DE19744229A1 - Ultraschallwandler - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Ultraschallwandler mit
einem topfähnlichen Gehäuse mit einer ringförmigen Wandung
und einer Bodenfläche als Membran, wobei an der Innenseite
der Bodenfläche ein Piezoelement aufgebracht ist, das mit
Anschlußleitungen verbunden ist.
Aus EP 0 075 302 B1 ist ein Ultraschallwandler bekannt, der
ein topfförmiges Gehäuse aufweist. Derartige
Ultraschallwandler werden beispielsweise als Sensoren für
Abstandsmeßgeräte verwendet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Ultraschallwandler anzugeben mit stabiler, montagegerechter
Kontaktierung.
Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen
Ultraschallwandler dadurch gelöst, daß der von der
Bodenfläche abgewandte Rand von einem Entkopplungsring
umgeben ist und daß der Entkopplungsring als Halter für die
Anschlußleitungen ausgebildet ist.
Eine erste vorteilhafte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Ultraschallwandlers besteht darin, daß der
Entkopplungsring das Gehäuse im wesentlichen ausfüllt und
mit Bohrungen zur Halterung der Anschlußleitungen versehen
ist.
Bei einer zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der
Entkopplungsring eine zentrale Öffnung aufweist, an deren
Rand Nuten zur Halterung der Anschlußleitungen angeordnet
sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein nicht von dem
Entkopplungsring eingenommener Teil des Innenraums des
Gehäuses einschließlich der zentralen Öffnung mit einem
Dämpfungsmaterial ausgefüllt ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Ultraschallwandlers besteht darin, daß die Anschlußleitungen
flexibel ausgebildet sind. Durch die Halterung der flexiblen
Anschlußleitungen, die beispielsweise von Litzen gebildet
werden, ist trotzdem eine einfache Montage des
erfindungsgemäßen Ultraschallwandlers auf einer Leiterplatte
möglich, wobei die Anschlußleitungen durch die Halterung in
die im jeweils vorgesehenen Rastermaß angeordneten Bohrungen
passen.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Ultraschallwandlers ist vorgesehen, daß
die in dem Entkopplungsring gehaltenen Anschlußleitungen
starr ausgebildet und über flexible Leitungsstücke mit dem
Piezoelement verbunden sind. Hierbei ist ebenfalls eine
einfache Montage gewährleistet. Vorzugsweise ist bei dieser
Ausgestaltung vorgesehen, daß der Entkopplungsring außer den
Bohrungen zur Halterung der Anschlußleitungen eine Öffnung
aufweist und daß die Öffnung und ein nicht von dem
Entkopplungsring eingenommener Teil des Innenraums des
Gehäuses mit einem Dämpfungsmaterial ausgefüllt sind.
Bei dieser Ausgestaltung können die starren
Anschlußleitungenen gerade herausgeführt oder außerhalb des
Gehäuses um 90° abgebogen sein.
Um trotz der elastischen Eigenschaften des
Entkopplungsringes die Lage der Anschlußleitungen bzw. deren
Abstand genau einzuhalten, kann gemäß einer Weiterbildung
vorgesehen sein, daß die Anschlußleitungen an der Oberfläche
des Entkopplungsringes von einem, vorzugsweise ringförmig
ausgebildeten Steg gehalten werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in vier Ansichten,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in vier Ansichten
und
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel in drei Ansichten.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Die Figuren zeigen die Ausführungsbeispiele in
jeweils einer Ansicht aus der Abstrahlrichtung bzw.
Empfangsrichtung (a) und einer Draufsicht von der
Anschlußseite (b) und jeweils als Längsschnitt (c) bzw. (d).
Die dargestellten Ausführungsbeispiele enthalten jeweils
einen, beispielsweise aus Aluminium bestehenden,
Sensorwandlertopf 1, an dessen Boden innen das Piezoelement
2 befestigt, beispielsweise eingeklebt ist. Zur Montage des
Ultraschallwandlers in einem feststehenden Teil,
beispielsweise in einem Teil einer Kraftfahrzeugkarosserie,
ist ein Entkopplungsring 4, 6, 9 aus elastischem Material,
vorzugsweise aus Silikon, vorgesehen, der den Rand des
Wandlertopfes 1 umfaßt. Eine entsprechende Kontur des
Wandlertopfes 1 sowie an der Außenseite des
Entkopplungsringes 4, 6, 9 dient zur sicheren Befestigung
durch einfaches Eindrücken in eine entsprechende Öffnung des
nicht dargestellten Karosserieteils.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind Anschlußlitzen
3 mit dem Piezoelement 2 kontaktiert. Der Entkopplungsring 4
umfaßt eine zentrale Öffnung, an deren Rand Nuten zur
Halterung der Anschlußlitzen 3 vorgesehen sind. Die
verbleibenden Hohlräume sind mit einem Dämpfungsmaterial 5,
beispielsweise mit einem Silikonschaum, ausgefüllt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der
Entkopplungsring 6 derart ausgebildet, daß er den gesamten
Innenraum des Sensortopfes 1 einnimmt. Für die
Anschlußlitzen 3 ist jeweils eine den gesamten
Entkopplungsring 6 durchlaufende Bohrung vorgesehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind zwei starre
Anschlußleitungen 4 vorgesehen, die über jeweils eine
flexible Leitung 7 mit dem Piezoelement 2 verbunden sind.
Die starren Anschlußleitungen 8 werden wiederum in dem
Entkopplungsring 9 gehalten, wobei ein zusätzlicher Steg 10
aus werkstoffgeringer Elastizität die Anschlußleitungen 8
zusätzlich fixiert. Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 3 sind die Hohlräume mit einem Dämpfungsmaterial 11
ausgefüllt.
Claims (9)
1. Ultraschallwandler mit einem topfähnlichen Gehäuse mit
einer ringförmigen Wandung und einer Bodenfläche als
Membran, wobei an der Innenseite der Bodenfläche ein
Piezoelement aufgebracht ist, das mit Anschlußleitungen
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der von der
Bodenfläche abgewandte Rand von einem Entkopplungsring (4,
6, 9) umgeben ist und daß der Entkopplungsring (4, 6, 9) als
Halter für die Anschlußleitungen (3, 8) ausgebildet ist.
2. Ultraschallwandler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Entkopplungsring (6) das Gehäuse (1)
im wesentlichen ausfüllt und mit Bohrungen zur Halterung der
Anschlußleitungen (3) versehen ist.
3. Ultraschallwandler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Entkopplungsring (4) eine zentrale
Öffnung aufweist, an deren Rand Nuten zur Halterung der
Anschlußleitungen (3) angeordnet sind.
4. Ultraschallwandler nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein nicht von dem Entkopplungsring (4)
eingenommener Teil des Innenraums des Gehäuses (1)
einschließlich der zentralen Öffnung mit einem
Dämpfungsmaterial (5) ausgefüllt ist.
5. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen
(3) flexibel ausgebildet sind.
6. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Entkopplungsring (9)
gehaltenen Anschlußleitungen (8) starr ausgebildet und über
flexible Leitungsstücke (7) mit dem Piezoelement (2)
verbunden sind.
7. Ultraschallwandler nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Entkopplungsring (9) außer den
Bohrungen zur Halterung der Anschlußleitungen (8) eine
Öffnung aufweist und daß die Öffnung und ein nicht von dem
Entkopplungsring (9) eingenommener Teil des Innenraums des
Gehäuses (1) mit einem Dämpfungsmaterial (11) ausgefüllt
sind.
8. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die starren Anschlußleitungen
(8) außerhalb des Gehäuses (1) um 90° abgebogen sind.
9. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen
(8) an der Oberfläche des Entkopplungsringes (9) von einem,
vorzugsweise ringförmig ausgebildeten Steg (10) gehalten
werden.
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