DE10303789A1

DE10303789A1 - Akustischer Signalgeber

Info

Publication number: DE10303789A1
Application number: DE10303789A
Authority: DE
Inventors: Udo Hennel; Jayesh Jayantilal Modi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2003-09-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen akustischen Signalgeber (10) mit einem Gehäuse (12), einer Schallerzeugungseinrichtung (14) und einem im Gehäuse (12) angeordneten Schallweg (16), der mindestens zweimal umgelenkt ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Schallweg (16) nach der zweiten Umlenkung (24) so ausgelegt ist, dass eine Erhöhung des Schalldrucks zumindest in einem definierten Frequenzbereich eintritt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen akustischen Signalgeber nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein bekannter solcher akustischer Signalgeber (GB-2354903B) ist mit einer Piezoplatte ausgerüstet, die, wenn sie erregt wird, Schallwellen in bestimmten Frequenzen aussendet. Die Schallwellen gelangen durch eine der Piezoplatte gegenüberliegende Blende in einen Schallweg, der nach zweimaliger Umlenkung den Schall durch eine Austrittsfläche abgibt. Die Umlenkung innerhalb des Schallweges erfolgt, um die Bauhöhe zu verkleinern. Dennoch ist bei den bekannten Signalgebern die Gesamtbauhöhe sehr hoch.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße akustische Signalgeber hat den Vorteil, dass eine sehr flache Bauhöhe erreicht wird oder bei gleichbleibender Bauhöhe eine deutliche Erhöhung des Schalldrucks stattfindet, was mit einer Erhöhung des Schalldruckpegels einhergeht.
Durch die Merkmale der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen des akustischen Signalgebers nach dem Hauptanspruch möglich. Insbesondere für den Gesamtaufbau und damit auch für die Montage ist es von Vorteil, wenn zur Umlenkung des Schallweges ein Dom vorgesehen ist, der an seinem Außenrand eine Schallformfläche aufweist. Der Dom kann als einfaches Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sein, das über Haltemittel mit dem Gehäuse verbunden ist. In weiterer Ausgestaltung kann dann die Schallformfläche am Dom zusammen mit einer Gehäusewandfläche einen Austrittskanal im Schallweg bilden. Auf diese Weise ist durch lediglich zwei Teile - Dom sowie Gehäuse - ein Schallweg gebildet, entlang dessen die Schallwellen so geformt werden, dass die Erhöhung des Schalldruckpegels in diesem Bereich eintritt.
Eine weitere Erhöhung des Schalldruckpegels kann erzielt werden, wenn der Austrittskanal eine in Schallausbreitungsrichtung exponentiell zunehmende Querschnittsfläche aufweist. Diese Fläche ist im optimalen Fall entlang einer mit dem Schallweg mitlaufenden Koordinate im Wesentlichen gleich dem Produkt aus der Eingangsöffnung des Schallweges, multipliziert mit einem mit der Koordinate x exponentiell steigenden Term, der aus dem Produkt von 4π und der Grenzfrequenz des Signalgebers, geteilt durch die Schallgeschwindigkeit im Signalgeber, berechnet wird. Die Grenzfrequenz des Signalgebers ist die Frequenz, für die der Signalgeber im Wesentlichen ausgelegt ist. Der Aufbau des akustischen Signalgebers kann ferner in seiner Bauhöhe dadurch vermindert werden, dass die elektrischen Komponenten der Schallerzeugungseinrichtung im Gehäuse radial neben dem Schallweg angeordnet sind.

Zeichnungen

In den beiden Figuren ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen akustischen Signalgebers dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen akustischen Signalgeber in Schrägansicht und Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Beschreibung

In den Fig. 1 und 2 ist ein akustischer Signalgeber 10 dargestellt, mit einem Gehäuse 12, einer Schallerzeugungseinrichtung 14 und einem Schallweg 16. Die in der Fig. 2 im Schnitt zu sehenden zwei Arme des Schallwegs 16 sind aufgrund der Kreissymmetrie um die Achse 18 miteinander verbunden, so dass der Schallweg 16 in diesem Bereich kreisringförmige Querschnittsflächen aufweist.
Der Schallweg 16 verläuft in Schallausbreitungsrichtung, ausgehend von einer Blende 20 zu einer ersten Umlenkung 22, weiter über eine zweite Umlenkung 24 zu einer Ausgangsöffnung 26. Nach der zweiten Umlenkung 24 ist der Schallweg 16 so ausgelegt, dass eine Erhöhung des Schalldruckpegels zumindest in einem definierten Frequenzbereich eintritt. Hierzu weist der Schallweg 16 eine in Schallrichtung sich erweiternde Querschnittsfläche A auf.
Zur Umlenkung des Schallweges ist ein Dom 28 vorgesehen, der der Blende 20 gegenüberliegt. Er weist an seiner der Blende 20 zugewandten Seite eine den Schallweg 16 formende Innenfläche 30 auf, die ausgehend von der Blende den Schallweg 16 zu der ersten Umlenkung 22 zwingt. Der Dom 28 ist bis auf verteilt angeordnete Haltestreben 32 rotationssymmetrisch aufgebaut. Die Haltestreben 32 verbinden die Innenfläche 30 des Doms 28 mit dem Gehäuse 12, das in diesem Bereich eine ebenfalls fast rotationssymmetrische, den Schallweg 16 begrenzende Innenfläche 34 aufweist.
An seinem Außenumfang 36 weist der Dom 28 einen Umlenkradius 38 auf, der zusammen mit der diesem Bereich gegenüberliegenden, gehäuseseitigen Innenfläche 34 die zweite Umlenkung 24 bildet. Dem Umlenkradius 38 in Schallausbreitungsrichtung nachgeordnet ist an den Dom 28 eine Schallformfläche 40 angeformt, die zusammen mit der diesem Bereich gegenüberliegenden, gehäuseseitigen Innenfläche 34 einen Austrittskanal 42 bildet, dessen Querschnittsfläche A sich zumindest im Bereich der Schallformfläche 40 in Schallausbreitungsrichtung so vergrößert, dass eine Erhöhung des Schalldruckpegels eintritt.
Dazu weist der Dom 28 im Bereich der Schallformfläche 40 einen Massenkeil 44 auf, an dessen Außenflanke die Schallformfläche 40 gebildet ist.
Die Schallformfläche 40 ist dabei so geformt, dass die Querschnittsfläche A durch den Schallweg 16 vom Bereich des Umlenkradius 38 zur Ausgangsöffnung 26 exponentiell zunimmt. Diese Zunahme gehorcht der Beziehung

wobei A_t die Eingangsöffnung des Schallweges im Bereich des Umlenkradius 38 ist, f_c die Grenzfrequenz ist, für die der akustische Signalgeber ausgebildet ist, c die normale Schallgeschwindigkeit ist und x eine mit dem Schallweg mitlaufende Koordinate darstellt.
Der so gebildete Schallweg führt zu einer Erhöhung des Schalldruckpegels an der Ausgangsöffnung 26 und erhöht damit die Effizienz des Schallgebers.
Wie in Fig. 2 zu sehen ist, weist der Schallgeber 10 eine im Bereich der Blende 20 angeordnete Piezoplatte 40 auf, die über ein Zwischengehäuse 48 in ihrer Lage fixiert und vom Gehäuse 12 insgesamt aufgenommen ist. Der axiale Aufbau vom Zwischengehäuse 48 über den Schallweg 16 einschließlich dem Austrittskanal 42 weist eine Längserstreckung auf, die es ermöglicht, die für die Schallerzeugung notwendigen elektrischen Komponenten 50 im Gehäuse 12 radial neben dem Schallweg anzuordnen, ohne diese axiale Erstreckung zu erhöhen. Das Gehäuse 12 bildet dafür ein Teilgehäuse 52, das teilweise von der die Innenfläche 34 bildenden Gehäusewand 54 begrenzt ist. Damit wird ein sehr kompakter, flacher Aufbau erreicht.

Claims

1. Akustischer Signalgeber mit einem Gehäuse (12), einer Schallerzeugungseinrichtung (14) und einem im Gehäuse (12) angeordneten Schallweg (16), der mindestens zwei mal umgelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallweg (16) nach der zweiten Umlenkung (24) so ausgelegt ist, dass eine Erhöhung des Schalldruckpegels zumindest in einem definierten Frequenzbereich eintritt.

2. Akustischer Signalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass, zur Umlenkung des Schallweges (16) ein Dom (28) vorgesehen ist, der an seinem Außenrand (36) eine Schallformfläche (40) aufweist.

3. Akustischer Signalgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die Schallformfläche (40) am Dom (28) zusammen mit einer Gehäusewandfläche (34) einen Austrittskanal (42) im Schallweg (16) bilden.

4. Akustischer Signalgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittskanal (42) eine in Schallausbreitungsrichtung exponentiell zunehmende Querschnittsfläche (A) aufweist.

5. Akustischer Signalgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass zumindest die Querschnittsfläche (A) des Austrittskanals (42) der Beziehung folgt
A ist im wesentlichen gleich

mit
A_t = Eingangsöffnung des Schallweges
f_c = Grenzfrequenz
c = Schallgeschwindigkeit
x = mit dem Schallweg laufende Koordinate

6. Akustischer Signalgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallerzeugungseinrichtung (14) elektrische Komponenten (50) aufweist, die im Gehäuse (12) radial neben dem Schallweg (16) angeordnet sind.