-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Fahrzeugbauteil, nämlich insbesondere einem Stoßfänger, sowie mit einem am Fahrzeugbauteil angeordneten Ultraschallsensor, der einen Ultraschallwandler mit einer Membran sowie ein Sensorgehäuse aufweist. Die Membran ist zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen ausgebildet, und der Ultraschallwandler ist zumindest bereichsweise in dem Sensorgehäuse angeordnet. Über das Sensorgehäuse ist der Ultraschallsensor mit dem Fahrzeugbauteil verbunden. Die Erfindung betrifft außerdem einen Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Ultraschallwandler mit einer Membran sowie ein Sensorgehäuse aufweist, in welchem der Ultraschallwandler zumindest bereichsweise angeordnet ist und über welches der Ultraschallsensor mit einem Fahrzeugbauteil verbindbar ist.
-
Es ist bereits Stand der Technik, Ultraschallsensoren an einem Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs anzubringen. In der Regel werden die Ultraschallsensoren nicht verdeckt, und man kann den Sensor sehen. Zwar werden die Ultraschallsensoren in der Farbe des Stoßfängers lackiert, jedoch sind die Ränder des Sensors trotzdem zu sehen. Es ist somit nachteilig, dass der Stoßfänger insgesamt optisch wenig ansprechend ist. Eine Abhilfe schafft hier beispielsweise eine Abdeckung in Form einer dünnen Folie, welche auf den Ultraschallsensor aufgeklebt werden kann. Lackiert man nun den Stoßfänger, so verdeckt die Lackschicht sowohl den Ultraschallsensor als auch den Stoßfänger, und der Sensor ist nicht mehr sichtbar. Es entsteht jedoch ein großer Nachteil für die Funktion des Ultraschallwandlers: Das in die Aussparung des Stoßfängers hineinragende Endstück des Ultraschallsensors (einschließlich der Membran) ist über die Folie mit dem Stoßfänger gekoppelt, und die vom Sensor erzeugte mechanische Schwingung wird über die Folie auf den Stoßfänger übertragen. Wird nun diese Schwingung reflektiert, so detektiert der Sensor gegebenenfalls fiktive Objekte, die in der Tat nicht vorhanden sind. Eine Herausforderung besteht somit darin, einerseits das optische Aussehen des Stoßfängers zu verbessern und andererseits die ordnungsgemäße Funktionsweise des Sensors zu gewährleisten.
-
Stand der Technik sind außerdem solche Sensoranordnungen, welche ohne eine Aussparung im Stoßfänger auskommen. So ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 42 38 924 A1 eine Sensoranordnung bekannt, welche einen Ultraschallsensor aufweist, der an einer Innenseite bzw. einer Rückseite eines Fahrzeugbauteils (hier Außenwand) angebracht ist. Wird ein Piezoelement des Sensors mit elektrischer Spannung beaufschlagt, so wird ein Bereich des Fahrzeugbauteils durch das Piezoelement angeregt, und dieser Bereich des Fahrzeugbauteils schwingt. Der schwingende Bereich des Fahrzeugbauteils ist mithilfe eines Begrenzungsmittels begrenzt. Auch hier ergibt sich der Nachteil, dass ein Teil der Ultraschallwellen von dem Fahrzeugbauteil reflektiert werden kann. Dieser Wellenanteil wird dann von dem System als Echo empfangen, und das System detektiert wiederum ein fiktives Objekt, welches in der Tat überhaupt nicht existiert. Ein weiteres Problem besteht darin, dass beim Aussenden der Ultraschallwellen ein Teil dieser Wellen aufgrund von Reflexionen im Grenzbereich zwischen der Membran und dem Stoßfänger nicht nach vorne, sondern nach hinten – d. h. in Richtung des Innenraums des Fahrzeugs – abgestrahlt wird und dort an der Fahrzeugkarosserie reflektiert. Die reflektierte Welle gelangt dann wieder zum Ultraschallsensor und wird auch als ein Echo interpretiert. Dies führt zu Fehlmessungen.
-
Vorliegend gilt das Interesse insbesondere einer derartigen Anordnung, bei welcher das Fahrzeugbauteil ohne eine Aussparung für den Ultraschallsensor auskommt und der Ultraschallsensor durch das Fahrzeugbauteil hindurch sendet und empfängt. Bei einer derartigen Anordnung ist der Ultraschallsensor direkt an einer Rückwand bzw. Rückseite des Fahrzeugbauteils angebracht, wobei die Membran entweder direkt in Kontakt mit dem Fahrzeugbauteil steht oder aber in einem Abstand dazu angeordnet sein kann.
-
Eine Sensoranordnung, bei welcher der Ultraschallsensor an einer Rückseite des Stoßfängers angeordnet ist und die Ultraschallwellen durch den Stoßfänger hindurch abgestrahlt und empfangen werden, ist auch aus dem Dokument
DE 10 2006 035 607 A1 bekannt. Dieser Ultraschallsensor besitzt zwei Membranen, welche mithilfe eines Kappenelements getrennt sind, welches die beiden Membranen vibrationstechnisch voneinander entkoppelt. Das Kappenelement bildet somit eine Schalltrennwand.
-
Zur Entkopplung von Membran eines Ultraschallsensors oder aber zur Einstellung der Richtcharakteristik werden im Stand der Technik in der Regel Entkopplungselemente aus Keramik oder einem anderen vergleichbaren Material eingesetzt. Um die Richtcharakteristik eines Ultraschallsensors zu optimieren, wird in der Druckschrift
DE 10 2005 046 173 A1 vorgeschlagen, die Topfwand des Ultraschallsensors derart zu verstärken, dass Randschwingungen am Wandler durch eine stabilisierte Konstruktion nicht zu Plattenschwingungen im Abdeckbereich führen können. Alternativ kann auch ein Dämpfring eingesetzt werden, welcher konzentrisch und beabstandet um den Topf bzw. die Membran des Ultraschallwandlers positioniert ist.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie bei einer Anordnung der eingangs genannten Gattung, bei welcher insbesondere der Ultraschallsensor von außen nicht sichtbar ist, die ordnungsgemäße Funktionsweise des Sensors gewährleistet werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung sowie durch einen Ultraschallsensor mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelost. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
-
Eine erfindungsgemäße Anordnung beinhaltet ein Fahrzeugbauteil, nämlich insbesondere einen Stoßfänger, wie auch einen am Fahrzeugbauteil angeordneten Ultraschallsensor. Der Ultraschallsensor weist einen Ultraschallwandler mit einer Membran, welche zum Aussenden und zum Empfangen von Ultraschallwellen dient, sowie ein Sensorgehäuse auf, in welchem der Ultraschallwandler zumindest bereichsweise angeordnet ist und über welches der Ultraschallsensor mit dem Fahrzeugbauteil verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine Komponente der Anordnung – nämlich insbesondere das Sensorgehäuse und/oder das Fahrzeugbauteil – zumindest bereichsweise aus einem schallabsorbierenden Material, insbesondere aus einem Kolloidkristall, gebildet ist.
-
Anders als im Stand der Technik – dort werden zur Schallentkopplung und zur Einstellung der Richtcharakteristik beispielsweise Bauteile aus Keramik eingesetzt – wird der erfindungsgemäße Effekt durch die Verwendung eines spezifischen Materials erzielt, und zwar eines Materials, welches die Ultraschallwellen absorbieren kann. So kann beispielsweise das Fahrzeugbauteil selbst zumindest im Bereich der Membran aus einem solchen Material gebildet sein, um eine akustische Linse für die Ultraschallwellen zu bilden. Auf der anderen Seite können auch Komponenten des Sensorgehäuses aus diesem schallabsorbierenden Material gebildet sein. Durch den Einsatz eines schallabsorbierenden Materials kann somit einerseits verhindert werden, dass die Ultraschallwellen im Innenraum des Kraftfahrzeugs oder aber am Fahrzeugbauteil reflektiert und dann fälschlicherweise als ein Echo ausgewertet werden. Auf der anderen Seite kann somit erreicht werden, dass die Ultraschallwellen durch das Fahrzeugbauteil hindurch in die gewünschte bzw. vorgegebene Richtung und mit der vorgegebenen Richtcharakteristik abgestrahlt werden können, nämlich beispielsweise durch die Bereitstellung einer akustischen Linse mithilfe des schallabsorbierenden Materials. insgesamt wird somit durch die Erfindung eine ordnungsgemäße Funktionsweise des Ultraschallsensors gewährleistet.
-
Besonders bevorzugt wird als schallabsorbierendes Material ein frequenzselektiver Kolloidkristall verwendet. Ein derartiger Kolloidkristall besitzt die Eigenschaft, dass dieser Kristall die Ultraschallwellen mit einer bestimmten Frequenz durchlasst und für Ultraschallwellen mit einer anderen Frequenz vollständig undurchlässig ist bzw. diese Schallwellen blockiert. Diese Ausführungsform beruht somit auf der Erkenntnis, dass ein derartiger Kolloidkristall auch bei einer Anordnung mit einem Ultraschallsensor als schallabsorbierendes Material vorteilhaft eingesetzt werden kann. So kann beispielsweise das Fahrzeugbauteil selbst zumindest im Bereich der Membran aus einem solchen Kolloidkristall gebildet sein, um eine akustische Linse für die Ultraschallwellen zu bilden. Auf der anderen Seite können auch Komponenten des Sensorgehäuses aus diesem spezifischen Material gebildet sein, wobei die Struktur des Kolloidkristalls so gewählt werden kann, dass die Ultraschallwellen in der Arbeitsfrequenz (z. B. 51,2 kHz) durch den Kolloidkristall absorbiert werden. Durch den Einsatz des Kolloidkristalls kann somit einerseits verhindert werden, dass die Ultraschallwellen im Innenraum des Kraftfahrzeugs oder aber am Fahrzeugbauteil reflektiert und dann fälschlicherweise als ein Echo ausgewertet werden. Auf der anderen Seite kann somit erreicht werden, dass die Ultraschallwellen durch das Fahrzeugbauteil hindurch in die gewünschte bzw. vorgegebene Richtung und mit der vorgegebenen Richtcharakteristik abgestrahlt werden können, nämlich beispielsweise durch die Bereitstellung einer akustischen Linse mithilfe des Kolloidkristalls. Insgesamt wird somit durch die Erfindung eine ordnungsgemäße Funktionsweise des Ultraschallsensors gewährleistet.
-
Ein Kolloidkristall ist ein in der letzten Zeit von der Max-Planck-Gesellschaft entwickeltes Material, welches beispielsweise aus Glasplatte, Silikonöl und Polystyrolkügelchen besteht. Dieser Kolloidkristall blockiert Ultraschallwellen in einem bestimmten Frequenzbereich und lässt Ultraschallwellen einer anderen Frequenz durch. Je nach Struktur des Kolloidkristalls kann dabei der gewünschte Frequenzbereich eingestellt werden. In phononischen Kristallen wechseln sich hier gleichmäßig Abschnitte mit einer hohen Elastizität und einer niedrigen Elastizität ab. Die Ultraschallwellen breiten sich somit mal schneller, mal langsamer durch den Kolloidkristall aus. Für Bandlücken im Ultraschallbereich wird dabei ein periodisches Muster im Millimeterbereich erzeugt.
-
Also ist zumindest eine Komponente der Anordnung zumindest bereichsweise aus dem schallabsorbierenden Material – insbesondere dem Kolloidkristall – gebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist als Komponente das Fahrzeugbauteil – also insbesondere der Stoßfänger – zumindest im Bereich der Membran aus dem schallabsorbierenden Material gebildet. Dann kann durch das schallabsorbierende Material eine akustische Linse für die Ultraschallwellen gebildet sein. Also kann mithilfe des Materials die Schallkeule bzw. die Richtcharakteristik des Ultraschallsensors beeinflusst werden, sodass die Ultraschallwelle in eine bestimmte Richtung fokussiert wird. Ein Überlappungsbereich des Fahrzeugbauteils, der in Überlappung mit der Membran liegt, kann für die Ultraschallwellen durchlässig sein, während ein benachbarter Bereich des Fahrzeugbauteils für die Ultraschallwellen absorbierend ausgebildet werden kann. Somit kann die Hauptkeule der Richtcharakteristik des Ultraschallsensors beliebig vorgegeben werden. Dies ist durch die entsprechende Auswahl und die Verteilung der Elastizität des Kolloidkristalls möglich. In demjenigen Bereich des Fahrzeugbauteils, welcher in Überlappung mit der Membran angeordnet ist, kann eine höhere Elastizität als in den benachbarten Bereichen gewählt werden. Somit wird für die Ultraschallwellen eine akustische Linse gebildet, mittels welcher die Beschränkung des Öffnungswinkels des Ultraschallsensors – also die Beschränkung der Breite der Hauptkeule – erzielt wird. Auf diesem Weg gelingt es, den Wirkungsgrad des Ultraschallsensors zu verbessern.
-
Ergänzend oder alternativ kann die Membran des Ultraschallsensors über eine Koppelplatte mit dem Fahrzeugbauteil verbunden sein, welche bereichsweise aus dem schallabsorbierenden Material gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform kann die akustische Linse für die Ultraschallwellen durch die Koppelplatte gebildet sein. Die Membran ist hier in einem Abstand zum Fahrzeugbauteil angeordnet, welcher durch die Koppelplatte überbrückt wird. Dies bedeutet, dass die Koppelplatte einerseits – gegebenenfalls über eine Klebeschicht – an dem Fahrzeugbauteil und andererseits an der Membran anliegt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Fahrzeugbauteil gegebenenfalls in seinem Material nicht mehr verändert werden muss, sondern es können die üblichen Materialien (etwa Kunststoff) verwendet werden. Die akustische Linse wird hier durch die Koppelplatte gebildet.
-
Das Sensorgehäuse kann eine Dämpfungsplatte aus dem schallabsorbierenden Material, insbesondere dem Kolloidkristall, aufweisen. Durch die Dämpfungsplatte kann die Membran außenumfänglich umgeben sein bzw. die Dämpfungsplatte kann konzentrisch um die Membran herum angeordnet sein. Die Dämpfungsplatte kann beispielsweise die Form eines Kreisrings aufweisen. Der Kolloidkristall der Dämpfungsplatte ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er die Ultraschallwellen absorbiert. Dies bedeutet, dass alle Ultraschallwellen, die seitlich von der Membran abgestrahlt werden, durch die Dämpfungsplatte absorbiert werden. Somit kann insbesondere der so genannte Körperschall reduziert werden, was wiederum den Wirkungsgrad des Ultraschallsensors verbessert. Hier kann die Struktur des Kolloidkristalls beispielsweise so gewählt werden, dass die Ultraschallwellen in der Arbeitsfrequenz absorbiert werden.
-
In einer Ausführungsform weist das Sensorgehäuse eine Abdeckung auf, die aus dem schallabsorbierenden Material gebildet ist und durch welche zumindest ein die Membran aufweisender Bereich des Ultraschallwandlers von einer dem Fahrzeugbauteil gegenüberliegenden Seite abgedeckt ist. Auch bei dieser Ausführungsform kann der Kolloidkristall eine solche Struktur aufweisen, welche für die Absorption der Ultraschallwellen in der Arbeitsfrequenz sorgt. Somit werden durch die Abdeckung alle Ultraschallwellen absorbiert, die sich in Richtung des Innenraums des Fahrzeugs – also rückwärts – ausbreiten. Es wird somit verhindert, dass diese nach hinten abgestrahlten Ultraschallwellen von Karosserieteilen des Fahrzeugs reflektiert und von dem Ultraschallsensor fälschlicherweise als Echo interpretiert werden.
-
Die Erfindung betrifft außerdem einen Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug. Der Ultraschallsensor weist einen Ultraschallwandler mit einer Membran sowie ein Sensorgehäuse auf. Die Membran ist zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallwellen ausgebildet. In dem Sensorgehäuse ist der Ultraschallwandler zumindest bereichsweise angeordnet, und über das Sensorgehäuse ist der Ultraschallsensor mit einem Fahrzeugbauteil verbindbar. Das Sensorgehäuse ist zumindest bereichsweise aus einem schallabsorbierenden Material gebildet, nämlich insbesondere aus einem Kolloidkristall.
-
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Anordnung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Ultraschallsensor.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
-
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 in schematischer Darstellung einen Ultraschallsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
-
2 den Ultraschallsensor im zusammengebauten Zustand; und
-
3 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
In 1 ist ein Ultraschallsensor 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im auseinandergebauten Zustand dargestellt. Der Ultraschallsensor 1 dient zum Messen von Abständen zwischen einem Kraftfahrzeug und fahrzeugexternen Hindernissen, die sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befinden. Der Ultraschallsensor 1 ist ein Bestandteil einer Parkhilfe des Kraftfahrzeugs.
-
Der Ultraschallsensor 1 beinhaltet einen Ultraschallwandler 2, welcher ein Endstück 3 mit einer daran angebrachten Membran 4 aufweist. Der Ultraschallwandler 2 weist außerdem einen von einem Grundkörper 5 seitlich bzw. radial abstehenden Anschlussbereich 6 auf, über welchen der Ultraschallwandler 2 mit einer Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs elektrisch verbunden werden kann.
-
Zum Ultraschallsensor 1 gehört auch ein Sensorgehäuse 7, welches zur zumindest partiellen Aufnahme des Ultraschallwandlers 2 ausgebildet ist. Das Sensorgehäuse 7 weist ein oberes Gehäuseteil 8 auf, welches zwei von einem plattenartigen und ringförmigen Basiskörper 11 abstehende und in einem Abstand zueinander angeordnete und sich im Wesentlichen parallel zueinander erstreckende Rastschenkel 9, 10 aufweist, zwischen welche der Ultraschallwandler 2 axial aufgenommen und dort eingerastet werden kann. Zu diesem Zwecke weisen die beiderseitigen Rastschenkel 9, 10 Rastöffnungen 12, 13 auf, in welche korrespondierende Rastnasen 14 des Ultraschallwandlers 2 einrasten können.
-
An der gegenüberliegenden Seite des Basiskörpers 11 des Gehäuseteils 8 ist wiederum eine Aufnahme 15 für eine ringförmige (genauer gesagt, kreisringförmige) Dämpfungsplatte 16 ausgebildet. Die Dämpfungsplatte 16 kann also in die korrespondierende Aufnahme des Gehäuseteils 8 konzentrisch aufgenommen werden. Abgedeckt wird die Dämpfungsplatte 16 auf der gegenüberliegenden Seite mittels eines unteren Gehäuseteils 17. Sowohl das obere Gehäuseteil 8 als auch die Dämpfungsplatte 16 wie auch das untere Gehäuseteil 17 weisen jeweils eine mittig ausgebildete Durchgangsöffnung 18, 19, 20 auf, durch welche sich das Endstück 3 des Ultraschallwandlers 2 im zusammengebauten Zustand hindurch erstreckt. Eine äußere Oberfläche 21 des unteren Gehäuseteils 17 kann mit einem Fahrzeugbauteil in Anlage gebracht und mit diesem – etwa mittels einer Klebeverbindung – verbunden werden.
-
Die Dämpfungsplatte 16 ist Bestandteil des Sensorgehäuses 7.
-
Der Ultraschallsensor 1, wie er in 1 dargestellt ist, ist in 2 im zusammengebauten Zustand gezeigt. Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, erfolgt die Verbindung der beiden Gehäuseteile 8 und 17 mittels einer Rastverbindung. Und zwar weist das untere Gehäuseteil 17 Rastnasen 22 auf, welche an zwei gegenüberliegenden Seiten entlang eines Durchmessers des Gehäuseteils 17 angeordnet sind und in korrespondierende Rastöffnungen 23, 24 des oberen Gehäuseteils 8 einrasten können.
-
Zum Sensorgehäuse 7 gehört außerdem eine in den 1 und 2 nicht dargestellte Abdeckung 26 (siehe 3).
-
In 3 ist in schematischer Darstellung eine Anordnung 25 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung näher gezeigt. Die Anordnung 25 besteht aus dem Ultraschallsensor 1 einerseits sowie einem Fahrzeugbauteil in Form eines Stoßfängers 27 andererseits. Der Ultraschallsensor 1 ist an einer dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandten Rückseite 28 des Stoßfängers 27 mittels einer Klebeschicht 29 angebracht. Dabei ist im Stoßfänger 27 keine Aussparung vorgesehen, sodass die Ultraschallwellen durch den Stoßfänger 27 hindurch abgestrahlt und empfangen werden. Aus diesem Grund ist es auch erforderlich, die Richtcharakteristik des Ultraschallsensors 1 zu optimieren.
-
Der Ultraschallsensor 1 ist über des untere Gehäuseteil 17 mit dem Stoßfänger 27 verbunden. Dies bedeutet, dass die Oberfläche 21 des unteren Gehäuseteils 17 direkt – bzw. über die Klebeschicht 29 – an der Rückseite 28 des Stoßfängers 27 anliegt.
-
Wie bereits ausgeführt, beinhaltet das Sensorgehäuse 7 auch eine Abdeckung 26, welche den Ultraschallwandler 2 mit Ausnahme des Anschlussbereichs 6 von der Rückseite abdeckt. Die Abdeckung 26 verdeckt somit den Ultraschallwandler 2 in Richtung zum Innenraum des Kraftfahrzeugs hin.
-
Im Ausführungsbeispiel sind sowohl die Abdeckung 26 als auch die Dämpfungsplatte 16 und gegebenenfalls auch die Gehäuseteile 8 und 17 aus einem Kolloidkristall gebildet, dessen Struktur so gestaltet ist, dass die Ultraschallwellen des Ultraschallsensors 1 in der Arbeitsfrequenz absorbiert werden. Dies bedeutet, dass sich die Ultraschallwellen weder seitlich in radialer Richtung des Endstücks 3 noch nach hinten, also in Richtung des Innenraums ausbreiten können. Somit wird einerseits der so genannte Körperschall reduziert und andererseits auch die Schallabstrahlung nach hinten verhindert. Es wird somit insgesamt vermieden, dass durch den Ultraschallsensor 1 Störechos empfangen werden.
-
Aus einem Kolloidkristall kann auch der Stoßfänger 27 im Bereich der Membran 4 gebildet sein. Hier kann zwischen zwei Bereichen des Stoßfängers unterschieden werden, und zwar einem Überlappungsbereich, der in Überlappung mit der Membran 4 liegt, und einem diesen Überlappungsbereich umgebenden Bereich, etwa in Form eines Kreisringes. Dieser den Überlappungsbereich umgebende Bereich kann aus dem schallabsorbierenden Kolloidkristall gebildet sein, während der Überlappungsbereich aus einem herkömmlichen, für den Schall transparenten Material gebildet sein kann. Jedoch kann auch für diesen Überlappungsbereich der Kolloidkristall verwendet werden, dessen Struktur allerdings so gewählt wird, dass die Ausbreitung der Ultraschallwellen ermöglicht oder sogar unterstützt wird. Dabei kann durch den Kolloidkristall eine akustische Linse gebildet sein, durch welche die Richtcharakteristik des Ultraschallsensors 1 geformt wird. Und zwar kann der Überlappungsbereich des Stoßfängers 27, der in Überlappung mit der Membran 4 angeordnet ist, eine höhere Elastizität (Elastizitätsmodul) als die benachbarten Bereiche aufweisen. Auf diesem Wege kann ein „Wellentrichter” gebildet werden, mittels welchem die Ultraschallwellen in die vorbestimmte Richtung gerichtet und der Öffnungswinkel bzw. die Breite der Hauptkeule der Richtcharakteristik auf einen vorbestimmten Winkel eingestellt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Membran 4 direkt an der Rückseite 28 des Stoßfängers 27 anliegen.
-
Optional kann auch vorgesehen sein, dass eine Koppelplatte 30 verwendet wird, welche einerseits zwischen dem Stoßfänger 27 (bzw. der Klebeschicht 29) und andererseits der Membran 4 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform kann der Stoßfänger 27 aus einem herkömmlichen Material – etwa aus Kunststoff – gebildet sein. Stattdessen kann die Koppelplatte 30 aus dem Kolloidkristall gebildet sein, und zwar derart, dass durch die Koppelplatte 30 die genannte akustische Linse gebildet wird. Die Gestaltung bzw. die Beeinflussung der Richtcharakteristik und der Schallausbreitung übernimmt hier also die Koppelplatte 30, und nicht mehr der Stoßfänger 27. Diese Vorgehensweise ist deshalb vorteilhaft, weil herkömmliche Stoßfänger 27 eingesetzt werden können, und lediglich eine zusätzliche Koppelplatte 30 eingesetzt werden muss.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4238924 A1 [0003]
- DE 102006035607 A1 [0005]
- DE 102005046173 A1 [0006]
