arranged on the vehicle part 2 by means of the elastic adhesive 4. Furthermore, the ultrasonic sensor 1 is surrounded by a decoupling ring 6, which is formed of a soft-elastic material, such as silicone. In addition, the ultrasonic sensor 1 comprises an annular damping member 7, which is integrally formed.
  • the damping part 7 encompasses both the ultrasonic sensor 1 and the decoupling ring 6.
  • the damping part 7 has a front side 8 as well as a rear side 9 and an outer contour 10. It is essential that the outer contour 10 of the damping member 7 may have a different shape to the inner contour 1 1 of the damping member 7.
  • the inner contour 1 1, which faces the decoupling ring 6, may be equal to the outer contour of the decoupling ring 6 with respect to their shape, in particular the inner contour 1 1 is adapted to the outer geometry of the decoupling ring 6.
  • Particularly advantageous is an adhesive bond between the annular damping part 7 and the metallic vehicle part 2 via a non-elastic adhesive 14, is provided.
  • the damping member 7 is thus arranged with the front 8 completely on the vehicle part 2.
  • the non-elastic material between the damping member 7 and the vehicle part 2 may have, for example, a Shore hardness D between 50 and 60, and a strength between 10 and 16 Mpa.
  • an ultrasonic sensor device on a metallic body part 2, in particular an outer skin of a vehicle door 15 is shown, on the inside 3, the ultrasonic sensor device is mounted concealed installed.
  • FIG. 1 A further embodiment according to the invention is shown in FIG. Here is the part 2, through which the ultrasonic sensor 1 sends and receives, a plastic bumper 16 of a motor vehicle.

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Description

Beschreibung
Ultraschallsensorvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung zur Detektion von Oberflächen und/oder zur Detektion des Abstandes erkannter Oberflächen mit einem Ultraschallsensor, der Signale durch ein metallisches Teil sendet und empfängt, und einem im wesentlichen ringförmigen Dämpfungsteil, welches den Ultraschallsensor umgibt, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Die umfassende Abbildung und Überwachung des Nahbereichs von Fahrzeugen bedingt die Installation von Ultraschallsensoren in den Fahrzeugflanken zur zusätzlichen Erkennung von Objekten an den Seiten des Fahrzeuges.
Es ist bekannt, dass Ultraschallsensoren an Stoßfängern des Fahrzeugs verbaut werden. Dabei ist ein sichtbarer Verbau bekannt. Dabei weisen die Stoßfänger Aussparungen auf, durch welche sich die Ultraschallsensoren erstrecken und frei nach außen liegend senden und empfangen.
Weiterhin ist eine Anordnung der für die Detektion von Objekten an den Seiten des Fahrzeuges notwendigen Ultraschallsensoren mittels Aussparungen in den Flanken analog zu den bereits bestehenden Front- und Hecksystemen bekannt Das ist sowohl vom produktionstechnischen Standpunkt als auch aus ästhetischen Gründen unbefriedigend.
Darüber hinaus ist jedoch auch eine verdeckte Bauweise derartiger Ultraschallsensoren an Stoßfängern bekannt. Dabei werden die Ultraschallsensoren hinter dem Stoßfänger angeordnet und frontseitig vollständig durch den Stoßfänger bzw. dessen Material verdeckt. Aufgrund der direkten Befestigung der Ultraschallsensorvorrichtung an der Innenseite des Stoßfängers ist dieser quasi auch direkt an den Stoßfänger gekoppelt, das vollständige Ultraschallsignal geht über den Stoßfänger nach außen. Dadurch wird auch der Stoßfänger mit dieser Schwingung beaufschlagt. Aufgrund der Beaufschlagung des Stoßfängers entstehen Echos und Störsignale, die zu Fehlern bei der Objektdetektion h Um die Schwingungen im Stoßfänger und somit den Körperschall lokal zu begrenzen, ist es aus der DE 42 38 924 A1 bekannt, dass die verdeckt verbauten Ultraschallsensoren ein Begrenzungsring den Ultraschallsensor umgibt. Dabei ist vorgesehen, dass die Klebung zwischen der Stirnfläche des Ultraschallsensors und dem Teil, durch welches die Objekte detektiert werden sollen, elektrisch leitfähig sein muss. Dies wird durch eine Begrenzung der Elastizität des Klebemittels erreicht.
Aus der WO 2007036528 A1 ist bereits ein eletroakustischer Wandler bekannt, welcher von einem Senderichtungbeinflussungsring umgeben ist. Sowie der Ring als auch der Wandler sind mit dem gleichen Klebemittel an der Oberfläche des Fahrzeugteils angebracht. Damit wird entweder eine akustische Kopplung von Ring und Wandler oder eine akustische Entkopplung beide Bauteile in Abhängigkeit der Elastizität des Klebemittels verursacht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ultraschallsensorvorrichtung zu schaffen, welche das Senden von Ultraschallsignalen und das Empfangen der reflektierten Echos durch metallische Teile ermöglicht, welche hinter dem metallische Teil angeordnet wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ultraschallsensorvorrichtung zu schaffen, mittels welcher zum einen die Schwingungsübertragung des Ultraschallsensors auf ein Fahrzeugsteil begrenzt wird und darüber hinaus die Störsignale reduziert werden und die Senderichtcharakteristik verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Ultraschallsensorvorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion von Oberflächen und/oder zur Detektion des Abstandes erkannter Oberflächen umfasst zumindest einen Ultraschallsensor, der mittels eines elastischen Klebemittels an einem metallischen Teil, durch welches der Ultraschallsensor sendet und empfängt, angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein im Wesentlichen ringförmiges Dämpfungsteil, welches den Ultraschallsensor umgibt und diesen in seiner Schwingungsübertragung begrenzt. Durch das ringförmige Dämpfungsteil wird die Übertragung der Ultraschallschwingungen auf das metallische Fahrzeugsteil, an dem die Ultraschallsensorvorrichtung angebracht ist, gezielt lokal begrenzt und es wird die Ausbreitung der Schwingung über das Teil so stark gedämpft, dass nicht mehr der gesamte Teil zur Schwingung angeregt wird und die Störsignale sehr stark reduziert werden. Zwischen dem Ultraschallsensor und dem Dämpfungsteil ist ein Entkopplungsring angeordnet.
Das elastische Klebemittel zwischen dem Ultraschallsensor und dem metallischen Teil ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung Silikon.
Das ringförmige Dämpfungsteil kann unterschiedliche Ausführungen aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass das Dämpfungsteil im Vergleich zum Ultraschallsensor massiv ist.
Die Erhöhung der lokalen Masse des Bereichs um den applizierten Ulstraschallsensor unterdrückt die Ausbildung der Oberflächenwellen und bewirkt eine verbesserte Richtcharakteristik.
Vorzugsweise weisst das Material des ringförmigen Dämpfungsteils eine Dichte im Bereich der Dichte des metallischen Teiles auf, durch welches der Ultraschallsensor sendet und empfängt, um das Überkoppeln von mechanischen Schwingungen in das Teil zu verhindern.
Das Material des ringförmigen Dämpfungsteils weist vorzugsweise eine höhere Dichte als das metallische Teil auf und kann insbesondere aus Keramik oder Metal ausgebildet sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das im Wesentlichen ringförmige Dämpfungsteil unterschiedliche Außenkonturen sowie Innenkonturen aufweisen. Durch die Konturgestaltung kann nicht nur eine Schwingungsübertragungbegrenzung erfolgen, sondern auch die Abstrahlrichtcharakteristik des Ultraschallsensors beeinflusst werden. Beispielsweise kann das Dämpfungsteil eine eckige Innenkontur aufweisen, die vorzugsweise mit unterschiedlichen Abmaßen in den beiden senkrecht zueinander stehenden Achsen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Dämpfungsteil eine kreisförmige oder elliptische Außenkontur aufweist. Das im Wesentlichen ringförmige Dämpfungsteil ist nach einer Ausführung der Erfindung direkt an einem metallischen Fahrzeugsteil befestigt, insbesondere mittels einem im wesentlichen unelastischen Klebemittel.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Schwingungen der Membran des Ultraschallsensors nicht großflächig auf das metallische Teil übertragen werden und diese auch nicht mit einer zeitlichen Verzögerung in die Membran zurückgeleitet werden. Durch das Dämpfungsteil, das den Ultraschallsensor, insbesondere die Membran des Sensors umgibt, kann die Begrenzung der Schwingungsübertragung auf einen nur lokalen Bereich des Teils vor dem Ultraschallsensor erfolgen und darüber hinaus zugleich auch durch die unterschiedliche Innenkontur des Dämpfungsteils die Abstrahlcharakteristik definiert werden.
Durch die Masse des im wesentlichen ringförmigen Dämpfungsteils und die Steifigkeit des Klebemittels, das das Dämpfungsteil mit dem Fahrzeugteil verbindet, werden die Schwingungen in dem metallischen Fahrzeugteil erheblich reduziert und die Funktion des Ultraschallsensors in Bezug auf die Störsignale und Senderichtcharakteristik verbessert.
Vorzugsweise weist das Klebemittel zwischen dem Dämpfungsteil und dem metallischen Fahrzeugsteil eine Shore Härte D zwischen 50 und 60, und eine Festigkeit zwischen 10 und 16 Mpa auf.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass auf der Oberfläche des metallischen Teils, an der der Ultraschallsensor angeordnet ist, um den Ultraschallsensor und das im wesentlichen ringförmige Dämpfungsteil ein schallabsorbierendes und/oder schalldämpfendes Material aufgebracht ist, welches zum Unterdrücken der induzierten Störsignale dient.
Vorzugsweise weist das schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Material eine Dichte zwischen 1 und 12 kg/m2 auf.
Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass das schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Material eine Dicke zwischen 1 und 10 mm aufweist.
Vorzugsweise weist das schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Material einen Verlustfaktor von 10 bis 50% auf, ermittelt nach einem Verfahren gemäß DIN ISO 6721 . Vorzugsweise ist das schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Material eine klebbare, ein- oder mehrlagige Bitumenschicht. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung kann das schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Material auch ein einspritzbares Material, beispielsweise Acrylat, Kautschuk oder Polyepoxid sein.
Vorzugsweise ist zwischen dem im Wesentlichen ringförmigen Dämpfungsteil und dem Ultraschallsensor ein bereits angesprochener Entkopplungsring angeordnet. Dieser kann aus einem weichelastischen Material, beispielsweise Silikon, ausgebildet sein.
Vorzugsweise deckt der Entkopplungsring zwischen dem Ultraschallsensor und dem ringförmigen Dämpfungsteil zumindest die gemeinsame Fläche zwischen dem Dämpfungsteil und dem Ultraschallsensor ab.
Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung ist das metallische Teil, durch welches der Ultraschallsensor sendet und empfängt ein Karosserieteil des Fahrzeuges, insbesondere die Außenhaut einer Fahrzeugtür, an deren Innenseite mindestens eine Ultraschallsensorvorrichtung verdeckt befestigt ist. Die verdeckte Verbauung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Ultraschallsensorvorrichtung frontseitig vollständig durch das Karosserieteil verdeckt ist und der Ultraschallsensor durch das Metall hindurch sendet und empfängt.
Ein wesentlicher Vorteil einer solchen Anordnung ist, dass ein oder mehrere Ultraschallsensoren nicht nur an nicht metallischen Außenhautteilen eines Fahrzeuges verdeckt angeordnet werden können, sondern auch an allen denkbaren metallischen Außenhautteilen. Damit ist es möglich, diese für unterschiedlichste Anwendungsfälle an der für die Anwendung geeignetsten Stelle verdeckt anzuordnen, ohne Einfluss auf das Detektionsergebnis.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend genannten Merkmale und Merkmalskombinationen als auch die nur in den Figuren allein gezeigten und/oder nur in der Figurenbeschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Perspektive Darstellung eines Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 2 eine explodierte Perspektive Darstellung eines Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung an einem metallischen Fahrzeugkarosserieteil, insbesondere einer Tür;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung an einem vorderen Stoßfänger eines Fahrzeuges.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ultraschallvorrichtung mit einer Ansicht auf die Rückseite gezeigt.
Im montierten Zustand, wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Materialschicht, vorzugsweise eine Bitumenmatte 12 auf der Oberfläche des metallischen Teils 2, an dem der Ultraschallsensor 1 angeordnet ist, um den Ultraschallsensor 1 und das wesentliche ringförmige Dämpfungsteil 7 vorgesehen. Zusätzlich ist eine weitere schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Materialschicht, in bevorzugter Form einer Bitumenmatte 13, auf der nicht dem Ultraschallsensor 1 und/oder dem metallischen Teil 2, durch welches der Ultraschallsensor 1 sendet und empfängt, zugewandten Oberflächen des ringförmigen Dämpfungsteils 7 angeordnet, das heißt auf der Außenkontur 10 und der hinteren Seite 9 des ringförmigen Dämpfungsteils 7.
Fig. 2 zeigt eine explodierte Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels.
In der erfindungsgemäßen Anordnung wird der Ultraschallsensor 1 mittels eines eslastischen Klebemittels 4 auf ein metallisches Fahrzeugteil 2, durch welches der Ultraschallsensor 1 sendet und empfängt, befestigt. Weiterhin umfasst die Anordnung des Ausführungsbeispiels ein im wesentlichen ringförmiges Dämpfungsteil 7, das den Ultraschallsensor umgibt und diesen in seiner Schwingungsübertragung begrenzt. Zwischen dem Ultraschallsensor und dem ringförmigen Dämpfungsteil befindet sich weiterhin ein Entkopplungsring 6.
Vorzugsweise weist das Material des Dämpfungsteils 7 eine Dichte im Bereich der Dichte des metallischen Teiles 2, durch welches der Ultraschallsensor 1 sendet und empfängt, auf. Das ringförmige Dämpfungsteil 7 kann beispielsweise aus Keramik oder Metal ausgebildet sein.
Das Dämpfungsteil 7 kann außerdem unterschiedliche Außenkonturen 10 sowie Innenkonturen 1 1 aufweisen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Dämpfungsteil 7 eine elliptische oder kreisförmige Außenkontur 10 aufweist.
Die Vorderseite 8 des ringförmigen Dämpfungsteils 7 ist insbesondere direkt an einer Seite 3 des metallischen Fahrzeugsteils 2 befestigt, insbesondere durch ein im wesentlichen unelastisches Klebemittel 14.
Auf der Oberfläche 3 des metallischen Teils 2, an der der Ultraschallsensor 1 angeordnet ist, ist um den Ultraschallsensor 1 und das Dämpfungsteil 7 und auf den nicht dem Ultraschallsensor 1 und/oder dem metallischen Teil 2, durch welches der Ultraschallsensor 1 sendet und empfängt, zugewandten Oberflächen (9 und 10) des Dämpfungsteils 7 ein schallabsorbierendes und/oder schalldämpfendes Material (12 und 13) aufgebracht.
Vorzugsweise kann das schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Material (12 und 13) eine klebbare ein- oder mehrlagige Bitumenschicht oder ein einspritzbares Material wie Acrylat, Kautschuk oder Polyepoxid sein. Insbesondere weist das schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Material eine Dichte zwischen 1 und 12 kg/m2, eine Schichtdicke zwischen 1 und 10 mm und/oder einen Verlustfaktor von 10 bis 50% gemäß Verfahren nach DIN ISO 6721 gemessen.
In dem Ausführungsbeispiel deckt der Entkopplungsring 6 zwischen dem Ultraschallsensor 1 und der inneren Kontur 1 1 des ringförmigen Dämpfungsteils 7 zumindest die gemeinsame Fläche zwischen dem Dämpfungsteil 7 und dem Ultraschallsensor 1 ab.
In Fig. 3 ist in einer schematischen Schnittdarstellung eine Anordnung gezeigt, welche einen Ultraschallsensor 1 aufweist, der verdeckt verbaut, hinter einem metallischen Fahrzeugteil 2 angeordnet ist. Die Ultraschallsensor 1 ist dabei an einer Seite 3 des metallischen Fahrzeugteils 2 befestigt. Dafür ist dabei eine Klebung über ein elastisches Klebemittel 4, wie Silikon, vorgesehen. Der Ultraschallsensor 1 ist somit frontseitig vollständig durch das Fahrzeugteil 2 verdeckt, sodass er durch das Fahrzeugteil 2 hindurch sendet und empfängt.
Der Ultraschallsensor 1 weist eine Membran 5 auf, die mittels des elastischen Klebemittels 4 auf dem Fahrzeugteil 2 angeordnet ist. Weiterhin ist der Ultraschallsensor 1 mit einem Entkopplungsring 6 umgeben, der aus einem weich-elastischen Material, beispielsweise Silikon, ausgebildet ist. Darüber hinaus umfasst der Ultraschallsensor 1 ein ringförmiges Dämpfungsteil 7, das einstückig ausgebildet ist. Das Dämpfungsteil 7 umgreift sowohl den Ultraschallsensor 1 als auch den Entkopplungsring 6. Das Dämpfungsteil 7 weist eine vordere Seite 8 als auch eine hintere Seite 9 und eine Außenkontur 10 auf. Wesentlich ist, dass die Außenkontur 10 des Dämpfungsteiles 7 eine unterschiedliche Formgebung zu der Innenkontur 1 1 des Dämpfungsteils 7 aufweisen kann. Die Innenkontur 1 1 , die dem Entkopplungsring 6 zugewandt ist, kann im Hinblick auf Ihre Form gleich der Außenkontur des Entkopplungsrings 6 sein, insbesondere ist die Innenkontur 1 1 an die Außengeometrie des Entkopplungsrings 6 angepasst. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Klebeverbindung zwischen dem ringförmigen Dämpfungsteil 7 und dem metallischen Fahrzeugteil 2 über ein nicht elastisches Klebemittel 14, vorgesehen. Das Dämpfungsteil 7 ist somit mit der Vorderseite 8 vollständig auf dem Fahrzeugteil 2 angeordnet. Das nicht elastische Material zwischen dem Dämpfungsteil 7 und dem Fahrzeugteil 2 kann beispielsweise eine Shore Härte D zwischen 50 und 60, und eine Festigkeit zwischen 10 und 16 Mpa aufweissen.
In der Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung an einem metallischen Karosserieteil 2, insbesondere einer Außenhaut einer Fahrzeugtür 15 gezeigt, an deren Innenseite 3 die Ultraschallsensorvorrichtung verdeckt verbaut befestigt ist.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung ist in Fig. 5 gezeigt. Hier ist das Teil 2, durch welches der Ultraschallsensor 1 sendet und empfängt, ein Kunststoffs Stoßfänger 16 eines Kraftfahrzeuges.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Detektion von Oberflächen und/oder zur Detektion des Abstandes erkannter Oberflächen mit mindestens einem Ultraschallsensor (1 ), der an einer Oberfläche (3) eines metallischen Teiles (2) mittels eines elastischen Klebemittels (4) befestigt ist und Signale durch das metallische Teil (2) sendet und empfängt, mindestens einem im wesentlichen ringförmigen Dämpfungsteil (7), welches den Ultraschallsensor (1 ) umgibt, und mindestens einem elastischen Entkopplungsring (6) zwischen dem Ultraschallsensor (1 ) und dem ringförmigen Dämpfungsteil (7) dadurch gekennzeichnet,
dass das ringförmige Dämpfungsteil (7) aus einem massiven Material besteht und das Verhältnis zwischen Innen- und Außendurchmesser mindestens dem Durchmesser des Ultraschallsensors (1 ) entspricht, vorzugsweise liegt das Verhältnis zwischen Innen- und Außendurchmesser des ringförmigen Dämpfungsteils (7) im Bereich zwischen der Größe des Durchmessers und der 5 fachen Größe des Durchmessers des Ultraschallsensors (1 ).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
dass das Material des ringförmigen Dämpfungsteils (7) eine Dichte im Bereich der Dichte des metallischen Teils (2) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet,
dass das ringförmige Dämpfungsteil (7) eine elliptische äußere Kontur (10) und eine elliptische oder rechteckige innere Kontur (1 1 ) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das ringförmige Dämpfungsteil (7) mittels eines im Wesentlichen nicht elastischen Klebemittels (14) an dem metallischen Teil (2) befestigt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Oberfläche (3) des metallischen Teils (2), an der der Ultraschallsensor (1 ) angeordnet ist, um den Ultraschallsensor (1 ) und das Dämpfungsteil (7) ein schallabsorbierendes und/oder schalldämpfendes Material (12) aufgebracht ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet,
dass auf den nicht dem Ultraschallsensor (1 ) und/oder dem metallischen Teil (2) zugewandten Oberflächen (9, 10) des ringförmigen Dämpfungsteils (7) ein schallabsorbierendes und/oder schalldämpfendes Material (13) aufgebracht ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Material (12, 13) eine Dichte zwischen 1 und 12 kg/m2 aufweisst.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das schallabsorbierende und/oder schalldämpfende Material (12, 13) eine Dicke im Bereich von 1 bis 10 mm aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abdeckung des Entkopplungsrings (6) zumindest über die gemeinsame Fläche (1 1 ) zwischen dem ringförmigen Dämpfungsteil (7) und dem Ultraschallsensor (1 ) verläuft.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das metallische Teil (2), durch welches der Ultraschallsensor sendet und empfängt, ein Karosserieteil (15) eines Kraftfahrzeuges ist.
1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das metallische Teil (2), durch welches der Ultraschallsensor sendet und empfängt, ein Stoßfänger (16) eines Kraftfahrzeuges ist.
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