DE102016200658A1 - Schallwandleranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Schallwandleranordnung - Google Patents

Schallwandleranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Schallwandleranordnung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schallwandleranordnung (100; 100a), mit einer Trägereinrichtung (15) zur Befestigung mehrerer Schallwandlerelemente (10), mit einem einen Innenraum (12) ausbildenden Gehäuse (11) zur Aufnahme der Trägereinrichtung (15), wobei zwischen dem durch eine Innenwand (42) gebildeten Innenquerschnitt des Gehäuses (11) und dem Außenumfang (41) der Trägereinrichtung (15) ein insbesondere umlaufender Spalt (45) ausgebildet ist, wobei die Trägereinrichtung (15) auf der den Schallwandlerelementen (10) abgewandten Seite zumindest mittelbar von einer Abdichtmasse (50) überdeckt ist, und wobei ein Abdichtelement (46) vorgesehen ist, das dazu ausgebildet ist, einen Zutritt der Abdichtmasse (50) über den Spalt (45) in den Innenraum (12) des Gehäuses (11) auf der der Abdichtmasse (50) abgewandten Seite der Trägereinrichtung (15) zu verhindern.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Schallwandleranordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schallwandleranordnung.
  • Aus der DE 10 2013 213 493 A1 der Anmelderin ist eine Schallwandleranordnung bekannt, bei der die Schallwandlerelemente im Bereich einer Stirnseite eines Gehäuses angeordnet sind. Die nebeneinander angeordneten Schallwandlerelemente sind durch Stegelemente aus einem Elastomer im Bereich einer an der Stirnseite des Gehäuses ausgebildeten Öffnung voneinander getrennt. Schallwirksame Flächen der Schallwandlerelemente in Form einer Membran sind jeweils mit einem Piezoelement gekoppelt. Die Membran ist auf der dem Piezoelement abgewandten Seite unter Zwischenlage einer Kleberschicht von einer Schutzfolie überdeckt, wobei die Schutzfolie mit der äußeren Umgebung der Schallwandleranordnung in Verbindung steht. Die Zwischenräume zwischen den Schallwandlerelementen sowie zwischen den Schallwandlerelementen und dem Gehäuse sind von einem Kunststoff ausgefüllt, um eine akustische Entkopplung der einzelnen Schallwandlerelemente sowie eine Abdichtung des Gehäuses zu bewirken. Weiterhin dient auch die angesprochene Schutzfolie der Abdichtung des Gehäuses. Angaben einer Abdichtung des Gehäuses auf der den Schallwandlerelementen abgewandten Rückseite des Gehäuses sind der Schrift nicht entnehmbar.
  • Weiterhin ist es aus der DE 10 2010 062 990 A1 der Anmelderin bekannt, mehrere Schallwandlerelemente nebeneinander auf einer gemeinsamen Befestigungsfläche bzw. einem gemeinsamen Trägerelement anzuordnen. Eine derartige Anordnung ermöglicht es, die Schallwandlerelemente beispielsweise unabhängig von dem Gehäuse in einem separaten Fertigungsschritt mit der Trägereinrichtung zu montieren und die Trägereinrichtung zusammen mit den Schallwandlerelementen in ein wie oben erläutertes Gehäuse einzusetzen.
  • Wesentlich für eine sichere Funktion der Schallwandleranordnung über die Lebensdauer ist es, dass der Innenraum des Gehäuses einer soweit beschriebenen Schallwandleranordnung gegenüber dem Eintritt von Medien, insbesondere von Feuchtigkeit, vollständig, d.h. auch an der Gehäuserückseite, geschützt ist. Wie dies, insbesondere mit Blick auf eine herstellungstechnisch besonders einfache bzw. kostengünstige Art und Weise möglich ist, ist aus den beiden oben genannten Schriften nicht entnehmbar. Auch ist hinsichtlich der Lebensdauer der Schallwandleranordnung eine mit Blick auf Schüttelbeanspruchungen vorteilhafte Anordnung der Elektronikbestandteile erforderlich.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schallwandleranordnung derart auszubilden, dass einerseits eine herstellungstechnisch besonders vorteilhafte Ausbildung erzielbar ist, und dass andererseits die Schallwandleranordnung wirkungsvoll gegenüber dem Eintritt von Medien bzw. Feuchtigkeit in das Gehäuse geschützt ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schallwandleranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 im Wesentlichen dadurch gelöst, dass zwischen einem Innenquerschnitt des Gehäuses und dem Außenquerschnitt einer Trägereinrichtung, auf der die Wandlerelemente angeordnet sind, ein umfangsseitiger Spalt ausgebildet ist, dass die Trägereinrichtung auf der den Schallwandlerelementen abgewandte Seite zumindest mittelbar von einer Abdichtmasse überdeckt ist, und dass ein Abdichtelement vorgesehen ist, das dazu ausgebildet ist, einen Zutritt der Abdichtmasse über den genannten Spalt in den Bereich des Innenraums des Gehäuses zu verhindern, in dem sich die Schallwandlerelemente befinden.
  • Der Erfindung liegt zum einen der Gedanke zugrunde, dass durch einen umlaufenden Spalt zwischen einer Trägereinrichtung, auf der die einzelnen Schallwandlerelemente angeordnet sind, und dem Innenquerschnitt des Gehäuses eine besonders einfache Montage ermöglicht wird, da die Trägereinrichtung bzw. das Gehäuse mit relativ großen Toleranzen herstellbar sind bzw. der Spalt die Montage vereinfacht. Somit kommt es nicht auf die exakte Größe des angesprochenen Spalts an, vielmehr wird durch den Spalt ein problemloses axiales Fügen bzw. Einführen des Trägerelements in den Innenraum des Gehäuses ermöglicht. Darüber hinaus wird auf der den Schallwandlerelementen abgewandten Seite der Trägereinrichtung bzw. der Trägerplatte durch eine Abdichtmasse die Möglichkeit geschaffen, den Innenraum des Gehäuses auf besonders einfache Art und Weise, beispielsweise im Gegensatz zur Verwendung eines Deckels, abzudichten. Eine derartige Abdichtmasse hat insbesondere den Vorteil, dass sie einerseits Spalte ausfüllt bzw. überbrückt, und andererseits im Gegensatz zu mechanischen Verschlusselementen, die ggf. durch separate Befestigungsmittel mit dem Gehäuse verbunden werden, auch besonders einfach mit dem Gehäuse in Wirkverbindung gebracht werden kann. Darüber hinaus ist durch die Verwendung eines Abdichtelements, das dazu ausgebildet ist, einen Zutritt der Abdichtmasse über den Spalt in den Innenraum des Gehäuses zu verhindern sichergestellt, dass die Abdichtmasse lediglich den gehäuserückseitigen Bereich des Gehäuses überdeckt, jedoch nicht den Innenraum des Gehäuses vollständig ausfüllt. Insbesondere werden dadurch Funktionsbeeinträchtigungen der Schallwandlerelemente vermieden, die ansonsten ggf. entstehen würden, wenn die Abdichtmasse in Wirkverbindung mit den Schallwandlerelementen gelangt. Darüber hinaus lässt sich durch das Abdichtelement die Menge der Abdichtmasse begrenzen bzw. minimieren, da die Abdichtmasse lediglich an dem gehäuserückseitigen Bereich angeordnet ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schallwandleranordnung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • In bevorzugter konstruktiver Ausgestaltung des Gehäuses ist dieses zumindest im Wesentlichen hülsen- bzw. topfförmig ausgebildet. Im Zusammenhang mit einer als Trägerplatte ausgebildeten Trägereinrichtung für die Schallwandlerelemente wird es dadurch ermöglicht, über den relativ groß ausgebildeten Öffnungsquerschnitt des Gehäuses die Trägereinrichtung in das Gehäuse axial einzuführen. Somit ergibt sich eine Konstruktion der Schallwandleranordnung, die eine besonders einfache Montage der Trägereinrichtung in dem Gehäuse ermöglicht. Darüber hinaus ist durch die Verwendung einer Trägerplatte als Trägereinrichtung sichergestellt, dass die Schallwandleranordnung in vorteilhafter Art und Weise eine möglichst geringe Bauhöhe aufweist, die beispielsweise eine Gesamthöhe der Schallwandleranordnung mit einer Gesamthöhe von etwa 25mm ermöglicht.
  • Bevorzugt ist die Anordnung der Abdichtmasse derart, dass das Gehäuse mit einem Innenumfang bzw. einer Innenwand die Abdichtmasse umfangsseitig umschließt. Dadurch wird über die gesamte Gusshöhe der Abdichtmasse mit dem Gehäuse eine Abdichtung im Bereich zwischen der Abdichtmasse und dem Gehäuse ermöglicht. Darüber hinaus bildet der Innenumfang des Gehäuses eine Begrenzung für die Vergussmasse bei dem Einführen in das Gehäuse aus.
  • Das in dem Spalt zwischen der Trägereinrichtung (Trägerplatte) und dem Gehäuse angeordnete Abdichtelement kann in unterschiedlicher Art und Weise ausgebildet sein. In einer ersten konstruktiven Auslegung ist es vorgesehen, dass das Abdichtelement als elastisches Dichtelement, insbesondere als Dichtring, ausgebildet ist, das im Spalt angeordnet ist. Die Verwendung eines elastischen Dichtelements bzw. eines Dichtrings ermöglicht es, die von Schallwandleranordnung zu Schallwandleranordnung ggf. unterschiedlich großen Spalte bzw. die unterschiedlich zum Gehäuse angeordneten Trägereinrichtungen mit ein und demselben Dichtelement überbrücken zu können. Hierbei ist es grundsätzlich möglich, das Abdichtelement erst nach der Montage der Trägereinrichtung in dem Gehäuse anzuordnen.
  • Eine besonders sichere bzw. einfache sowie herstellungstechnisch vorteilhafte Montagemöglichkeit für ein derartiges Abdichtelement ergibt sich jedoch im Gegensatz dazu, wenn das Abdichtelement an dem Trägerelement oder an dem Gehäuse befestigt ist. Insbesondere wird dadurch eine eindeutig und sichere Positionierung des Abdichtelementes zur Trägereinrichtung bzw. zum Gehäuse ermöglicht.
  • In alternativer bzw. zusätzlich vorgesehener Ausgestaltung eines Abdichtelements ist dieses als ein in den Innenraum des Gehäuses hineinragender, an der Innenwand des Gehäuses einstückig angeformter Gehäuserand ausgebildet, der auf der der Gehäusewand abgewandten Seite unter Ausbildung eines Axialanschlags für die Trägereinrichtung in bereichsweiser Überdeckung mit dem Trägerelement angeordnet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass an der Innenwand des Gehäuses ein umlaufender Haltevorsprung in Art eines Flansches ausgebildet ist, gegen den die Trägereinrichtung axial anliegt. Durch die bereichsweise Überdeckung mit der Trägereinrichtung wird eine Abdichtung für den Innenraum des Gehäuses ausgebildet.
  • Mit Blick auf das Material der Abdichtmasse ist es darüber hinaus von Vorteil, wenn das Gehäuse als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist. Dadurch wird eine besonders gute Haftung zwischen dem Gehäuse und der Abdichtmasse ermöglicht, wobei das Gehäuse ein geringes Gewicht aufweist und selbst korrosionsunempfindlich ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung betrifft die elektrische Kontaktierung der Schallwandlerelemente. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Trägereinrichtung auf der den Schallwandlerelementen abgewandten Seite ein Steckeranschlusselement zur elektrischen Kontaktierung aufweist, wobei die Vergussmasse das Steckeranschlusselement bereichsweise umschließt. Eine derartige Ausbildung ermöglicht es, das Steckeranschlusselement nicht unmittelbar an dem Gehäuse anzuordnen, sondern in einem Vormontageschritt an der Trägereinrichtung zu befestigen. Damit lässt sich beispielsweise eine Funktionsprüfung der Trägereinrichtung mit den darauf angeordneten Schallwandlerelementen ermöglichen, bevor die Einheit in ein Gehäuse eingesetzt bzw. montiert wird. Darüber hinaus sind dann beispielsweise keine Öffnungen usw. für den Steckeranschluss an der Gehäusewand erforderlich. Weiterhin wird bei einer derartigen konstruktiven Ausbildung durch die Vergussmasse gleichzeitig der Zutritt von Feuchtigkeit über den Außenumfang des Steckeranschlusselements verhindert, da die Abdichtmasse das Steckeranschlusselement an dessen Umfang bereichsweise umschließt.
  • Eine besonders gute Dichtwirkung sowie eine innige Verbindung der Vergussmasse mit dem Steckeranschlusselement wird erzielt, wenn die Vergussmasse und das Steckeranschlusselement aus artgleichem Material, insbesondere aus einem Polymer, bestehen. Weiterhin wird die Abdichtwirkung zwischen dem Gehäuse und der Abdichtmasse maximiert, wenn deren Material artgleich ist, und insbesondere aus einem Polymer, besonders bevorzugt aus Epoxidharz besteht.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung betrifft eine Schallwandleranordnung, bei der einige oder alle Schallwandlerelemente als Senderelemente betrieben werden. Hierzu ist es erforderlich, dass eine derartige Schallwandleranordnung einen Sendeübertrager bzw. einen Trafo aufweist. Vorteilhafterweise ist es dabei vorgesehen, dass dieser Sendeübertrager in dem Steckeranschlusselement integriert angeordnet und mit diesem als Baueinheit von einem Polymer (z.B. Epoxidharz) umspritzt ist. Eine derartige Ausführungsform ermöglicht es insbesondere, die Menge an verwendeter Abdichtmasse für die Rückseite des Gehäuses zu minimieren, da die benötigte Schichtdicke geringer gehalten werden kann, als dies bei einer Anordnung der Fall wäre, bei der der Sendeübertrager beispielsweise auf der den Schallwandlern gegenüberliegenden Seite auf der Trägereinrichtung und nicht im Steckeranschlusselement angeordnet ist (und somit die Bauhöhe der Trägereinrichtung beträchtlich erhöhen würde) und erst im Rahmen der Abdichtung der Rückseite des Gehäuses von dem Material der Abdichtmasse umschlossen werden muss.
  • Eine weitere konstruktiv bevorzugte Ausgestaltung betrifft eine Schallwandleranordnung, bei der die Trägereinrichtung auf der den Schallwandlerelementen abgewandten Seite einen Schaltungsträger (Leiterplatte) mit elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen aufweist, wobei der Schaltungsträger (mit den Bauteilen) von der Abdichtmasse überdeckt ist. Dadurch bildet die Abdichtmasse sowohl einen Schutz gegenüber dem Zutritt von Feuchtigkeit bzw. Medien in den Innenraum des Gehäuses, als auch einen mechanischen und elektrischen Schutz des Schaltungsträgers aus, so dass auf weitere Abdeck- oder Abdichtelemente, wie beispielsweise einen Deckel o.ä. verzichtet werden kann.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Schallwandleranordnung. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zumindest folgende Schritte: In einem ersten Schritt wird eine Trägereinrichtung mit optional daran befestigten Schallwandlerelementen in den Innenraum des Gehäuses bis zu einer (axialen) Sollposition eingeführt. Anschließend erfolgt in einem zweiten Schritt das Dosieren einer Abdichtmasse in das Gehäuse auf der den Schallwandlerelementen abgewandten Seite der Trägereinrichtung, bis der Innenquerschnitt des Gehäuses auf der den Schallwandlerelementen abgewandten Seite vollständig von der Abdichtmasse überdeckt ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
  • Diese zeigt in:
  • 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schallwandleranordnung mit mehreren Schallwandlerelementen,
  • 2 eine vereinfachte Draufsicht auf eine bei der Schallwandleranordnung gemäß der 1 verwendete Trägereinrichtung mit darauf angeordneten Schallwandlerelementen und
  • 3 eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführung der Schallwandleranordnung, ebenfalls in einem Teillängsschnitt.
  • Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • In der 1 ist eine erste erfindungsgemäße Schallwandleranordnung 100 gezeigt, wie sie insbesondere als Bestandteil eines Fahrerassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, insbesondere zur Abstandsmessung und Winkelerkennung von Objekten bei Einparkvorgängen, Verwendung findet. Eine derartige Schallwandleranordnung 100 ist insbesondere im Bereich des vorderen und/oder hinteren Stoßfängers des Kraftfahrzeugs angeordnet. Alternativ kann die Schallwandleranordnung 100 aber auch beispielhaft, und nicht einschränkend, als Bestandteil einer 3-D-Umfeldsensorik, zum Beispiel bei Robotern oder in Flurförderfahrzeugen dienen.
  • Die Schallwandleranordnung 100 weist ein aus Kunststoff bestehendes, insbesondere als Spritzgussteil ausgebildetes Gehäuse 11 auf, das hülsen- bzw. topfförmig ausgebildet ist. Im Innenraum 12 des Gehäuses 11 sind mehrere Schallwandlerelemente 10 angeordnet. Die Schallwandlerelemente 10 sind insbesondere mittels eines elektrischen Leitklebers 13 mit einer als Trägerplatte 14 ausgebildeten Trägereinrichtung 15 auf jeweils derselben Seite der Trägerplatte 14 verbunden. Die Trägerplatte 14 besteht beispielhaft und nicht einschränkend aus einer technischen Keramik, die an der Oberseite sowie der Unterseite und ggf. an Seitenflächen mit einer Metallisierungsschicht 16 überdeckt ist.
  • Die Schallwandlerelemente 10 weisen jeweils ein beispielsweise aus Aluminium bestehendes Trägerelement 18 auf, das im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist. Die in der 1 erkennbaren Seitenschenkel 19 des Trägerelements 18 werden mittels des Leitklebers 13 mit der Trägerplatte 14 (starr) verbunden. Der die beiden Seitenschenkel 19 miteinander verbindende Basisabschnitt bildet eine rechteckförmige, schallwirksame Fläche in Form einer schwingungsfähigen Membran 29 aus. Auf der der Trägerplatte 14 zugewandten Seite der Membran 29 ist mittels eines Leitklebers 28 ein beidseitig nicht dargestellte Metallisierungen aufweisendes Piezoelement 25 befestigt, das mit der Membran 29 in Wirkverbindung angeordnet ist. Die Piezoelemente 25 sind wiederum unter Verwendung von weiterem Leitkleber 24 mit einer gemeinsamen Flexfolie 22 verbunden, die der Weiterleitung der Piezosignale dient.
  • Die Trägerelemente 18 ragen mit den Membranen 29 in eine Öffnung 26 des Gehäuses 11 im Bereich eines radial nach innen ragenden Flansches 27 des Gehäuses 11 hinein und schließen vorzugsweise bündig mit der äußeren Stirnfläche 31 des Flansches 27 bzw. des Gehäuses 11 ab. Darüber hinaus sind die einzelnen Membranen 29 bzw. Piezoelemente 25 der Schallwandlerelemente 10 durch Elastomerelemente 32 voneinander getrennt bzw. akustisch entkoppelt. Die Elastomerelemente 32 haben neben ihrer akustisch entkoppelnden Funktion gleichzeitig auch eine abdichtende Wirkung gegen den Einritt von Medien in den Innenraum 12 des Gehäuses 11.
  • Innerhalb des Innenraums 12 des Gehäuses 11 kann es vorgesehen sein, dass die Zwischenräume zwischen den einzelnen Trägerelementen 18 der Schallwandler 10 von einer Dämpfungsmasse 35 ausgefüllt sind. Bei der Dämpfungsmasse 35 kann es sich beispielsweise um ein Elastomer in Form von Fermasil oder um ein anderes Dämpfungsmaterial mit oder ohne Gaseinschlüsse handeln. Das Zuführen der Dämpfungsmasse 35 erfolgt vorzugsweise nach der Montage der Trägerplatte 14 mit darauf befindlichen Schallwandlerelementen 10 über wenigstens eine im Bereich der Trägerplatte 14 angeordnete Durchgangsbohrung 36.
  • Die den Schallwandlerelementen 10 abgewandte Seite der Trägereinrichtung 15 bzw. der Trägerplatte 14 ist unter Zwischenlage von Leitkleber 37 sowie der Flexfolie 22 zumindest bereichsweise von einem Schaltungsträger 38, insbesondere in Form einer Leiterplatte, überdeckt. Auf dem Schaltungsträger 38 sind beispielsweise elektronische Bauelemente 39, wie ein ASIC, angeordnet. Ferner ist mit dem Schaltungsträger 38 ein insbesondere aus Kunststoff bestehendes Steckeranschlusselement 40 verbunden. Das Steckeranschlusselement 40 dient der elektrischen Kontaktierung der Schallwandleranordnung 100.
  • Wie insbesondere anhand der 2 erkennbar ist, müssen nicht alle Schallwandlerelemente 10 parallel zueinander angeordnet sein. Vielmehr kann es vorgesehen sein, dass auf der eine im Wesentlichen rechteckförmigen Kontur mit gerundeten Eckbereichen aufweisenden Trägerplatte 14 um 90° zueinander angeordnete Schallwandlerelemente 10 angeordnet sind. Auch andere Anordnungen bzw. Winkel der Schallwandlerelemente 10 zueinander sind denkbar. Dabei können die Schallwandlerelemente 10 grundsätzlich entweder als Senderelemente oder als Empfangselemente dienen. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wirken beispielhaft alle Schallwandlerelemente 10 als Empfangselemente.
  • Um den Innenraum 12 des Gehäuses 11 auf der den Schallwandlerelementen 10 abgewandten Seite der Trägereinrichtung 15 gegenüber dem Eintritt von Medien bzw. Feuchtigkeit zu schützen sowie eine vorteilhafte Fixierung bzw. Befestigung der Trägereinrichtung 15 mit darauf angeordneter Elektronik zu ermöglichen, ist die Schallwandleranordnung 100 besonders ausgebildet. Mit Blick auf die 1 wird dabei erläutert, dass zwischen dem Außenumfang 41 der Trägereinrichtung 15 bzw. der Trägerplatte 14 und der Innenwand 42 des Gehäuses 11 ein umlaufender Spalt 45 ausgebildet ist. Im Bereich des Spalts 45 ist auf der den Schallwandlerelementen 10 zugewandten Seite ein Abdichtelement 46 in Form eines Dichtrings 47 angeordnet. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Innenraum 12 des Gehäuses 11 von der den Schallwandlerelementen 10 abgewandten Seite der Trägereinrichtung 15 mit einer Abdichtmasse 50 ausgefüllt ist. Die Abdichtmasse 50 wird von der (offenen) rückseitigen Stirnseite 51 des Gehäuses 11 in den Innenquerschnitt des Gehäuses 11 eingefüllt und füllt den Innenraum des Gehäuses 11 bis in Höhe des Abdichtelements 46 aus. Insbesondere ist anhand der 1 auch erkennbar, dass auch der Schaltungsträger 38 bzw. das elektronische Bauelement 39 vollständig von der Abdichtmasse 50 überdeckt sind. Weiterhin ist erkennbar, dass das Steckeranschlusselement 40 umfangsseitig ebenfalls teilweise von der Abdichtmasse 50 umschlossen ist.
  • Vorzugsweise bestehen das Material der Abdichtmasse 50, das Material des Steckeranschlusselements 40 sowie das Material des Gehäuses 11 aus artgleichem Material, insbesondere aus einem Polymer, vorzugsweise aus Epoxidharz.
  • Zur Montage bzw. zur Herstellung der Schallwandleranordnung 100 wird in einem ersten Schritt die Trägereinrichtung 15 mit ggf. daran befestigten bzw. montierten Schallwandlerelementen 10 und dem Steckeranschlusselement 40 von der Stirnseite 51 in das Gehäuse 11 bis in eine axiale End- bzw. Sollposition eingeführt. Anschließend wird in einem zweiten Schritt die vor deren Aushärtung als Vergußmasse ausgebildete Abdichtmasse 50 von der Stirnseite 51 mittels einer geeigneten Dosiereinrichtung (zum Beispiel in Form eines Schrauben- oder Jetdispensers) her in das Gehäuse 11 eingegeben bzw. eindosiert, bis die Abdichtmasse 50 den Innenquerschnitt des Gehäuses 11 im Bereich der Stirnseite 51 ausfüllt. Dabei bewirkt das Abdichtelement 46, dass die Abdichtmasse 50 nicht bis in den Bereich der Schallwandlerelemente 10 gelangt.
  • Die in der 3 dargestellte Schallwandleranordnung 100a unterscheidet sich von der Schallwandleranordnung 100 im Wesentlichen durch zwei Merkmale: Zum einen weist das Gehäuse 11a einen als Axialanschlag wirkenden, von der Innenwand 42 des Gehäuses 11a radial nach innen ragenden, flanschartigen Gehäuserand 55 auf, gegen den die Trägereinrichtung 15 bzw. die Trägerplatte 14 axial anliegt. Dabei ist der Gehäuserand 55 in teilweiser Überdeckung mit der Trägerplatte 14 bzw. der Trägereinrichtung 15 angeordnet. Durch die axiale Anlage der Trägerplatte 14 wirkt der Gehäuserand 55 gleichzeitig als Abdichtelement 46. Darüber hinaus sind zumindest einige der Schallwandlerelemente 10 für den Sendebetrieb ausgestattet bzw. eingerichtet. Hierzu weist das Steckeranschlusselement 40a einen Sendeübertrager 60 in Form eines Trafos auf, der integral in dem Steckeranschlusselement 40a angeordnet und von dem Material des Steckeranschlusselements 40a umgeben ist. Insbesondere ist erkennbar, dass der Sendeübertrager 60 auf der der Trägereinrichtung 15 abgewandten Seite über das Material der Abdichtmasse 50 hinausragt. Zur Befestigung des Steckeranschlusselements 40a auf dem Schaltungsträger 38 weist das Steckeranschlusselement 40a einstückig an diesem angeformte Pins 61 auf, die in entsprechende Öffnungen des Schaltungsträgers 38 eingreifen.
  • Darüber hinaus weist das Gehäuse 11a einen nach außen ragenden Flansch 65 auf, an dem ggf. ein vorzugsweise aus einem Elastomer bestehender Einbauring 66 axial anliegt. Der Flansch 65 sowie der ggf. vorgesehene Einbauring 66 dienen dem Einbau bzw. der Integration der Schallwandleranordnung 100a in einem Fahrzeug bzw. einem Einbauort.
  • Die soweit beschriebene Schallwandleranordnung 100, 100a und/oder deren Herstellung kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass zunächst die Schallwandlerelemente 10 (insbesondere mit bereits ausgebildeten Elastomerelementen 32) ohne Trägereinrichtung 15 in das Gehäuse 11 bis in ihre axiale Endposition gebracht werden. Anschließend erfolgt das Einbringen der Trägereinrichtung 15 und Befestigung derselben über den Leitkleber 13. Zuletzt erfolgt ggf. das Einbringen der Dämpfungsmasse 35 in das Gehäuse 11 sowie das Ausgießen der Stirnseite 51 des Gehäuses 11 mit der Abdichtmasse 50.
  • 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 102013213493 A1 [0002]
    • DE 102010062990 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Schallwandleranordnung (100; 100a), mit einer Trägereinrichtung (15) zur Befestigung mehrerer Schallwandlerelemente (10), mit einem einen Innenraum (12) aufweisenden Gehäuse (11) zur Aufnahme der Trägereinrichtung (15), wobei zwischen dem durch eine Innenwand (42) gebildeten Innenquerschnitt des Gehäuses (11) und einem Außenumfang (41) der Trägereinrichtung (15) ein insbesondere umlaufender Spalt (45) ausgebildet ist, wobei die Trägereinrichtung (15) auf der den Schallwandlerelementen (10) abgewandten Seite zumindest mittelbar von einer Abdichtmasse (50) überdeckt ist, und wobei ein Abdichtelement (46) vorgesehen ist, das dazu ausgebildet ist, einen Zutritt der Abdichtmasse (50) über den Spalt (45) in den Innenraum (12) des Gehäuses (11) auf der der Abdichtmasse (50) abgewandten Seite der Trägereinrichtung (15) zu verhindern.
  2. Schallwandleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) zumindest im Wesentlichen hülsen- oder topfförmig ausgebildet ist, und dass die Trägereinrichtung (15) als Trägerplatte (14) ausgebildet ist.
  3. Schallwandleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) mit der Innenwand (42) die Abdichtmasse (50) umgibt.
  4. Schallwandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement (46) als elastisches Dichtelement, insbesondere als Dichtring (47), ausgebildet ist, das im Spalt (45) angeordnet ist.
  5. Schallwandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement (46) an der Trägereinrichtung (15) oder dem Gehäuse (11) befestigt ist.
  6. Schallwandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement (46) als in den Innenraum (12) ragender, an der Innenwand (42) des Gehäuses (11) einstückig angeformter Gehäuserand (55) ausgebildet ist, der unter Ausbildung eines Axialanschlags für die Trägereinrichtung (15) in bereichsweiser Überdeckung mit der Trägereinrichtung (15) angeordnet ist.
  7. Schallwandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) als Kunststoffspritzgußteil ausgebildet ist.
  8. Schallwandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (15) auf der den Schallwandlerelementen (10) abgewandten Seite ein Steckeranschlusselement (40; 40a) zur elektrischen Kontaktierung aufweist, und dass die Abdichtmasse (50) das Steckerdanschlusselement (40; 40a) bereichsweise umgibt.
  9. Schallwandleranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtmasse (50) und das Steckeranschlusselement (40; 40a) aus artgleichem Material, insbesondere aus einem Polymer, bestehen.
  10. Schallwandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) und die Abdichtmasse (50) aus artgleichem Material, insbesondere aus einem Polymer, besonders bevorzugt aus Epoxidharz, bestehen.
  11. Schallwandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (15) auf der den Schallwandlerelementen (10) abgewandten Seite einen Schaltungsträger (38) mit elektrischen Bauteilen (39) aufweist, und dass zumindest der Schaltungsträger (38) von der Abdichtmasse (50) überdeckt ist.
  12. Schallwandleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese Bestandteil eines Assistenzsystems oder eines Steuerungs- oder Regelsystems ist.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Schallwandleranordnung (100; 100a), die nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist, umfassend zumindest folgende Schritte: – Einführen der Trägereinrichtung (15) mit ggf. daran befestigten Schallwandlerelementen (10) in den Innenraum (12) des Gehäuses (11) bis zu einer Sollposition – Dosieren der Abdichtmasse (50) in das Gehäuse (11) von der den Schallwandlern (10) abgewandten Seite der Trägereinrichtung (15), bis der Innenquerschnitt des Gehäuses (11) auf der den Schallwandlerelementen (10) abgewandten Seite vorzugsweise vollständig von der Abdichtmasse (50) überdeckt ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf der den Schallwandlerelementen (10) abgewandten Seite der Trägereinrichtung (15) angeordnetes Steckeranschlusselement (40; 40a) beim Dosieren der Abdichtmasse (50) von der Abdichtmasse (50) bereichsweise umschlossen wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Schallwandlerelemente (10) in den Innenraum (12) des Gehäuses (11) eingeführt werden, dass anschließend die Trägereinrichtung (15) unter Ausbildung einer Verbindung mit den Schallwandlerelementen (10) in den Innenraum (12) des Gehäuses (11) eingeführt wird, und dass zuletzt die Abdichtmasse (50) dosiert wird.
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