-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufnahme
und Lagerung eines Ultraschallsensors mittels eines Vibrationsisoliergliedes
in einem Trägerkörper eines
Ultraschallsignale abgebenden und/oder aufnehmenden Gerätes, insbesondere
in einer Basisstation und/oder in einem mit dieser zusammenarbeitenden
mobilen Staubsammelroboter eines Staubsammelrobotersystems, wie
diese gattungsbildend insbesondere aus der
DE 103 10 454 B4 bekannt
ist.
-
Ebenso
beschreibt die
DE
196 01 987 A1 einen Ultraschallwandler als Abstandswarneinrichtung in
einem Stoßfänger. In
einem Halter ist das Gehäuse eines
Ultraschallwandlers eingesetzt. An dem Halter ist mittels einer
Konsole ein radialer Vorsprung ausgebildet, welcher als Blende wirkt
und die Stirnfläche des
Wandlergehäuses
sowie einen Teil einer Dichtung abdeckt, welcher den Resonator elastisch
an der Innenwand des Wandlergehäuses
aufhängt.
Der Vorsprung umgrenzt eine Durchtrittsfläche, in welche eine Teilfläche des
Resonators ragt, welche zur Erzeugung einer geeigneten Strahlungskeule
aus einer Kreisfläche
durch Entfernen zweier seitlicher Kreissektoren gebildet ist.
-
Schließlich ist
aus der
DE 10
2005 017 536 A1 eine Vorrichtung zur Aufnahme und Lagerung
eines Ultraschallsensors mittels eines Vibrationsisoliergliedes
in einem Trägerkörper eines
Ultraschallsignale abgebenden und/oder aufnehmenden Gerätes, insbesondere
für den
Einsatz in der Stoßstange eines
Fahrzeugs, bekannt. Das insbesondere aus einem Silikongummi bestehende
Vibrationsisolierglied dient dabei dazu, eine Vibrationsübertragung
von einem Ultraschallsensorglied auf den genannten Trägerkörper und
damit zu einem diesen aufnehmenden Aufnahmeteil zu verhindern. Das
betreffende Ultraschallsensorglied enthält ein einseitig rohrförmiges Gehäuse aus
Aluminium, welches einen quaderförmigen
Querschnitt besitzt und an dessen quer zur Gehäuselängsrichtung verlaufender geschlossener Fläche ein
piezoelektrisches Element befestigt ist. Dieses piezoelektrische
Element ist zusammen mit dem Aluminiumgehäuse in das erwähnte Vibrationsisolierglied
eingesetzt, welches eine zylindrische Außenfläche aufweist und mit dieser
von einem in seinem Innern entsprechend geformten Harzgehäuse aufgenommen
ist. In diesem Harzgehäuse
befindet sich eine Schaltungsplatine, mit der Anschlusskabel des
Ultraschallsensorigliedes verbunden sind.
-
Nachdem
bei dem vorstehend betrachteten bekannten Ultraschallsensor die
Aufnahmeöffnung des
Vibrationsisoliergliedes und die Innenform des Harzgehäuses beide
zylindrisch ausgebildet sind, ist somit eine stabile Lagefixierung
des Ultraschallsensors in seinem ihn aufnehmenden Harzgehäuse nicht möglich. Eine
solche Lagefixierung ist aber in bestimmten Fällen erwünscht oder sogar erforderlich, um
beispielsweise in lediglich einer Strahlungsebene gebündelte Ultraschallsignale
abzugeben bzw. aufzunehmen. Dies ist beispielsweise bei der Erkennung
von Hindernissen in einem Raum mittels Ultraschallstrahlen in lediglich
einer Ebene der Fall.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen,
wie bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art auf relativ
einfache Weise eine gebündelte
Abgabe und/oder Aufnahme von Ultraschallsignalen mittels eines lagestabil
in seinem Aufnahmekörper
festgehaltenen Ultraschallsensorgliedes in einer festlegbaren Ebene
eines Raumes ermöglicht
ist.
-
Gelöst wird
die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs
genannten Art, bei der das Vibrationsisolierglied ein rohrförmiges Körperteil
ist, in dessen Durchgangsbereich der Ultraschallsensor durch eine
Klemmverbindung festgehalten ist, und bei der das rohrförmige Körperteil und
der Aufnahmekörper
verdrehungssicher miteinander verbunden sind, erfindungsgemäß dadurch, dass
das rohrförmige
Körperteil
und/oder der Aufnahmekörper
in seinem für
die Abgabe und/oder Aufnahme von Ultraschallsignalen dienenden Bereich
zu einer schlitzförmigen Öffnung verengt
ist.
-
Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass auf konstruktiv besonders
einfache Weise eine gebündelte
Abgabe und/oder Aufnahme von Ultraschallsignalen in einer festlegbaren
Ebene eines Raumes mittels des in seinem Aufnahmekörper lagestabil
festgehaltenen Ultraschallsensors ermöglicht ist. Dabei ermöglicht die
verdrehsichere Verbindung des rohrförmigen Körperteiles mit dem Aufnahmekörper eine
besonders einfache Montage des in dem betreffenden Körperteil
durch eine Klemmverbindung festgehaltenen Ultraschallsensors in
dem Aufnahmekörper.
-
Vorzugsweise
sind Anschlussleitungen des Ultraschallsensors durch einen schlitzförmigen Durchgang
eines in dem rohrförmigen
Körperteil
vorgesehenen Verschlussbereiches hindurchgeführt. Dies bringt den Vorteil
einer besonders einfachen Montage des Ultraschallsensors in dem
rohrförmigen Körperteil
mit sich.
-
Zur
Erzielung der Verdrehungssicherung zwischen dem rohrförmigen Körperteil
und dem Aufnahmekörper
weist entsprechend einer zweckmäßigen Weiterbildung
der Erfindung das rohrförmige Körperteil
auf seiner Außenseite
zumindest ein Rippen- oder Nutteil auf, welches mit einem entsprechend
geformten Nut- bzw. Rippenteil in der Innenseite des Aufnahmekörpers zusammenpasst.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer fertigungstechnisch besonders
einfach herzustellenden Verdrehungssicherung, die zudem ihre Funktion
sicher erfüllen kann.
-
Vorzugsweise
ist der Aufnahmekörper
an seinem distalen Ende zu einer schlitzförmigen Öffnung verengt, die in Bezug
auf mindestens ein Halte- bzw. Befestigungsglied des Aufnahmekörpers in
einer bestimmten festgelegten Richtung längs verläuft. Dadurch ergibt sich der
Vorteil, dass auf besonders einfache Weise eine gewünschte Strahlungsrichtung von
Ultraschallstrahlen festgelegt werden kann, die mittels des Ultraschallsensors
abgegeben bzw. aufgenommen werden.
-
Zweckmäßigerweise
ist das das Vibrationsisolierglied bildende rohrförmige Körperteil
ein rohrförmiger
Elastomer- oder Silikonkörper.
Dies bringt den Vorteil einer besonders wirksamen Vibrationsisolierung
zwischen dem Ultraschallsensor und dem für dessen Aufnahme schließlich vorgesehenen
Trägerkörper mit
sich. Außerdem
besitzt der betreffende Elastomerkörper ein relativ geringes Gewicht,
was bei Einsatz des Ultraschallsensors in einem mobilen Staubsammelgerät unter
dem Gesichtspunkt der effizienten Nutzung der Versorgungsenergie
dieses mobilen Staubsammelgeräts
von ganz besonderer Bedeutung ist.
-
An
Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
-
1 zeigt
in einer vergrößerten schematischen
Schnittansicht eine Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
-
2 zeigt
ausschnittweise in einer vergrößerten perspektivischen
Darstellung, wie bei der in 1 dargestellten
Vorrichtung die Unterbringung eines Vibrationsisoliergliedes mit
einem von diesem aufgenommenen Ultraschallsensor in einem Aufnahmekörper realisierbar
ist.
-
In 1 ist
in einer vergrößerten schematischen
Schnittansicht eine Aufnahmevorrichtung AV gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung AV enthält einen rohr-
bzw. zylinderförmigen
Aufnahmekörper
AK, der beispielsweise aus einem Kunststoff oder aus einem Metall
besteht und für
die Aufnahme und Lagerung eines Ultraschallsensors US dient, welcher
in 1 lediglich schematisch angedeutet ist. Dieser
Ultraschallsensor US ist von dem Aufnahmekörper AK an dessen in 1 links
dargestellten proximalen Ende mittels eines als Vibrationsisolierglied
ausgebildeten rohrförmigen
Körperteiles
KT aufgenommen, welches aus einem für Ultraschallsignale nicht leitenden Material
besteht. Dieses Material besteht im vorliegenden Fall insbesondere
aus einem Elastomer oder aus einem Silikon.
-
Das
rohrförmige
Körperteil
bzw. das Vibrationsisolierglied KT ist gemäß 1 durch
ein rohrförmiges
bzw. zylindrisches Körperteil
KT gebildet, welches zwei durch eine Trennwand TW getrennte offene
zylindrische Bereiche aufweist. In dem in 1 rechts
dargestellten offenen Bereich zum distalen Ende der Vorrichtung
hin ist der betreffende Ultraschallsensor US in dem Körperteil
KT durch eine Klemmverbindung festgehalten. Der Ultraschallsensor
US liegt dabei mittels Puffer– oder
Positioniergliedern PU mit seiner Rückseite an der erwähnten Trennwand
TW des Körperteiles
KT bzw. in dort enthaltenen Positionieraufnahmen an. In der betreffenden
Trennwand TW ist ein Durchgang DU gebildet, durch den elektrisch
leitende Kontakte KO des Ultraschallsensors US hindurchragen. Auf
diese Kontakte KO, von denen in 1 lediglich
einer sichtbar ist, sind elektrisch leitende Stecker ST aufgesteckt,
von denen in 1 ebenfalls nur einer sichtbar
ist. Mit diesen elektrisch leitenden Steckern ST sind elektrisch
leitende Anschlussleitungen AL verbunden, über die der Ultraschallsensor
US mit einer Ultraschallsignalabgabeeinrichtung und/oder einer Ultraschallauswerteeinrichtung
verbunden sein kann.
-
Das
Körperteil
KT ist in dem Aufnahmekörper
AK verdrehungssicher aufgenommen. Dazu weist der Aufnahmekörper KT
gemäß 1 auf
zwei, einander diametral gegenüberliegenden
Stellen in seinem zum proximalen Vorrichtungsende hin verlaufenden
Bereich zwei Feder- bzw. Rippenteile RT auf, die von in dem Aufnahmekörper AK
entsprechend ausgebildeten gegenüberliegenden
Nutteilen NT in Längsrichtung
der Vorrichtung AV verschiebbar aufgenommen sind. Die betreffenden
Teile RT und NT können
jedoch in Abweichung von den zuvor erläuterten Verhältnissen
auch durch miteinander verrastbare Rastelemente gebildet sein, die
in Rotationsrichtung der Vorrichtung AV verdrehungssicher sind. Das
Körperteil
KT ist am proximalen Vorrichtungsende mit einem nach außen gezogenen
Bundteil versehen, mit dem es an dem am proximalen Vorrichtungsende
liegenden Ende des Aufnahmekörpers
AK anliegt und dort fixiert werden kann, beispielsweise durch ein
in 1 nicht dargestelltes Andruckteil. Dadurch ist
die Position des Ultraschallsensors US innerhalb des Aufnahmekörpers AK
stabil festgelegt.
-
Der
Aufnahmekörper
AK der Vorrichtung AV ist an seinem in 1 rechts
dargestellten distalen Ende zu einer schlitzförmigen Öffnung SO verengt, die in Bezug
auf mindestens ein hier nicht dargestelltes Halte- bzw. Befestigungsglied
des Aufnahmekörpers
AK in einer bestimmten festgelegten Richtung verläuft. Diese
Richtung verläuft
gemäß 1 rechtwinklig
zur Zeichnungsebene. Dadurch kann eine gewünschte Bündelung der von dem Ultraschallsensor US
abgegebenen Ultraschallsignale und gegebenenfalls auch der von ihm
zu empfangenden Ultraschallsignale gewährleistet werden. Für diesen
Betrieb ist der Ultraschallsensor US lagestabil festgehalten, so dass
sich sein für
die Abgabe und/oder Aufnahme von Ultraschallsignalen maßgebender
Bereich in Bezug auf die erwähnte
schlitzförmige Öffnung SO
nicht ändert,
also stabil positioniert ist.
-
Die
in 1 dargestellte Vorrichtung AV weist an ihrem distalen
Ende noch in ihrer Längsrichtung
abstehende Tragteile AT auf. Diese Tragteile AT können beispielsweise
zur Aufnahme einer in 1 nicht dargestellten Blende
dienen, welche für
ein die betreffende Vorrichtung AV enthaltendes Gerät vorgesehen
ist.
-
In
der in 2 gezeigten ausschnittweisen vergrößerten perspektivischen
Darstellung einer Vorrichtung AV entsprechend der zuvor unter Bezugnahme
auf 1 erläuterten
Vorrichtung AV ist der Schnittbereich des Körperteiles KT und des Aufnahmekörpers AT
nicht schraffiert dargestellt, um das Zusammenwirken des Feder-
bzw. Rippenteiles RT des Körperteiles
KT und des in dem Aufnahmekörper AK
vorhandenen Nutteiles NT besser zu veranschaulichen. An dieser Stelle
sei angemerkt, dass in 2 lediglich ein Federteil RT
und ein Nutteil NT dargestellt sind, dass aber durchaus diese Teile
RT und NT zumindest noch einmal in der Vorrichtung AV gemäß 2 vorgesehen
sein können,
und zwar vorzugsweise diametral gegenüberliegend zu dem Federteil RT
und dem Nutteil NT.
-
Aus
der Schnittdarstellung in 2 geht im übrigen klar
hervor, wie der Ultraschallsensor US mit seinen beiden elektrischen
Kontakten KO in dem Körperteil
KT aufgenommen ist. Der im Zusammenhang mit 1 erwähnte Durchgang
DU in der Trennwand TW ist, wie aus 2 ersichtlich,
als länglicher
Durchgang ausgebildet, durch den beide elektrischen Kontakte KO
des Ultraschallsensors US hindurchragen.
-
In 2 sind
ferner zwei Halte- bzw. Befestigungsglieder in Form von Rastelementen
RE an dem Aufnahmekörper
AK der Vorrichtung AV ausgebildet. Mit diesen Rastelementen RE ist
die betreffende Vorrichtung AV in ihrer Position in einem sie aufnehmenden
Gerät festgelegt.
Bei diesem Gerät
kann es sich insbesondere um eine Basisstation und/oder um eine mit
dieser zusammenarbeitende Mobilstation eines Staubsammelrobotersystems
handeln. Nachdem durch diese Halte- bzw. Befestigungsglieder bzw. Rastelemente
RE auch die Position der schlitzförmigen Öffnung SO am distalen Vorrichtungsende
in einem die Vorrichtung AV aufnehmenden Gerät gleichermaßen festgelegt
ist, können
somit Ultraschallsignale von dem Ultraschallsensor US gebündelt in
einer festgelegten Ebene stabil abgegeben und/oder aufgenommen werden.
Irgendwelche Probleme, die aus einem Verdrehen des Ultraschallsensors
US in dem Aufnahmekörper
AK und in der Vorrichtung AV ansonsten auftreten könnten, wie
unterschiedliche bzw. sich ändernde
Abgabeamplituden bzw. Aufnahmeempfindlichkeiten und unterschiedliche
bzw. sich ändernde
Montagepositionen des Ultraschallsensors US in Bezug auf ein ihn
der Vorrichtung AV aufnehmenden Gerät sind somit vermieden.
-
Abschließend sei
noch angemerkt, dass beiderseits des in 2 dargestellten
Aufnahmekörpers AK
zwei jeweils im Halbschnitt dargestellte domförmige Befestigungsträger vorgesehen
sind, mit denen die Vorrichtung AV an einem sie aufnehmenden Gerät befestigt
werden kann, beispielsweise durch eine Schraubverbindung. Ferner
sei erwähnt,
dass anstelle der vorstehend erläuterten
Nut- und Feder- bzw. Rastverbindungselemente zur verdrehungssicheren Verbindung
des den Ultraschallsensor US mittels einer Klemmverbindung festhaltenden
rohrförmigen Körperteiles
KT und des Aufnahmekörpers
AK auch andere Fixiereinrichtungen vorgesehen sein können, wie
beispielsweise Schraubverbindungen.
-
- AK
- Aufnahmekörper
- AL
- Anschlussleitungen
- AT
- abstehende
Tragteile
- AV
- Aufnahmevorrichtung,
Vorrichtung
- DU
- Durchgang
- KO
- elektrischer
Kontakt
- KT
- rohrförmiges Körperteil,
Vibrationsisolierglied
- NT
- Nutteil
- PU
- Pufferkörper
- RE
- Rastelement
- RT
- Feder-
bzw. Rippenteil
- SO
- schlitzförmige Öffnung
- ST
- Stecker
- TW
- Trennwand
- US
- Ultraschallsensor