具有保险杠和超声波传感器的装置以及具有这样的装置的车辆

摘要

本发明涉及具有用于车辆的保险杠（2）并具有超声波传感器（3）的装置（1），该超声波传感器设置在保险杠（2）上，其中，超声波传感器（3）包括解耦环（4），其在进入到保险杠（2）的凹部（5）中的区域中延伸，其中，设计有与解耦环（4）的延伸到凹部（5）中的子区域（10）的外侧（6）相比沿径向方向（R）向外更远地定位的间隔元件（7，7a，7b），其中，所述间隔元件设置为保持超声波传感器（3）相对于保险杠（2）沿超声波传感器（3）的轴向方向（Z）的间隔，至少一个间隔元件（7，7a，7b）的顶侧（8）设计为用于保险杠（2）的接触平台。本发明还涉及具有这样的装置的车辆。

说明书

技术领域

本发明涉及具有用于车辆的保险杠且具有超声波传感器的装置，该超声 波传感器设置在保险杠上，其中，超声波传感器包括解耦环，该解耦环在进 入保险杠的切口中的区域中延伸。本发明还涉及具有这种装置的车辆。

背景技术

已知超声波传感器能安装在机动车辆的前和/或后保险杠上。这些传感器 使得可以传感车辆的周围环境区域，其中，可以获得关于被检测的周围环境 区域的信息，例如，驾驶员辅助设备可获得该信息。特别地，这种类型的传 感器可用作停车辅助系统的一部分。

为了防止来自保险杠的振动传递给超声波传感器，解耦环通常设置在超 声波传感器上。所述解耦环通常环绕超声波传感器的隔膜壶状物且因此同时 用于密封隔膜壶状物以防止可能的水渗入。由于解耦环通常不总是固定地连 接到超声波传感器的其他部分，必须将解耦环牢固地附连至超声波传感器。

新型超声波传感器特征在于锥形解耦环。这种类型的解耦环4在图1中 示出。所述解耦环环绕超声波传感器3的隔膜壶状物15。为了可以传播超声 波和/或通过超声波传感器3检测超声波，切口5通常设置在保险杠2中。超 声波传感器3则相对于保险杠2大致定位为使得所述超声波传感器至少使其 隔膜壶状物15在进入切口5中的区域中延伸。通常将超声波传感器3定位 为使得隔膜壶状物15的顶侧与保险杠的外部面齐平。

解耦环4则用于针对湿气保护隔膜壶状物15，并防止水渗入。因此可避 免超声波传感器3的故障。另一方面，振动被防止从保险杠2通向隔膜壶状 物15。为此，解耦环4部分地填充位于隔膜壶状物15和保险杠2之间的区 域。解耦环4的一个部分区域的外部面6在该情况下与切口5的内部面9相 对，该部分区域延伸到该切口5中。

解耦环4的锥形实施例决定解耦环4的所述部分区域具有三角形横截 面，且所述部分区域和保险杠2之间的机械作用至少部分地将超声波传感器 3还沿轴向方向锚定。这样做，解耦环4沿边缘K接触保险杠2。

由现有技术已知的该装置1具有缺点。切口5通常通过冲切形成在保险 杠2中。在该情况下不总是可以执行冲切为使得切口5制造有恒定的直径。 相反，切口5的直径经历一定的容差或甚至变化。如果超声波传感器3沿轴 向方向Z以相对于保险杠2的恒定间隔布置被保持，解耦环4可因此必要的 话沿轴向方向Z移动。也就是说，解耦环通常没有固定地连接至超声波传感 器3。因此，沿径向方向R延伸的间隙可在解耦环4和超声波传感器3之间 开放。水可渗入到该间隙中，且在一定情况下，所述水可在低温时冻结；这 具有对超声波传感器3的功能的负面影响。该不期望的效果可例如当使用高 压清洁器清洗车辆时发生。产生的压力可将解耦环4沿轴向方向Z移位，从 而所述解耦环可稍微突出超过保险杠2的外部面。

切口5的冲切直径中的容差可因此防止解耦环4被适当地附连。所述解 耦环则不再位于保险杠2的边缘K上。另一方面，如果总是要求所述解耦环 位于边缘K上，则切口5直径的变化可导致超声波传感器3不总是以优化方 式沿轴向方向Z相对于保险杠2定位。作为例子，则可产生隔膜壶状物15 在保险杠2的外部面上突出的不期望有的效果。

披露了一种锥形解耦环，例如，在DE10039060A1中。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置，其使得可以改善超声波传感器自保险杠 的解耦，且在该装置中，超声波传感器距保险杠的轴向间隔布置可极为容易 地调节。该目的同样是提供一种具有这种类型的装置的车辆。

该目的通过包括权利要求1的特征的装置和包括权利要求12的特征的 车辆实现。

根据本发明的装置包括保险杠和超声波传感器，该超声波传感器设置在 保险杠上。超声波传感器特别地设置在保险杠上，以使得其至少在进入到保 险杠中的切口中的区域中延伸。在该情况下，超声波传感器可设置在保险杠 中的切口的区域中，用于通过切口进行检测的目的。特别地，切口可实施为 穿通开口或盲孔。其可以，例如，实施为穿通开口，其特别是通过适当的覆 盖元件在保险杠的外部面上密封。这种类型的覆盖元件可以是，例如，保险 杠本身的薄壁区域，或其可以是柔性片。设置在保险杠上的超声波传感器可 以特别是机动车辆的驾驶员辅助设备的一部分。保险杠则特别地是车辆或机 动车辆的外覆盖元件。

在根据本发明的装置中，超声波传感器包括解耦环，其至少在进入到保 险杠中的切口中的区域中延伸。解耦环特别地用于将超声波传感器与保险杠 机械地解耦和/或防止振动从保险杠通过到超声波传感器。此外，其被设置为 根据本发明，实施有用于保持间隔布置的元件，其被设置为与解耦环的部分 区域的外部面相比沿径向方向向外地设置得更远，该部分区域延伸到切口 中。在解耦环的部分区域的情况下，其可以特别地是一种区域，该区域环绕 超声波传感器的隔膜壶状物，且将所述隔膜壶状物自保险杠机械地解耦。用 于保持间隔布置的元件根据本发明被实施为用于保持超声波传感器沿所述 超声波传感器的轴向方向相对于保险杠的间隔布置。用于保持间隔布置的元 件的上部面在该情况下用作用于保险杠的二维负载支承表面。轴向方向可特 别地以相对于保险杠的内部和/或外部面垂直的方式延伸，该内部和/或外部 面直接设置在切口的周围区域中。用于保持间隔布置的元件可实施为一个部 件或多个部件。在包括多个部件的实施例的情况下，各个部件可还描述为各 个用于保持间隔布置的元件。在负载支承表面的情况下，所述负载支承表面 是用于保持间隔布置的元件的一个或多于一个面，该面（一个或多个）与保 险杠进行表面接触，特别是与保险杠的内部面进行表面接触。特别地，用于 保持间隔布置的元件从保险杠支撑解耦环和/或超声波传感器。

用于保持间隔布置的元件使得解耦环和/或超声波传感器可以保持相对 于保险杠基本恒定的间隔布置。用于保持间隔布置的元件在该情况下本身可 具有机械解耦元件的功能。传感器可通过用于保持间隔布置的元件容易地和 牢固地保持相对于保险杠的恒定间隔布置。超声波传感器的不期望的轴向移 位被可靠地且有效地避免。超声波传感器的通过保险杠的振动解耦可通过具 有解耦环和用于保持间隔布置的元件的装置的实施例的改善。总是确保流 体，例如水，不能渗入超声波传感器，因为理想地避免了间隙产生于超声波 传感器和解耦环之间。保险杠中的切口的尺寸的准确度对防止流体/颗粒渗入 超声波传感器的能力来说不再具有任何影响。当切口在技术上通过钻孔和/ 或冲切实施时，装置使得可以具有总体更大的容差，由此装置的制造成本可 减少，同时增加质量。

用于保持间隔布置的元件和解耦环特别有利地实施为一个部件。用于保 持间隔布置的元件则形成解耦环的部分区域。两个不同功能由此可在共用部 件中容易地且简单地组合。解耦环相对于用于保持间隔布置的元件的相对位 置的不期望的变化可被可靠地避免。高水平的结构整合性确保了低的制造成 本。

优选的是，保险杠和解耦环设置在装置内，以使得相对于彼此，对于解 耦环的部分区域的解耦环的外部面处于相对于切口的内部面的间隔布置，该 部分区域延伸到切口中。位于超声波传感器的切口内的解耦环的区域因此处 于相对于切口的内壁的特定间隔布置。因此，在切口内的解耦环不接触切口 的内部面。切口可，作为例子，以具有限定的直径的圆形的方式实施。解耦 环的横截面也可以圆形的方式实施，例如为圆柱体。圆柱体的外直径可由此 比切口的直径特别小。解耦环和保险杠因此在切口内不与彼此直接机械接 触。因此，两个元件被特别有效地解耦，且仅非常少的振动能被传播。超声 波传感器仍被没有问题地牢固附连至保险杠，即使在特别大的振动和/或对于 保险杠中的切口的直径的容差的情况下。超声波传感器的期望的轴向位置可 独立于切口的直径被保持。由此，切口的精确尺寸对于准确定位超声波传感 器的能力没有影响。超声波传感器的易受影响的部件可被解耦环可靠地环 绕，从而不期望的水渗入被避免。确保了解耦环和保险杠以极为高效的方式 被解耦，即使冰形成在解耦环和保险杠之间或污物收集在该区域中。

优选的是，解耦环的外部面至少在解耦环的部分区域中以垂直的方式实 施，该部分区域延伸到切口中。如果切口的内部面，作为例子，还以垂直的 方式实施，则解耦环的外部面和切口的内部面平行于彼此延伸。垂直实施例 涉及各个面相对于沿轴向方向延伸的直线的平行布置。解耦环的外部面的垂 直实施例可靠地避免解耦环卡在保险杠中。则解耦环特别牢固地位于超声波 传感器上。解耦环自超声波传感器的不期望的移除可被可靠地避免，该移除 是解耦环卡在和/或不正确地连接至保险杠的结果。因此，确保了水被永久的 避免渗入超声波传感器。

优选的是，用于保持间隔布置的元件的上部面和解耦环的上部面之间的 轴向间隔布置等于解耦环的部分区域的轴向长度，该部分区域延伸到切口 中。该实施例使得解耦环可以通过用于保持间隔布置的元件保持相对于保险 杠的间隔布置，从而在围绕切口的中间区域中的保险杠的外部面与解耦环的 上部面齐平。还优选的是，超声波传感器被设置为使得其一个面（例如隔膜 壶状物的检测面）与解耦环的上部面齐平和/或与保险杠的外部面齐平，该外 部面环绕切口。解耦环和如果必要的话超声波传感器则可相对于保险杠理想 地定位。这提供了高的检测准确度，同时提供装置的看起来美观和平滑的外 部面。

优选的是，用于保持间隔布置的元件的上部面以水平方式实施。特别地， 负载支承表面则以水平的方式实施。在该情况下，水平意味着基本平行于一 平面，该平面垂直于沿轴向方向延伸的直线。特别地，用于保持间隔布置的 元件的上部面可平行于解耦环的上部面延伸和/或可平行于超声波传感器的 上部面延伸和/或可平行于保险杠的内部面延伸，该内部面直接围绕切口，和 /或所述用于保持间隔布置的元件可平行于保险杠的外部面延伸，该外部面直 接围绕切口。这提供了负载支承表面，其具有特别大的负载支承区域，从而 确保了解耦环特别好地支撑在保险杠上。

优选的是，用于保持间隔布置的元件的上部面直接位于保险杠的内部面 上。保险杠的内部面可特别地是一区域，该区域直接围绕保险杠的内壁中的 切口。限定的间隔布置可由此以极为恒定的方式保持。

优选的是，解耦环包括中空圆柱形部分区域，其中，多个腹板和/或鳍片 和/或突起形式的用于保持间隔布置的元件被沿圆周方向围绕该部分区域设 置。腹板可以，作为例子，固定地连接至中空圆柱形部分区域且可远离部分 区域的旋转轴线地径向延伸。鳍片同样可，作为例子，实施为矩形肋的形式， 其长边缘沿中空圆柱体的径向方向延伸。还可以提供具有圆形横截面的突起 和/或柱的圆周环。腹板、鳍片和突起可以特别简单的方式实施，以使得它们 是柔性和/或弹性的，从而用于保持间隔布置的元件可用作在保险杠和解耦环 之间的弹性弹簧元件。重量和所用的材料同时被保持到最小值。

替换地或附加地，可以设置为，用于保持间隔布置的元件包括环形部分 本体，其沿圆周方向完全围绕解耦环的中空圆柱形部分区域延伸。环形部分 本体则可特别地本身包括中空圆柱体的形状。所述形状使得可以以特别简单 的方式提供相对于保险杠的恒定间隔布置。

优选的是，沟槽在解耦环的中空圆柱形部分区域和用于保持间隔布置的 元件之间至少在整个圆周长度的部分长度上实施。如果用于保持间隔布置的 元件包括，作为例子，鳍片，则间隙或甚至是狭槽可设置在鳍片和中空圆柱 形部分区域之间，从而鳍片特别地不与中空圆柱形部分区域进行直接的材料 接触。可以以该方式以特别简单的方式实施弹性保持元件，因为作为沟槽的 结果，所述保持元件也不支撑在中空圆柱形部分区域上。

优选的是，解耦环和/或用于保持间隔布置的元件包括柔性和/或弹性材 料，特别是聚合物。硅树脂，例如LSR（液体硅树脂橡胶）在该情况下是特 别优选的。柔性材料使得反压力可以在保险杠和超声波传感器之间产生。解 耦环可永久地压靠超声波传感器，从而实施例可靠地避免可被水渗入的不期 望间隙。

保险杠中的切口可实施为穿通开口或盲孔，且因而可在其前部面上被密 封。

进一步的特征在权利要求、附图和附图说明中显现。在说明书中提到的 前述特征和特征组合以及在附图的说明中提到的特征和特征组合和/或分别 在附图中示出的特征和特征组合不仅用于各自给出的组合，但还可用于其他 组合中或仅单独使用，而不放弃本发明的框架。

附图说明

本发明将参考示例性实施例进行详细解释。在附图中：

图1显示了根据现有技术的具有保险杠、超声波传感器和解耦环的装置 的示意性截面图；

图2显示了根据本发明示例性实施例的具有保险杠、超声波传感器、解 耦环和用于保持间隔布置的元件的装置的示意性截面图；

图3显示了图2所示的解耦环和用于保持间隔布置的元件沿观察方向B 的平面图；

图4A至4D显示了用于解耦环和/或用于保持间隔布置的元件的四个进 一步示例性实施例。

实施方式

相同元件或具有相同功能的元件在附图中被提供有相同的附图标记。

在图2中示出的保险杠2在切口5周围的所示区域中平行于一平面延伸， 该平面垂直于轴向方向Z。轴向方向Z与超声波传感器3的旋转轴线重合， 该超声波传感器以大体旋转对称的方式实施。超声波传感器3具体地包括转 换器壳体，在其端部区域上连接有隔膜壶状物15。隔膜壶状物15同样以围 绕轴向方向Z的圆柱形方式实施。所述隔膜壶状物在进入切口5中的区域中 延伸为使得其上部面同样与保险杠2的外部面齐平。

隔膜壶状物15要被密封，以防止湿气渗入，且其要与保险杠2解耦， 以防止可能的振动传递。为此，所述隔膜壶状物被解耦环4环绕，该解耦环 同样以绕方向Z的旋转对称方式实施。解耦环4包括部分区域10，其完全 位于切口5的区域中。在部分区域10中的解耦环4的外部面6与切口5的 内部面9相对。切口5的内部面9以及解耦环4的部分区域10的外部面6 平行于彼此且还平行于轴向方向Z地实施，换句话说，它们以垂直方式延伸。 部分区域10的沿切口5延伸的轴向长度被指定为符号I。解耦环4的上部面 11同时是部分区域10的上部面，且与隔膜壶状物15的上部面齐平并在切口 5的中间周围区域中与保险杠2的外部面齐平。

特别是在切口5的区域中的解耦环4没有实施为精确地适配到切口5中。 所述解耦环替代地包括外直径，其小于切口5的直径。包括厚度d的狭槽由 此在部分区域10和保险杠2之间实施。

解耦环4由硅树脂实施为一个部件，其具有用于保持间隔布置的元件7。 用于保持间隔布置的元件7包括大体矩形的横截面，且与解耦环4的中空圆 柱形部分区域13通过沟槽14分隔开。用于保持间隔布置的元件7包括上部 面8，该上部面在示例性实施例中平行于解耦环4的上部面11并平行于保险 杠2的内部面12延伸。用于保持间隔布置的元件7的上部面8在负载支承 表面中接触保险杠2的内部面12，该负载支承表面以二维的方式实施。

用于保持间隔布置的元件7和中空圆柱形部分区域13的轴向尺寸彼此 不同。在该情况下，用于保持间隔布置的元件7的上部面8相对于解耦环4 的上部面11之间的轴向间隔布置被选择为使得所述轴向间隔等于解耦环4 的部分区域10的轴向长度I，该部分区域延伸到切口5中。因而，解耦环4 极为精确地适配到切口5中并与之齐平，且由此通过用于保持间隔布置的元 件7以相对于保险杠2的基本恒定的间隔布置被保持。

由于用于保持间隔布置的元件7由硅树脂制成，其在部件中是弹性的。 超声波传感器3通过保持器（未示出）附连到保险杠2，以便施加小量压力 在解耦环4上。因此，用于保持间隔布置的元件7以弹性的方式并由于所述 元件支撑在保险杠2的内部面12上而容易地弯曲，所述元件持续地将解耦 环4推靠超声波传感器3。因此，可靠地防止沟槽被形成在解耦环4和超声 波传感器3之间，且特别是在解耦环4和隔膜壶状物15之间。

图3显示了图2所示的具有用于保持间隔布置的元件7的解耦环的沿观 察方向B的平面图。解耦环4的圆形基部区域被视为靠近中空圆柱形部分区 域13，且用于保持间隔布置的元件7布置在所述基部区域上。用于保持间隔 布置的元件7包括各个鳍片，作为例子，其中，鳍片7a和7b被提供有附图 标记。鳍片围绕中空圆柱形部分区域13的整个圆周设置，其中，它们延伸 为它们的纵向轴向沿径向方向R。鳍片7a和7b关于它们的角坐标f1和/或 f2不同，且相对于中空圆柱形部分区域13以相同的径向间隔布置设置。所 有鳍片，还包括鳍片7a和7b，一起形成（组装的）用于保持间隔布置的元 件7。

图4A至4D显示了解耦环4和/或用于保持间隔布置的元件7的进一步 示例性实施例。保险杠2的略图通过点线表示。在图4A显示的示例性实施 例中，用于保持间隔布置的元件7被整合到解耦环4的基部环中。在图4B 中，用于保持间隔布置的元件7在解耦环4中通过腹板和/或肋实施，所述腹 板和/或肋以台阶形式自中空圆柱形部分区域显现。图4C示出了解耦环4， 其在结构上与用于保持间隔布置的元件7分隔。两个元件通过明显的沟槽14 彼此分隔。在该示例性实施例中，解耦环4和用于保持间隔布置的元件7还 可由不同材料实施。解耦环4的各个壁不是必须相对于轴向方向Z以正交方 式形成。作为例子，在图4D所示的示例性实施例中，解耦环4的部分区域 10包括外部面6，该外部面相对于轴向方向Z以倾斜方式延伸，该外部面在 组装状态下特别是设置为没有接触保险杠2的切口5的内部面9或至多只是 与之略微接触，但没有到接触产生足以保持位置的力（根据现有技术的图1 所示的情况）的程度。