DE8712391U1 - Ultraschallsende- und Empfangselement einer nach dem Echoprinzip arbeitenden Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für die Rückfahrüberwachung bei Kraftfahrzeugen - Google Patents
Ultraschallsende- und Empfangselement einer nach dem Echoprinzip arbeitenden Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für die Rückfahrüberwachung bei KraftfahrzeugenInfo
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Description
4i , I &iacgr;&iacgr; : ·..' .·
COH AUiStZ# &bgr;&iacgr;« &EEacgr;
päTeNtAnwäLtsbOhö
felelön: (02(ft 683346 · Teielax: (0211) 6790871 Telex: B586513 cop d
PATENTANWÄLTE:
DiDl-tnfl W COHAUBZ · DipUnä-&Pgr;. KfJAUF · Dlpl.-Irg. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing! D. H. WEHNEB · Df. rsf. naL B. REDlES
11.09.1987 - 3 - KN/So 472990
Heinz Nauroth
Haussdorfstraße 100
5D- 5300 Bonn 1
Haussdorfstraße 100
5D- 5300 Bonn 1
Ultraschallsende- und Empfangselement einer nach dem
Echoprinzip arbeitenden Entfernufcgsmeßeiririchturig,
insbesondere für die RückfähriiberHachuög bei Kraftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschallsende- und Empfangselement einer nach dem Echoprinzip arbeitenden
Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für die Rückfahrüberwachung bei Kraftfahrzeugen', bestehend aus
einem sich in Abstrahlrichtung in Form eines flachen Trichters öffnenden Abschirmkörpers aus gummielastischem
Dämpfungsmaterial", insbesondere Vollgummi, und einem
plattenförmigen', piezoelektrischen Schwinger, der zusammen mit zu seinen Seiten vorgesehener, elastischer Bremsmasse,
instesondere Silikon, auf der Innenseite des als Membran
wirkenden Bodens eines topfförmigen Gehäuses angeordnet ist, das in dsta Abschirmkörper an der engsten Stelle des
Trichters sitzt!
Solche Ultraschällsende- und Empfangselemente sind bekannt»
Sie sollen unempfindlich gegenüber Teilen des Gegenstandes
sein* an dem sie angebracht sind, also bei einem Kraftfahrzeug gegenüber den Karosserieteilen, empfindlich
dagegen gegenüber im Weg des Kraftfahrzeuges liegenden Körpern. Die Erfahrung hat gezeigt, daß diese förderung mit
einem Ultraschallsende- und Empfangselement erreicht werden kann, dessen Abstrahl- und Empfangscharakteristik eine
keulenähnliche Form hat.
Bei einem bekannten Ultraschallsende- und Empfangselement
der eingangs genannten Art (EP Ö075302 B1) wird diese
Charakteristik mittels einer besonderen Form und Anordnung der Bremsmasse in dem topfförmigen Gehäuse erzielt,
die darin besteht, daß auf diametral gegenüberliegenden Seiten des mitfclg im Gehäuse angeordneten Schwingers
kreisabschnittförmige Dämpfungskörper angeordnet sind. Untersuchungen an einem solchen Ultraschallsende- und
Empfangselement haben jedoch gezeigt, daß mit solchen kreisabschnittförmigen Dämpfungskörpern die Abstrahl- und
Empfangscharakteristik nur minimal, wenn überhaupt, beeinflußt werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht
darin, daß die Nachschwingzeit verhältnismäßig lang ist. Deswegen kann der Wechsel zwischen Senden und Empfangen
nicht mit der gewünschten Schnelligkeit erfolgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ültraschallsende- und Empfangselement der eingangs
genannten Art zu schaffen* das bei einer keulenförmigen
Sende- und Empfangscharakteristik eine geringe Nachschwingzeit hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Ultraschallsende- und Empfangselement der eingangs
genannten Art durch die Kombination folgender Merkmale
geiösts
ä) Die Bremsmasse im töpfförmigen Gehäuse hat die Pörffl
eines Ringkörpers, der an der GehäuseWäiid anliegt Und
in dessen Mitte und mit seitlichem Abstand der Schwinger liegt.
b) Der Schwinger weist in seiner Mitte ein großes Anschlußfeld in der Form eines seitlich eingebuchteten
Ovals oder Kreises und mindestens ein in der seitlichen Einbuchtung angeordnetes kleines Ansehlußfeld auf!
e) Die Längsachse des großen Anschlußfeldes liegt parallel zur langen Achse der ovalen Querschnittsfläche des
flachen Trichters.
Im Gegensatz zum Stand der" Technik wird bei der Erfindung
die angestrebte Sende- und Empfangskeule nicht durch die geometrische Form und Anordnung der Bremsmasse, sondern
allein durch die Form und Anordnung der Anschlußflächen des Schwingers sowie die geometrische Zuordnung der
Anschlußfläche zur Form des trichterförmig sich öffnenden
Abschirmkörpers erzielt. Wegen der Ausbildung der Bremsmasse im töpfförmigen Gehäuse als Ringkörper wird
der als Schwingmembran wirkende Boden optimal gedämpft, so daß die Nachschwingzeit wesentlich kurzer als beim Stand der
Technik ist.
Da die Sende- und Empfangscharakteristik durch den Abschirmkörper mit beeinflußt wird, kann ein
verhältnismäßig steiler Abschirmwinkel ohne störende
Reflektionen an Fahrzeugaufbauten dadurch erzielt werden, daß der Abschirmkörper im oberen trichterförmigen
Wandbereich eine in Abstrahlrichtung sich erweiterende Aussparung aufweist, die am vorderen Rand des
1 trichfcerför-ffligen Wandbereishes beidseitig durch.
vorspringende Hörner begrenzt isfcl la Bedarfsfall kann
diese Aussparung dadurch verkürzt werden', daß in dei»
Aussparung eine reflektionsfreie Platte eingesetzt ist>
5 deren in Abstrahlrichtung vorderer Rand in bezug auf den
Schwinger einstellbar ist.
Zur Verbesserung der Absträhl- Und Empfangscharakteristik hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, Wenn der
10 Schwinger über fünf Klebepunkte am Gehäuseböden befestigt ist, die in den vier Eckbereichen und der Mitte des großen
Anschlußfeldes vorgesehen sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein 15 Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher
erläutert, im einzelnen zeigen·.
Fig. 1 ein Ultraschallsende- und Empfangselement in
Vorderansicht, 20 , Fig. 2 das Element gemäß Fig. 1 in Rückansicht,
i Fig. 3 das Element gemäß Fig. 1 im horizontalen
I axialen Querschnitt,
&iacgr;
&iacgr; Fig. 4 das Element gemäß Fig. 1 im vertikalen
; axialen Querschnitt j
I Figl 5 einen Schwinger in Aufsicht in vergrößerter
I 30 Darstellung,
Fig. 6 einen Topf mit Schwinger in Aufsichtu &eegr; d
35
Figl 7 den Topf gemäß FigI 5 in Aufsicht, gefüllt mit
• &igr; ■ * » *
, einem Ringkörper aus Dämpfungsmaterial und einem
mittigen Schaumstoffkörper.
Das Ultraschallsende- und Empfangselement besteht aus einem Abschirmkörper 1 aus Vollgummi, in dem zentral ein
topfförmiges Gehäuse 2 mit einem piezoelektrischen Schwinger 3 sitzt.
Der Abschirmkörper 1 weist an der Vorderseite eine Öffnung IQ in Form eines flachen, gegebenenfalls stufenförmig
abgesetzten Trichters 4 auf. Sein Querschnitt geht von der Kreisform in Abstrahlrichtung in eine im wesentlichen ovale
Form über. Durch diese Form wird die Abstrahl- und Empfangscharakteristik beeinflußt. Im oberen Wandbereich
weist der Trichter U eine Aussparung 5 auf, die von einer
reflektionsfreien Platte 6 in Abstrahlrichtung mehr oder weniger weit verschlossen ist. Die Länge der Platte 6 in
Absbrahlrichtung wird nach den speziellen Gegebenheiten des
Einbauortes bestimmt. Im oberen Bereich seitlich von der 2Q Aussparung 6 weist der Trichter vorspringende Hörner 7 auf,
durch die Störeinflüsse vom Fahrzeugaufbau abgeschirmt werden. Diese Hörner 7 sind vor allem dann von großem
Nutzen, wenn der Abstrahlwinkel nach oben aufgrund der Aussparung 6 groß ist.
Für den Topf 3 weist der Abschirmkörper 1 in der Mitte einen an die Form des topfförmigen Gehäuses 2 angepaßten
Sitz 8 auf. Das topfförmige Gehäuse 2 wird über eine rückseitige öffnung 9 eingebaut.
Auf der Innenseite des Bodens 10 des topfförmigen Gehäuses 2 sitzt der plattenförmdge, piezoelektrische Schwinger
3. Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich, weist der Schwinger 3 6in großes, mittig angeordnetes Anschlußfeld
11 auf, daa die F4OPm eines Kreises mib diametral
4 * t I I t
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gegenüberliegenden Einbuchtungen hat, und ein kleines Anschlußfeld 12, das in einer dieser Einbuchtungen
angeordnet ist und im wesentlichen die Form des Querschnittes einer Linse hat. Dieser Schwinger 3 ist
mittig auf dem Boden 10 des zylinderförmigen Gehäuses 2 mittels fünf Klebepunkten 13 aufgeklebt, die in den vier
Ecken und der Mitte des großen Anschlußfeldes 11 vorgesehen
sind, wie am besten -»us Figl 6 ersichtlich. Mit Abstand
vom Schwinger 3 ist im Gehäuse ein Ringkörper 14 aus Dämpfungsmaterial, insbesondere Silikon, angeordnet, der
sowohl am Boden 10 als auch an der Wand 15 des Gehäuses angeklebt ist. Der mittige Freiraum ist mit einem
Schaumstoffkörper 17 ausgefüllt. Der Schwinger 3 13t
bezüglich seiner zwischen den Einbuchtungen verlaufenden Längsachse zur großen Achse des ovalen Querschnitt3 des
Trichters 4 parallel angeordnet.
Aufgrund der besonderen Formgebung und Lage des großen Anschlußfeldes 11 in bezug auf die Form des Trichters 4 wird
mit dem Ultraschallsende- und Empfangselement die angestrebte Abstrahl- und Empfangscharakteristik in Form
einer Keule erzielt. Der diese Charakteristik in ihrer Form nicht beinflussende Ringkörper 14 aus Dämpfungsmaterial
sorgt dafür, daß nach dem Sendeimpuls der als Membran wirkende Boden 10 wirksam gedämpft wird, so daß mit einer
hohen Folgefrequenz zwischen Abstrahlen und Empfangen gearbeitet werden kann.
Claims (4)
- COHATJSZ'S ■■·· -&bgr; ftPATENTAN WALTSBCRO SCHUMANNSTR. 97 0-4000DUSSELDOTtFJTelefon: (0211) 683346 · Teldax (0211) 6790871 - Telex: 8586513 cop ÜPATENTANWÄITE DipL-lng. W. COHAUSZ - DipL-ing. R KNAUF - DipUrg. H. B. COHAUSZ - DipWng. &agr; R B/EKNES - Dr. tEt taL B. REDIE3II.O9II987- 1 - KN/So 47299Gnsprüehe1» Ultrasohallsende- und Empfangselement einer nach dem Echoprinzip arbeitenden Entfernungsmeßeinrichtung', insbesondere für die Rückfahrüberwachung bei Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem sich in Abstrahlrichtung in Form eines flachen Trichters öffnenden Abschirmkörpers aus gummielastischem Dämpf imgsmaterial, insbesondere Vollgummi', und einem plattenfötffligen, piezoelektrischen Schwinger, der zusammen mit zu seinen Seiten vorgesehener, elastischer Bremsmasse, insbesondere Silikon, auf der Innenseite des als Membran wirkenden Bodens eines topfförmigen Gehäuses angeordnet ist, das in dem Abschirmkörper an der engsten Stelle des Trichters sitzt,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:a) Die Bremsmasse (14) im topfförmigen Gehäuse (2) hat die Form eines Ringkörpers, der an der Gehäusewand (15) anliegt und in dessen Mitte und mit seitlichem Abstand der Schwinger (3) liegt.b) Der Schwinger (3) weist in seiner Mitte ein großes Anschlußfeld (11) in der Form eines seitlich eingebuchteten Ovals oder Kreises und mindestens einin der seitlichen Einbuchtung angeordnetes kleines Anschlußfeld (12) auf\c) Die Längsachse des großen Anschlußfeldes (11) liegt parallel zur langen Achse der ovalen Querschnittsflächen des flachen Trichters (4). - 2. Ultraschallsende- und Empfangselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmkörper (1) im oberen Wandbereich de? Trichters(4) eine in Abjtr-ahlrichtung sich erweiternde Aussparung(5) aufweist, die am vorderen Rand des trichterförmigen Wandbereiches beidseitig durch vorspringende Hörner (7) begrenzt ist.
- 3. Ultraschallsende- und Empfangselement nach Anspruch 2, dadurch geKennzeichnet, daß in der Aussparung (5) eine reflektionsfreie Platte (6) eingesetzt ist, deren in Abstrahlrichtung vorderer Rand in seiner geometrischen Lage in bezug auf den Schwinger (3) einstellbar ist.
- 4. Ultraschallsende- und Empfangselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3>dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger (3) über fünf Klebepunkte (13) an dem Gehäuseboden (10) befestigt ist, die in den vier Eckbereichen und der Mitte der großen Anschlußfläche (11) vorgesehen sind.30
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