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Stand der Technik
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Die Verwendung von Sensoren zur Objekterkennung (d. h. zur Abstandsschätzung) ist in der Kraftfahrzeugtechnik weit verbreitet. Hierbei wird ein Sensor in der Außenseite eines Kraftfahrzeugs platziert, der Wellen abgibt und anhand der zurückgestrahlten Wellen Objekte in der Umgebung erfasst. Als Sensoren eignen sich vor allem Mikrowellensensoren, die Mikrowellenimpulse abgeben und empfangen, sowie Ultraschallsensoren, die Ultraschallwellenpakete senden und empfangen, und es anhand der Laufzeit und anderer Kriterien ermöglichen, Abstände abzuschätzen.
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In der Kfz-Technik dominieren Ultraschallsensoren den Markt, die in die Außenfläche des Kraftfahrzeugs eingelassen sind. Diese Sensoren sind üblicherweise in den Außenflächen von Stoßfängern befestigt oder in entsprechenden Zierleisten, indem diese in die Oberfläche eingelassen sind oder durch Zwischenstücke oder Hinterwandbefestigungen in den Stoßfängern bzw. Zierleisten befestigt sind.
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Zum einen erfordert diese Art von Befestigung zusätzliche Schritte, mit denen zunächst Aussparungen in den Stoßfängern erzeugt werden, wobei weitere Befestigungselemente in komplexer Weise angebracht werden müssten, um die Sensoraußenfläche plan mit der Stoßfängeraußenfläche zu gestalten. Neben den Nachteilen hinsichtlich der Verarbeitung ergeben sich Nachteile gestalterischer Art, da diese Befestigungstechnik notwendigerweise zu einer Störung der äußeren Erscheinung des Fahrzeugs führt.
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Darüber hinaus ist durch die Befestigung die Sensoraußenfläche unmittelbar Umwelteinflüssen ausgesetzt und selbst bei geringfügigen Belastungen des Stoßfängers ergeben sich starke Kräfte, die auf den mechanisch sensiblen Sensor wirken. Es kann kein mechanischer Schutz für die Sensoren angebracht werden, da dieser bei den auf der Fahrzeugoberfläche angebrachten Sensoren deutlich sichtbar wäre und den Designwünschen der Fahrzeughersteller entgegenliefe.
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Aufgrund dessen sind heutige Ultraschallsensoren zum besseren mechanischen Schutz stets mit einer sehr steifen Membran ausgestattet, wodurch aufgrund der physikalischen Gesetze der Betrieb der Sensoren nur in einem sehr engen Frequenzbereich möglich ist.
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Darüber hinaus beschränkt die Anordnung der Sensoren auf der Fahrzeugoberfläche aufgrund der nicht vernachlässigbaren Laufzeit üblicher Sendesignale die Nahmessfähigkeit. So können Objekte, die näher als 20 cm an den Sensoren sind, zumeist nicht mehr erkannt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung ermöglicht eine deutlich flexiblere Befestigung der Sensoren, wobei gleichzeitig diese selbst bei stärkeren Auffahrunfällen geschützt sind. Darüber hinaus können die Sensoren aufgrund des geringen Platzbedarfs an nahezu jeder Stelle des Fahrzeugs befestigt werden, zumindest an deutlich mehr Stellen, wie es bei Sensoren der Fall ist, die elektromagnetische Wellen detektieren. Insbesondere sind keine zusätzlichen Arbeiten notwendig, um einen Sensor in der Fahrzeugverkleidung anzubringen; die Elemente der Fahrzeugverkleidung selbst bleiben weitestgehend unberührt und müssen nicht mit präzisen Aussparungen versehen werden. Insbesondere ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, die Sensoren unsichtbar am Kraftfahrzeug anzubringen, so dass die Sensoren kein Hindernis für das Design des Fahrzeugs sind. Die zur erfindungsgemäßen Befestigung notwendigen Merkmale sind in jeder Fahrzeugverkleidung bereits durch die übliche Ausgestaltung der Fahrzeugverkleidung gegeben, es können somit unbearbeitete Standardteile verwendet werden, wie sie für Fahrzeugverkleidungen verwendet werden, in denen keine Sensoren zu befestigen sind. Ferner ist es möglich, besonders leistungsstarke, großflächige Sensoren zu verwenden, ohne dass dies zu großflächigen Unterbrechungen in der Oberfläche der Fahrzeugverkleidung führen würde, wobei derartige Unterbrechungen in einer Fahrzeugverkleidung die mechanische Stabilität der Verkleidung beeinträchtigt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Überlegung ist es, dass im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen Schall- oder Strahlenwellen den Vorteil haben, dass diese von üblichen Fahrzeugverkleidungselementen nicht absorbiert, sondern lediglich gebeugt, umgelenkt oder auf andere Punkte fokussiert werden. Die Erfindung nutzt diese Vorzüge, indem diese die Ausbreitungseigenschaften von Schallwellen berücksichtigt und diese genutzt werden.
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Das der Erfindung zugrunde liegende Konzept ist es daher, Ultraschallsensoren nicht unmittelbar in der Oberfläche einer Fahrzeugverkleidung einzubetten, sondern bereits vorhandene Spalte, Zwischenräume, Hohlräume und Ausnehmungen zu verwenden, um den Ultraschall dort austreten zu lassen. Das Ultraschallsensorelement wiederum ist vorzugsweise zu der Außenfläche der Fahrzeugverkleidung nach innen zum Fahrzeug hin versetzt, wodurch sich automatisch ein wesentlicher mechanischer Schutz ergibt. Im Gegensatz zu Mikrowellen detektierenden Sensoren, die derart zur Außenfläche der Fahrzeugverkleidung versetzt durch die Absorption der Fahrzeugverkleidung nicht funktionsfähig wären, ermöglicht die zurückgesetzte Anordnung der Ultraschallsensoren, dass die Wellenerzeugung nach innen versetzt zur Fahrzeugverkleidungsoberfläche stattfindet und die erzeugten Schallwellen an bereits vorhandenen Lücken des Fahrzeugs austreten. Hierbei wird das physikalische Prinzip verwendet, wonach zwischen Wandler und Schallraum nur eine Fluidverbindung oder akustische Verbindung bestehen muss, die jedoch keineswegs ein vollkommen freies Sichtfeld erfordert, sondern dass prinzipiell jede Verbindung geeignet ist, die einen Druckausgleich und somit einen Schallübertrag ermöglicht. Eine Kraftfahrzeugverkleidung umfasst viele einzelne Komponenten, die aufgrund verschiedener Materialien oder aufgrund beweglicher Teile nicht unmittelbar aneinander stoßen, sondern derart befestigt sind, dass sich kleinere Spalte ergeben, beispielsweise zwischen Türen und Türrahmen. Derartige Spalte sind vollkommen ausreichend, um den Ultraschall austreten zu lassen, wobei zudem die Wandlerfläche deutlich größer sein kann als die Spaltbreite. Letztendlich wird durch den Durchgang des Schalls durch eine derartige Spalte lediglich der Schall gedämpft, jedoch bei Spaltbreiten von mehr als 2 bis 5 mm (bzw. mehr als eine halbe oder eine Wellenlänge des Schallpulses, beispielsweise mehr als ca. 3,7 oder 7,5 mm) ist diese Dämpfung zu gering, um den Betrieb des Sensors substantiell zu beeinträchtigen. Als Sensor wird ein Ultraschallwandler bezeichnet, der zum Senden und Empfangen eingerichtet ist, um die Umgebung aktiv abzutasten.
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Die Erfindung sieht daher eine Fahrzeugverkleidung mit einer Ultraschallsensoranordnung vor, die ein oder mehrere Ultraschallsensorelemente umfasst. Mindestens eines dieser Ultraschallsensorelemente liegt hinter der Oberfläche der Fahrzeugverkleidung, d. h. in einer Ausnehmung oder einem nach außen geöffneten Hohlraum der Fahrzeugverkleidung. Die Ausnehmung bzw. der nach außen offene Hohlraum kann von einer nach außen gerichteten Auswölbung der Fahrzeugverkleidung gebildet sein, beispielsweise einer Auswölbung zur Aufnahme des Nummernschilds oder kann von einem Hohlraum gebildet sein, der sich relativ zu der Oberfläche der Fahrzeugverkleidung nach innen ausbildet, beispielsweise hinter einer Ritze liegt, die durch eine Tür und einen zugehörigen Rahmen definiert ist. Die Ausnehmung bzw. der nach außen offene Hohlraum wird von mindestens einem Fahrzeugverkleidungselement gebildet, d. h. insbesondere von einem Blech- oder einem Kunststoffformelement, das einen üblichen Teil einer Fahrzeugverkleidung bildet, ohne jedoch lediglich zur Aufnahme eines Sensors von dieser üblichen Form abzuweichen. Mit anderen Worten, sind die Fahrzeugverkleidungselemente ohne Ausschneidungen oder Öffnungen vorgesehen, die lediglich der Anordnung eines Ultraschallsensorelements dienen, vielmehr ist die Form insbesondere am Rand des Fahrzeugverkleidungselements an die Form des benachbarten Fahrzeugverkleidungselements angepasst und es besteht dahingehend eine durchgehende Oberfläche des Fahrzeugverkleidungselements, so dass keine Unterbrechung entsteht, die der Aufnahme eines Ultraschallsensorelements dient. Die Außenseite des Fahrzeugverkleidungselements kann zwar unterbrochen sein, beispielsweise, um weitere Elemente der Fahrzeugverkleidung oder äußere Fahrzeugelemente wie Außenspiegel aufzunehmen, jedoch ohne spezielle Ausnehmungen oder Öffnungen zur Aufnahme eines Ultraschallsensorelements, wodurch Fahrzeugverkleidungselemente verwendet werden können, die nicht spezifisch zur Aufnahme von Sensoren vorgesehen sind. Dadurch wird die Herstellung vereinfacht, und es ergeben sich positive Aspekte hinsichtlich des Designs. Vor allem jedoch wird dadurch, dass die Außenseite nicht zur Aufnahme eines Ultraschallsensorelements unterbrochen ist, das Ultraschallsensorelement auch nicht unmittelbar an einer Außenseite befestigt, wodurch ausgeschlossen ist, dass das Ultraschallsensorelement unmittelbar mechanischen Belastungen aus der Umgebung ausgesetzt ist. Vielmehr ist das Ultraschallsensorelement nach innen versetzt (und folglich geschützt) angeordnet. Alternativ bestehen Abschnitte des Fahrzeugverkleidungselements, die hervorstehen und somit den Ultraschallsensor schützen, insbesondere bei leichteren Aufprallunfällen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Ausnehmung durch eine Vertiefung gebildet, die zur Aufnahme eines weiteren Verkleidungselements oder eines äußeren Fahrzeugelements dient. Damit hat die Ausnehmung zwei Funktionen, nämlich die Aufnahme des Ultraschallsensorelements und auch die Aufnahme eines weiteren Verkleidungselements oder äußeren Fahrzeugelements. Das Ultraschallsensorelement wird somit zusammen mit einem weiteren Verkleidungselement oder einem äußeren Fahrzeugelement (beispielsweise der Nummernschildhalterung) in der Ausnehmung befestigt, so dass die Vertiefung und gegebenenfalls auch das weitere Verkleidungselement bzw. das äußere Fahrzeugelement einen Schutz für das Ultraschallsensorelement bilden. Die Ausnehmung bzw. der Hohlraum kann durch die Form eines einzelnen Fahrzeugverkleidungselements gebildet sein. Die Form bietet einen zum Fahrzeug hin gerichteten Raum, der in unmittelbarem Fluidkontakt zu der Umgebung der Fahrzeugverkleidung steht, um die Schallwellen abgeben zu können. Anstatt einer Fluidverbindung kann auch eine Schallübertragungsverbindung vorgesehen sein, in der beispielsweise ein Blech oder eine andere Platte als Membran wirkt, das zwar in fluidmechanischer Hinsicht eine Verbindung trennt, jedoch Schall übertragend wirkt, indem das Blech bzw. die Platte mitschwingt, nämlich in Schwingungen versetzt werden kann.
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Als Alternative kann die Ausnehmung oder der Hohlraum gebildet sein durch zwei unterschiedliche Fahrzeugverkleidungselemente, die beispielsweise über einen Abstand bzw. über einen Spalt miteinander verbunden sein können. Den Spalt bzw. den Abstand bildet in diesem Fall die Fluidverbindung (welche auch über eine Membran getrennt sein kann und dann als Schall übertragende Verbindung ausgeführt wird). Verschiedene Fahrzeugverkleidungselemente, die über den Abstand aneinander stoßen, können aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sein, beispielsweise aus Kunststoff und Metall, oder die verschiedenen Fahrzeugverkleidungselemente können zueinander bewegliche Fahrzeugverkleidungselemente sein. In beiden Fällen wird üblicherweise ein Spalt vorgesehen, beispielsweise zwischen einem Scheinwerfergehäuse und der umgebenden Blechverkleidung, oder zwischen einer Tür und dem Rahmen. Zueinander bewegliche Fahrzeugverkleidungselemente umfassen ein erstes, zur Fahrzeugverkleidung bewegliches Element und ein zweites, feststehendes Element, oder auch zwei zur Fahrzeugverkleidung bewegliche Fahrzeugverkleidungselemente, die relativ zueinander beweglich sind.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das mindestens eine Ultraschallsensorelement in direkter Fluidkommunikation mit der unmittelbaren Umgebung der Fahrzeugverkleidung steht. Dadurch kann die Schallwelle unmittelbar vom Ultraschallsensor (d. h. von einem Ort innerhalb der Ausnehmung oder innerhalb des Hohlraums) unmittelbar zur Umgebung gelangen. Als eine erfindungsgemäße Variante hiervon kann anstatt der direkten Fluidkommunikation auch ein akustischer Übertragungskanal vorgesehen sein, bei der eine Membran die unmittelbare Fluidkommunikation unterbricht, jedoch eine akustische Übertragung dadurch zulässt, dass die Membran mitschwingt. Eine derartige Membran kann beispielsweise ein Abschnitt eines Fahrzeugverkleidungselements sein, der von innerhalb der Fahrzeugverkleidung von dem Ultraschallsensorelement angeregt wird, und der durch diese Anregung den Schall in die Umgebung abstrahlt. Umgekehrt kann eine derartige Membran bzw. eine derartige Fluidkommunikation Schall von der Umgebung in den Hohlraum bzw. in die Ausnehmung hinein zum Ultraschallsensorelement übertragen, so dass ein Schallsignal in elektrische Signale umgewandelt werden kann. Gegebenenfalls wird diese Art der Anordnung für Ultraschallsensorelemente verwendet, die nur zum Senden vorgesehen sind, wobei weitere Ultraschallsensorelemente (in direkter Fluidkommunikation mit der Umgebung, ohne Trennung durch Membran) zum Empfang vorgesehen sind.
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Weiterhin ist das Ultraschallsensorelement mit einer Richtcharakteristik vorgesehen, die in einer räumlich bestimmten Anordnung zur Fahrzeugverkleidung steht, wobei die Richtcharakteristik zumindest einen sensitiven Bereich aufweist (beispielsweise definiert durch eine Empfindlichkeit oder Intensität bzw. Amplitude über einem bestimmten Schwellwert), der auf einen Teil eines Fahrzeugverkleidungselements oder eines äußeren Fahrzeugelements gerichtet ist. Die Anordnung der Richtcharakteristik relativ zu dem Fahrzeugelement oder Fahrzeugverkleidungselement, auf das dieses strahlt, ergibt sich durch die Befestigung des Ultraschallsensorelements. Durch das gezielte Bestrahlen eines Fahrzeugverkleidungselements kann eine geeignete, nach außen wirkende Richtcharakteristik dargestellt werden, wobei gleichzeitig jedoch das Ultraschallsensorelement nach hinten versetzt bleibt und dadurch mechanisch geschützt ist. Das Fahrzeugverkleidungselement oder das äußere Fahrzeugelement verdeckt zumindest einen Abschnitt eines sensitiven Bereichs des Ultraschallsensorelements gegenüber der unmittelbaren Umgebung. Trotz der Abdeckung, die einen mechanischen Schutz bildet, kann das Ultraschallsensorelement dennoch über die Fluidkommunikation (oder über die akustische Verbindung) Schall von der unmittelbaren Umgebung aufnehmen und umwandeln bzw. Schall in die unmittelbare Umgebung abstrahlen.
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Das Ultraschallsensorelement ist teilweise oder vollständig verdeckt durch einen Abschnitt der Fahrzeugverkleidung oder eines daran befestigten Fahrzeugteils, und das mindestens eine Ultraschallsensorelement ist in der Ausnehmung oder dem Hohlraum befestigt, insbesondere auf oder in einem Innenverkleidungselement der Fahrzeugverkleidung. Die Befestigung kann mittelbar oder unmittelbar vorgesehen sein. Das Innenverkleidungselement bildet einen Teil der Ausnehmung oder eines Hohlraums, insbesondere einen Bodenabschnitt der Ausnehmung bzw. des Hohlraums. Ein derartiges Innenverkleidungselement kann beispielsweise ein innerer Rahmenabschnitt einer Tür oder eine Klappe sein, der üblicherweise von der Klappe verdeckt ist, und den zum Fahrzeug hin gerichteten Boden des Hohlraums bzw. der Ausnehmung darstellt.
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Im Folgenden sind einige konkrete Beispiele für die erfindungsgemäße Anordnung des Ultraschallssensorelements genannt. Beispielsweise kann die Ausnehmung bzw. der offene Hohlraum von einem Belüftungsgitter oder einem Kühlergrill der Fahrzeugverkleidung gebildet sein. In diesem Fall kann der Ultraschallsensor zwischen den Gitterelementen oder hinter dem Belüftungsgitter angeordnet sein, so dass das Belüftungsgitter bzw. der Kühlergrill den Hohlraum abschließt, jedoch durch die Öffnung der Gitter bzw. Grillstruktur eine Schallverbindung zur Umgebung darstellt. Im Falle eines Belüftungsgitters bzw. Kühlergrills wird dieses ebenso als ununterbrochene Außenseite angesehen, auch wenn eine Fluidverbindung zum Inneren des Fahrzeugs gewährleistet ist. Als Unterbrechung wird insbesondere eine Unterbrechung der regelmäßigen oder periodischen Struktur des Gitters angesehen, die zur Aufnahme des Elements dient. Jedoch werden die üblichen Gitterstrukturen und die regelmäßigen Gitteröffnungen nicht als Unterbrechung der Außenseite angesehen, da diese die regelmäßige Struktur des Gitters bzw. des Kühlergrills nicht unterbrechen.
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Alternativ wird die Ausnehmung oder der Hohlraum gebildet von einer Spalte in der Fahrzeugverkleidung, wobei die Spalte bzw. der Abstand gebildet wird durch das benachbarte Aufeinandertreffen eines beweglichen und eines festen Fahrzeugelements auf ein weiteres bewegliches oder festes Fahrzeugelement. Beide Fahrzeugelemente können fest sein, beweglich sein, oder es kann ein festes und ein bewegliches Fahrzeugverkleidungselement vorgesehen sein, die durch Aufeinandertreffen die Spalte bilden. Die Spalte durch zwei Fahrzeugverkleidungselemente können dargestellt werden durch: eine Seitentür, eine Klappe (beispielsweise eines Kofferraums, Tankdeckels oder einer Motorhaube) einerseits, und den zugehörigen Anschlag bzw. den zugehörigen Rahmen andererseits. Ferner werden die Spalte gebildet durch einen Öffnergriff einerseits und eine Öffnergriffmulde oder einen Öffnergriffbefestigungsabschnitt der Fahrzeugverkleidung andererseits. Der Öffnergriff kann somit auf der Fahrzeugverkleidung aufgesetzt sein oder kann in eine Griffmulde versenkt sein. In beiden Fällen ergeben sich, beispielsweise auch durch eine Abdeckung der Öffnermechanik, ein Spalt sowie ein offener Hohlraum zur umgebenden Fahrzeugverkleidung. Ein weiteres Beispiel zur Darstellung des Spalts besteht in einem festen oder beweglichen (d. h. justierbaren) Außenspiegel einerseits und einem Spiegelgehäuse, in dem der Außenspiegel aufgenommen wird. Aufgrund der unterschiedlichen Materialien und insbesondere zur Ermöglichung der Bewegung, besteht ein Spalt zwischen dem Außenrand der Außenspiegelplatte und der Innenseite der Gehäuseschale. Hierbei kann insbesondere das Ultraschallsensorelement ebenso in der Spiegelgehäuseschale vorgesehen sein und durch den Spalt Schall nach außen senden oder von außen empfangen. Ferner kann der Spalt durch ein Kotflügelelement der Fahrzeugverkleidung, einen Stoßfänger, eine Überblendung, ein Zierelement, eine Zierleiste, eine Kfz-Kennzeichenleuchte, ein Befestigungselement hierfür, einen Kühlergrill oder ein Kühlergrill-Befestigungselement einerseits und einem sich daran anschließenden Fahrzeugverkleidungselement (bzw. dessen Rand) gebildet werden. Beispielsweise kann der Kühlergrill auf eine Frontschürze stoßen, wobei üblicherweise an dieser Stelle ein Spalt entsteht, hinter dem erfindungsgemäß das Ultraschallsensorelement angeordnet werden kann. Diese Beispiele betreffen insbesondere Spalte zwischen zwei fest montierten Fahrzeugverkleidungselementen.
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Ein weiteres Beispiel für die Ausbildung der Spalte wird vorgesehen durch Leuchten- oder Scheinwerfergehäuse einerseits und einem sich daran anschließenden Verkleidungselement andererseits, beispielsweise einem Fahrzeugblech, in dem Raum für das Scheinwerfergehäuse eingelassen ist. Aufgrund von Montagevorgängen und zur Berücksichtigung unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten ist zwischen den verschiedenen Materialien bzw. Komponenten ein Spalt ausgeführt.
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Schließlich kann der Spalt dargestellt werden durch Innenseiten von Radkästen einerseits und Fahrzeugrädern andererseits. Innerhalb des Fahrzeugkastens angebrachte Ultraschallsensorelemente sind zwar besonders gut geschützt, haben jedoch gegebenenfalls den Nachteil einer stärkeren Störung bei der Schallübertragung.
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Vorteile der Erfindung
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Das Ultraschallsensorelement selbst wird gebildet durch einen Ultraschallwandler, der im Wesentlichen ein elektromechanisches Element (beispielsweise ein Piezoelement) und eine damit verbundene Anregungsmembran umfasst. In weiteren Fällen kann das Piezoelement selbst die Membran bilden. Zudem kann das Ultraschallsensorelement Befestigungselemente oder Elemente zur akustischen Beeinflussung umfassen, beispielsweise Hohlraum bildende Elemente, um bestimmte akustische Eigenschaften, Resonanzen, hervorzurufen. Besondere Ausführungen der erfindungsgemäß verwendeten Ultraschallsensorelemente umfassen einen Schalltrichter, der an der Membranfläche (d. h. der sensitiven Fläche) angebracht ist, um den Schall von der Membran weg oder auf die Membran zukommend zu bündeln. Durch die Anordnung des Ultraschallsensorelements in einer Ausnehmung oder einem Hohlraum eines Fahrzeugs entsteht eine geänderte Übertragungscharakteristik des Wandlers, die vorzugsweise durch eine Kompensationsschaltung ausgeglichen wird, oder die zumindest bei der Verarbeitung der Ultraschallsignale berücksichtigt wird. Ferner wird insbesondere die Spaltdichte berücksichtigt, die einen starken Einfluss auf die Beugung hat, mit der der Schall beim Durchtritt durch den Spalt verändert wird. Die Richtcharakteristik des Ultraschallsensorelements, und somit die Ausrichtung des Ultraschallssensorelements kann nahezu beliebig gewählt werden. In einem ersten Beispiel ist die Richtcharakteristik von der Ausnehmung bzw. vom Hohlraum her auf den Spalt bzw. auf die Fluidverbindung oder Schallverbindung ausgerichtet, wobei jedoch auch Reflektoren gezielt eingesetzt werden können, auf die das Ultraschallsensorelement gerichtet ist, und die angeordnet sind, um den Strahl auf den Spalt abzustrahlen. Als Reflektorelement können zusätzliche Elemente in die Ausnehmung bzw. in den Hohlraum eingebaut werden und dort befestigt werden. In einem zweiten Beispiel ist eine Innenfläche der Fahrzeugverkleidung entsprechend ausgeformt, um als Reflektor zu dienen. Weitere Fälle betreffen eine Ausrichtung des Ultraschallsensorelements auf eine Innenwand der Ausnehmung bzw. des Hohlraums, bei der die gegebene Form unverändert berücksichtigt wird und durch geeignete Anordnung des Ultraschallsensorelements eine entsprechende Abstrahlung des Schalls vom Reflektor auf den Spalt vorgesehen wird.
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Als Spalt kann jede Fluidverbindung oder akustische Verbindung betrachtet werden, die geeignet ist, den Schall von der Ausnehmung bzw. vom Hohlraum in die unmittelbare Umgebung zu übertragen. Die Fluidverbindung muss nicht notwendigerweise vorgesehen sein, vielmehr genügt im Allgemeinen eine akustische Verbindung, beispielsweise über eine von der Anregungsmembran des Sensors zu unterscheidende Membran, wobei hier diese Membran einen weiteren schützenden Effekt erzeugt, da beispielsweise von außen keine Nässe in den Innenraum eintreten kann, wenn dieser von der Membran verschlossen ist. In diesem Zusammenhang bedeutet nach außen offener Hohlraum, dass dieser zumindest für den Schall nach außen offen ist und somit von zumindest einem Flächenabschnitt definiert wird, der eine Übertragung nach außen ermöglicht. Dieser Flächenabschnitt kann eine Fluidverbindung in die unmittelbare Umgebung umfassen oder auch eine Schallverbindung, die nur eine Schallübertragung zulässt, nicht jedoch eine Fluidverbindung betrifft, beispielsweise eine Membran, gebildet durch einen Abschnitt eines Fahrzeugverkleidungselements.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Integration von Ultraschallsensoren in eine Fahrzeugverkleidung, bei der die hier beschriebenen Anordnungen des mindestens einen Ultraschallsensorelements verwendet werden. Das Verfahren zur Integration umfasst zunächst das Vorsehen des mindestens einen Ultraschallsensorelements, das einer Ultraschallsensoranordnung angehört. Das Ultraschallsensorelement wird an der Fahrzeugverkleidung befestigt, insbesondere innerhalb der Fahrzeugverkleidung, zurückgesetzt gegenüber der äußeren gedachten Umhüllung der Fahrzeugverkleidung (d. h. gegenüber der Außenfläche der Fahrzeugverkleidung zurückgesetzt). Das Ultraschallsensorelement wird in einer Ausnehmung oder in einem nach außen offenen Hohlraum der Fahrzeugverkleidung befestigt, wobei die Ausnehmung bzw. der Hohlraum von mindestens einem Fahrzeugverkleidungselement gebildet wird, dessen Außenseite nicht zur Aufnahme des Ultraschallsensorelements unterbrochen ist. Dies ermöglicht die Verwendung von üblichen Fahrzeugverkleidungselementen, die nicht zur Anordnung des Ultraschallsensorelements ausgestaltet sind, beispielsweise durch Löcher, Aussparungen oder durch spezielle Ausformungen des Randes, die die Aufnahme eines Ultraschallsensorelements ermöglichen, jedoch außer diesem Zweck keine Ursache in der Anordnung des Verteilungselements aufweisen.
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Das Verfahren sieht insbesondere vor, dass nicht nur das Ultraschallsensorelement, sondern auch ein weiteres Verkleidungselement oder ein äußeres Fahrzeugelement in der Vertiefung befestigt wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Ultraschallsensorelement an der Vertiefung bzw. an dem äußeren Fahrzeugelement befestigt wird oder an einem Befestigungselement, das das Verkleidungselement oder das äußere Fahrzeugelement in der Vertiefung fixiert. Diese Befestigungsschritte können kurz nacheinander oder im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, wodurch der Befestigungsschritt effizienter gestaltet wird. Das Ultraschallsensorelement kann ferner in einer von zwei verschiedenen Fahrzeugverkleidungselementen ausgebildeten Ausnehmung befestigt werden, vorzugsweise hinter einem Spalt zwischen zwei verschiedenen Fahrzeugverkleidungselementen. Hierzu wird zunächst das Ultraschallsensorelement befestigt und danach werden die Fahrzeugverkleidungselemente befestigt. Derartige Fahrzeugverkleidungselemente, die nach dem Ultraschallsensorelement befestigt werden, sind insbesondere aus verschiedenen Werkstoffen (beispielsweise Metallblech und Kunststoff) oder sind zueinander beweglich, beispielsweise ein Türrahmen und eine Tür. Hierbei gestaltet sich die Befestigung des Ultraschallsensorelements einfach, da unterschiedliche Fahrzeugverkleidungselemente ohnehin notwendigerweise in getrennten Befestigungsschritten montiert werden, und somit der Schritt des Befestigens des Ultraschallsensorelements in diese Montageschritte auf einfache Weise integriert werden kann.
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Das Ultraschallsensorelement wird vorzugsweise abgedeckt durch die Fahrzeugverkleidung an dem Fahrzeugverkleidungselement befestigt, wobei zumindest ein Teil des sensitiven Bereichs des Ultraschallsensorelements von zumindest einem Abschnitt der Fahrzeugverkleidung bzw. dem Fahrzeugverkleidungselement verdeckt angeordnet wird. Hierbei wird zunächst das Ultraschallsensorelement befestigt, woraufhin die Fahrzeugverkleidung angeordnet wird. Anstatt der Fahrzeugverkleidung kann auch das äußere Fahrzeugelement derart befestigt werden, dass zumindest ein Teil des sensitiven Bereichs des Ultraschallsensorelements abgedeckt wird. Dadurch wird erreicht, dass bei weiteren Montageschritten das Ultraschallsensorelement vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Ferner wird das Ultraschallsensorelement in Fluidkommunikation mit der unmittelbaren Umgebung der Fahrzeugverkleidung befestigt, wobei die Fluidkommunikation auch durch eine bloße akustische Verbindung vorgesehen werden kann, beispielsweise über eine Membran, die eine Fluidverbindung unterbricht. Dadurch wird gewährleistet, dass nach der Montage das Ultraschallsensorelement einsatzfähig ist, ohne dass weitere Arbeitsschritte an der Verkleidung vorgenommen werden müssen, um das Ultraschallsensorelement in akustischen Kontakt zu der Umgebung vorzusehen.
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Das Verfahren kann insbesondere vorgesehen werden, indem die oben im Einzelnen beschriebenen Komponenten der Fahrzeugverkleidung bzw. der äußeren Fahrzeugelemente in angegebener Weise befestigt werden, beispielsweise bei der Befestigung der Türen, der Klappen, des Öffnergriffs, des Außenspiegels, des Kotflügelelements, einer Überblendung, eines Zierelements oder des Kühlergrills oder auch bei der Befestigung eines Scheinwerfergehäuses oder der Fahrzeugräder bzw. des Radkastens. Der Schritt des Befestigens des Ultraschallsensorelements kann dadurch in die Montageschritte dieser Elemente auf einfache Weise integriert werden.
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Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum geschützten Abgeben von Ultraschallwellen, wobei Schallwellen durch Anregen von dem Ultraschallsensorelement erzeugt werden und zumindest ein Teil der Ultraschallwellen auf eine Innenfläche mindestens eines Fahrzeugverkleidungselements oder eines äußeren Fahrzeugelements (beispielsweise eine herausragende Leiste, Abdeckung oder Ähnliches) abgestrahlt werden. Insbesondere werden die Schallwellen zum Teil auf einen Rand abgestrahlt, der durch eine Spalte oder einen Abstand gegenüber einem weiteren Fahrzeugelement, das dazu benachbart ist, beabstandet ist. Hierbei werden die Ultraschallwellen gebeugt und/oder teilweise reflektiert, wobei die Reflexion auch umfasst, dass ein Teil der Ultraschallwellen zunächst zum Fahrzeug hin reflektiert wird und daraufhin durch innere Verteilungselemente nach außen durch den Spalt abgestrahlt werden. Durch diese Abstrahlung lässt sich erreichen, dass Fahrzeugverkleidungselement oder äußere Fahrzeugelemente als Schutz dienen, wobei gleichzeitig eine Abstrahlung der Ultraschallwellen möglich ist. Das Verhältnis von üblicher Spaltbreite und Wellenlänge ist derart, dass eine Beugung auftritt, so dass beispielsweise die Spalte in Fernfeldnäherung als Punktstrahler betrachtet werden kann. Die in der Fahrzeugverkleidung vorgesehenen Hohlräume bzw. Ausnehmungen sehen zusammen mit dem Spalt eine Möglichkeit vor, den abgestrahlten Schall gezielt zu formen, ohne dass äußere akustische Elemente notwendig sind. Die durch den internen Einbau veränderte Abstrahlcharakteristik kann ferner berücksichtigt werden durch einen Schritt des Kompensierens, wobei der Schritt des Kompensierens die Verzerrung bzw. Verformung des Übertragungskanals durch die akustischen Gegebenheiten der Fahrzeugverkleidung wiedergibt und in komplementärer Weise bei der Signalverarbeitung der Ultraschallsignale berücksichtigt.
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Komplementär hierzu sieht die Erfindung ferner ein Verfahren zum geschützten Empfang von Ultraschallwellen vor, wobei die Ultraschallwellen auf eine Außenfläche des Fahrzeugverkleidungselements auftreffen und durch einen Spalt in das Innere der Fahrzeugverkleidung eintreten, um dort von dem Ultraschallsensorelement gewandelt zu werden. Als Übertragungskanal durch die Außenseite der Fahrzeugverkleidung hindurch ist zumindest ein Spalt vorgesehen oder auch eine Öffnung. Im Allgemeinen werden ein Spalt zwischen zwei benachbarten Fahrzeugelementen sowie eine Öffnung, beispielsweise in der Fahrzeugverkleidung oder in einem äußeren Fahrzeugelement (Außenspiegel beispielsweise), als akustischer Kanal betrachtet. Dieser Kanal kann der gleichermaßen durch eine akustische Verbindung von dem Ultraschallsensorelement zur Umgebung vorgesehen werden, bei der der Kanal eine räumlich trennende Membran umfasst. Als Membran können auch Abschnitte der Fahrzeugverkleidung angesehen werden, soweit diese Schall übertragen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine erste Ausführungsform zweier alternativer Anordnungsvarianten;
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2 zeigt zwei weitere alternative Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung;
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform mit zwei Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Anordnung;
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4 und 5 zeigen weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Anordnung, und
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6 ein in einen Kühlergrill integriertes Ultraschallsensorelement Ausführungsformen der Erfindung
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In der 1 ist eine Fahrzeugverkleidung dargestellt, die von zwei unterschiedlichen Fahrzeugverkleidungselementen 10, 12 gebildet wird, welche über einen Spalt 14 voneinander getrennt sind. In diesem Spalt 14 ist ein Ultraschallsensorelement 20 vorgesehen, das durch den Spalt 14 zwischen den Fahrzeugverkleidungselementen 10 und 12 hindurch Ultraschallwellen abstrahlt, wie durch die durchgezogenen Pfeile dargestellt ist. Hierbei ist das Ultraschallsensorelement 20 in einer Ausnehmung 30 befestigt, die von Innenverkleidungselementen 40 gebildet wird. Eine alternative Anordnung ist in gestrichelter Linie dargestellt, wobei in dieser alternativen Anordnung das Ultraschallsensorelement 20' weiter nach innen zurückgesetzt innerhalb der Ausnehmung 30 befestigt ist. Insbesondere kann das Ultraschallsensorelement 20 auch unmittelbar an einem Bodenabschnitt 42 des Innenverkleidungselements 40 befestigt sein. Anhand des Strahlengangs, gestrichelt dargestellt, ist zu erkennen, dass ein Mittelstrahl ungehindert durch den Spalt zwischen den Fahrzeugverkleidungselementen 10, 12 hindurchtritt, wobei ein Teil der Ultraschallenergie (siehe Pfeilverlauf 50, 50') nicht unmittelbar durch den Spalt 14 hindurchtritt, sondern zunächst reflektiert wird und dann aus dem Spalt 14 austritt. Aufgrund der Wellenlänge ergeben sich tatsächlich Beugungseffekte, so dass kein diskreter Strahlungsverlauf, wie durch die Pfeile dargestellt, vorgesehen wird. Somit zeigen die Pfeilverläufe 50, 50' lediglich symbolhaft die Propagationsrichtung. Bei einer tatsächlichen Realisierung werden die Abstrahlung und der Schallverlauf durch Beugungseffekte, Reflexionseffekte und insbesondere durch Interferenz bestimmt. Dennoch lässt sich die Abstrahlcharakteristik, wie sie von dem Spalt 14 aus nach außen wirkt, durch Berücksichtigung dieser Effekte präzise vorhersagen. Ein Schalltrichter 22 der alternativen Anordnung (gestrichelt dargestellt) ist an der sensitiven/abstrahlenden Seite des Sensors 20 angeordnet und ist auf den Spalt 14 zwischen den Fahrzeugverkleidungselementen 10, 12 gerichtet.
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Die 2 stellt eine weitere Variante der Erfindung gemäß Anordnung dar, wobei zwei Fahrzeugverkleidungselemente 10, 12 einen Spalt 14 bilden, durch den hindurch das Ultraschallsensorelement 20 Schall senden und empfangen kann. Hierbei ist das Ultraschallsensorelement 20 in einem umleitenden Innenverkleidungselement 44, 44' angeordnet, das einen Kanal ausbildet. Das eine Ende des Kanals wird abgeschlossen von dem Ultraschallsensorelement 20, welches in den Kanal hineinstrahlt, vergleiche Pfeile. Der durch das Innenverkleidungselement 44, 44' ausgebildete Kanal lenkt die Schallwelle um und richtet diese auf den Spalt 14. Am Spalt 14 wird der Schall abgestrahlt. Durch die Anordnung des Ultraschallsensorelements 20 in den Innenverkleidungselementen 44, 44' ist das Ultraschallsensorelement besonders geschützt, wobei ferner die Verkabelung zum Inneren des Fahrzeugs vereinfacht ist.
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2 stellt ferner mit gestrichelten Linien ein zweites Ultraschallsensorelement 20 dar, das in einer alternativen Anordnung vorgesehen ist. Hierbei umfasst das Ultraschallsensorelement 20' einen optionalen Schalltrichter 22, der die Schallwelle des Ultraschallsensorelements 20' bündelt und zunächst auf einen Abschnitt des Fahrzeugverkleidungselements 12 lenkt. Da dieses von dem abgestrahlten Schall in Schwingung versetzt wird, gibt der Abschnitt des Fahrzeugverkleidungselements 12, der von dem Ultraschallsensorelement 20' bestrahlt wird, die Schallenergie ab, siehe Pfeil rechts von Fahrzeugverkleidungselement 12. In dieser Variante ist das Ultraschallssensorelement 20 besonders geschützt, da der gesamte Abschnitt des Fahrzeugverkleidungselements 12, welches angestrahlt wird, als mechanischer Schutz dient. Wie bereits bemerkt, besteht hier keine direkte Fluidverbindung zwischen Ultraschallsensorelement 20 und Umgebung, vielmehr besteht eine akustische Verbindung zwischen Umgebung und Ultraschallsensorelement 20, wobei der bestrahlte Abschnitt des Fahrzeugverkleidungselements 12 als Membran arbeitet.
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In 3 ist eine spezifische Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in der ein Ultraschallsensorelement 20 in einem Spiegelgehäuse 46 eines Außenspiegels 46' befestigt ist. Der Außenspiegel 46' selbst ist durch ein Befestigungselement 46'' gehalten, das beweglich oder in fest montierter Weise den Spiegel 46' hält. Das Spiegelgehäuse 46 sieht ferner einen Innenraum 30 vor, in dem das Ultraschallsensorelement 20 (dargestellt mit durchgezogenen Linien) angeordnet ist. Das Ultraschallsensorelement 20 hat einen Schalltrichter 22, der zur Ausrichtung der abgestrahlten akustischen Leistung dient. Zunächst ist das Ultraschallsensorelement 20, zusammen mit dem Schalltrichter 22 auf einen Spalt 14 gerichtet, der zwischen Außenspiegel 46' und Spiegelgehäuse 46 vorgesehen ist. Am Spalt 14 selbst wird dann die vom Ultraschallsensorelement 20 erzeugte Leistung abgestrahlt, siehe Pfeil. Da Spiegelgehäuse 46 üblicherweise immer einen Hohlraum 30 aufweisen (aufgrund der erforderlichen aerodynamischen Eigenschaften), können übliche Spiegelgehäuse 46 als ein Beispiel für ein äußeres Fahrzeugelement verwendet werden, in denen ein Hohlraum 30 ausgebildet ist, der über den Spalt 14 mit der Umgebung verbunden ist. Der Spalt 14 ist bei jedem üblichen Außenspiegel 46' vorgesehen, insbesondere bei beweglichen Außenspiegeln 46', um die Bewegung des Spiegelelements gegenüber dem Spiegelgehäuse 46 zu ermöglichen.
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Mit gestrichelten Linien ist ein weiteres Ultraschallsensorelement 20' dargestellt, das nicht unmittelbar auf den Spalt 14 strahlt. Vielmehr umfasst das Ultraschallsensorelement 20' ebenso einen Schalltrichter, der auf einen zusätzlichen Reflektor 24 gerichtet ist, welcher den Schall geeignet zum Spalt 14 umlenkt. Zwar wird auch ein Teil der Schallleistung des Ultraschallsensorelements 20 von der Innenseite des Spiegelgehäuses 46 zum Spalt 14 reflektiert, jedoch ermöglicht der zusätzliche Reflektor 24, dass der Schall gezielt reflektiert wird. Anstatt eines zusätzlichen Reflektors 24 kann auch die natürliche innere Form des äußeren Spiegelgehäuses 46 ausgestaltet und gegenüber dem Ultraschallsensorelement 20 so ausgerichtet sein, dass sich eine geeignete Reflexion zum Spalt 14 hin ergibt.
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Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der eine Griffmulde eines Türgriffs einen Hohlraum 30 ausbildet, in dessen Begrenzungswand ein Ultraschallsensorelement 20 angeordnet ist. Durch den äußeren Teil des Griffs ergeben sich Beugungseffekte, die schemenhaft durch die Pfeile der 4 dargestellt sind. Aufgrund der Wellenlänge ergeben sich keine abrupten Richtungsänderungen, vielmehr kann die Außenkante des Griffs bzw. der Spalt 14 selbst gemäß dem Huygens'schen Prinzip als Strahlungsquelle angesehen werden. In der 4 entsprechen die Griffmulde sowie der Griff zwei Fahrzeugverkleidungselementen 10, 12, die zueinander beweglich sind, und die den Hohlraum 30 bzw. die Ausnehmung 30 vorsehen.
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Die 5 betrifft eine weitere Realisierungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei ein Teil eines Fahrzeugverkleidungselementes 10 (beispielsweise die Kopfseite eines Kofferraumdeckels) zusammen mit einer Verblendung 12 einer ein Fahrzeugverkleidungselement darstellenden Kennzeichenleuchte 12 einen Hohlraum 30 ausbildet, innerhalb dem die sensitive Fläche eines Ultraschallsensorelementes 20 anstößt. Da eine Verblendung 12 der Kennzeichenleuchte 12', die in diesem Falle das Fahrzeugverkleidungselement darstellt, ohnehin an der Heckklappe 10 angeordnet ist, wird zur Anordnung des Ultraschallsensorelements 20 ein ohnehin vorgesehener offener Hohlraum 30 bzw. eine Ausnehmung gebildet. Es ist zu erkennen, dass das Ultraschallsensorelement 20 einen Teil der Schallenergie auf die Verblendung 12 abstrahlt, jedoch ein weiterer Teil unmittelbar nach außen dringt. Da sich hier wiederum Interferenz und Beugungseffekte ergeben, wird durch die Anordnung der Verblendung 12 und durch die Heckklappe 10 eine bestimmbare Interferenzsituation erzeugt, die zu einer bestimmbaren Richtcharakteristik führt. Es ist jedoch klar zu erkennen, dass die Verblendung 12 lediglich den Schall reflektiert, jedoch nicht absorbiert, wodurch die abgestrahlte Schallleistung trotz der indirekten Ausbreitung nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
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In 6 ist ein Kühlergrill 10 und ein sich daran anschließendes Fahrzeugverkleidungselement 12 dargestellt. Für das Ultraschallsensorelement 20 ergeben sich vier verschiedene Varianten der Anordnung.
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Die erste Variante sieht eine Anordnung innerhalb des Hohlraums 30 vor, der durch die Fahrzeugverkleidungselemente 10, 12 gebildet wird, und mit einem deutlichen Abstand zu einem Kühlergrill. Diese Position ist durch das Ultraschallsensorelement 20 dargestellt. Das Ultraschallsensorelement 20 strahlt Schall auf den Kühlergrill 10 ab, der aufgrund seiner offenen Struktur den Schall durch unterschiedliche Zwischenräume des Gitters passieren lässt und nach außen abstrahlt und in diesem Falle das Fahrzeugverkleidungselement darstellt. Die Pfeile 60 zeigen die Abstrahlung nach dem Durchtritt durch den Kühlergrill, wobei die Pfeile 62 die Abstrahlung auf den Kühlergrill 10 darstellen.
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Die zweite Variante ist die Anordnung des Ultraschallsensorelements 20' im Wesentlichen unmittelbar an der Innenseite des Kühlergrills 10, wobei das Ultraschallsensorelement 20 nur durch eine offene Struktur des Kühlergrills 10 den Schall abgibt, so dass der Schall aus diesem offenen Strukturelement des Kühlergrills 10 abgestrahlt wird, wie durch die Pfeile 64 dargestellt ist. Zunächst wird jedoch die gesamte Schallenergie im Wesentlichen in eine einzelne, zusammenhängende offene Struktur des Kühlergrills 10 gestrahlt, im Gegensatz zur Bestrahlung einer Vielzahl von offenen Strukturen durch das Ultraschallsensorelement 20.
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Die dritte Anordnungsvariante ist mit dem Ultraschallsensorelement 20'' dargestellt, welche sich innerhalb einer offenen Struktur des Kühlergrills 10 befindet. Von dort aus sendet dieses den Schall unmittelbar in die Umgebung ab, vgl. Pfeil ausgehend vom Ultraschallsensorelement 20''. Während die Ultraschallsensorelemente 20, 20' innerhalb des Hohlraums 30 vorgesehen sind, der von den Fahrzeugverkleidungselementen 10, 12 gebildet wird, ist das Ultraschallsensorelement 20'' innerhalb einer offenen Struktur des Fahrzeugverkleidungselements 10 (innerhalb des Kühlergrills) vorgesehen. Der Hohlraum 30 wird in diesem Fall von nur einem Fahrzeugverkleidungselement 10 dargestellt bzw. von dessen offener Struktur.
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Im Gegensatz zu den 1 bis 5 zeigt 6 eine Variante, bei der die Fluidverbindung bzw. die dazu äquivalente akustische Verbindung zwischen Ultraschallsensorelement 20 und Umgebung nicht von Öffnungen, Lücken oder Spalten gebildet wird, die sich durch das Aufeinanderstoßen von Fahrzeugverkleidungselementen 10, 12 bilden oder die durch eine äußere einhüllende Form eines Fahrzeugverkleidungselements 10, 12 gebildet werden (vergleiche Verblendung des Kraftfahrzeugkennzeichens), sondern eine Anordnungsvariante, bei der das Fahrzeugverkleidungselement 10, 12 selbst durchlässig ist und eine unmittelbare Rückverbindung vorsieht. In der ersten und zweiten Anordnungsvariante der 6 wird der gesamte Anteil der Schallenergie zunächst auf das Fahrzeugverkleidungselement 10 (den Kühlergrill) abgestrahlt, durch den hindurch der Schall transportiert wird. In diesem Punkt ähnelt die 6 der Anordnung des Ultraschallsensorelements 20' der 2, bei der auch die gesamte Schallenergie zunächst auf das Fahrzeugverkleidungselement 12 abgestrahlt wird, welches durch Mitschwingen den Schall weitergibt und somit als Schallverbindung zur Umgebung dient.
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Die in den 1 bis 6 dargestellten Beispiele sind nicht maßstäblich dargestellt. Insbesondere ist die Dicke der Fahrzeugverkleidungselemente 10, 12 nicht maßstäblich zur Länge. Ebenso ist die Größe des Ultraschallsensorelements 20 nicht maßstäblich zur Spaltbreite dargestellt, insbesondere kann beispielsweise in 1 das Ultraschallsensorelement 20 und dessen sensitive Fläche deutlich größer vorgesehen sein als die Spaltbreite. Aufgrund der für die Schallfortpflanzung geltenden Umkehrbarkeit gelten die zuvor beschriebenen Ausbreitungswege für auszusendende Schallsignale in umgekehrter Richtung auch für zu empfangende Schallsignale.
