DE202011001757U1

DE202011001757U1 - Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter

Info

Publication number: DE202011001757U1
Application number: DE202011001757U
Authority: DE
Original assignee: Sonotec Dr Zur Horst-Meyer & Muench oHG; Sonotec Dr Zur Horst Meyer & Muench oHG
Current assignee: Sonotec Dr Zur Horst-Meyer & Muench oHG; Sonotec Dr Zur Horst Meyer & Muench oHG
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2021-01-18

Abstract

Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter (1), bestehend aus mehreren Gehäusehälften (2 bzw. 3), auf deren Oberflächen gleichmäßig beabstandete und zweckentsprechend angeordnete Senderkapseln (9 bzw. 10) definierter Auslegung und Anzahl zur allseitigen Abschallung von Ultraschallsignalen angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, dass die Gehäusehälften (2 bzw. 3) mittels eines Form- und Kraftschluss bewirkenden Elementes, das zentral an ihren sich plan aneinander liegenden Grenzflächen vorhanden ist, lösbar miteinander verbunden sind, wobei das Form- und Kraftschluss bewirkende Element gleichzeitig eine elektrische Verbindung zu einer zweiten Gehäusehälfte (2) des Kugeltransmitters (1) erbringt, indem es in eine Steckerbuchse (8) einer ersten Gehäusehälfte (3) einrastbar ist, über welche per flexiblem Kabel (12), das zu einer externen Ansteuer-/Versorgungseinheit (14) führt, elektrische Energie zur Abschallung von Ultraschall über die Senderkapseln (9 bzw. 10) aufnehmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Ultraschall-Kugeltransmitter mit einer definierten Anzahl an seiner Oberfläche angeordneter Sendekapseln zur allseitigen Abstrahlung von Ultraschallsignalen. Der Ultraschall-Kugeltransmitter wird zur Positionierung in geschlossenen Räumen, Behältern, Gehäusen etc. mittels stativartiger Elemente oder an flexiblen Haltemitteln hängend, oder fixiert gehalten.
Zur Überprüfung von geschlossenen Räumen wie z. B. von Tanks, Laderäumen von Schiffen, KfZ-Karosserien oder von Räumen in Gebäuden, um nur einige zu nennen, auf Dichtheit und gegen Wärme-, Flüssigkeits- oder Gasverlust ist es erforderlich, Schwachstellen an Türen, Fenstern, Luken oder Schäden an Gebäuden bzw. an anderen, wie vorgenannten Einrichtungen/Behältnissen, ohne größeren Aufwand sicher zu erkennen.
Klassische Verfahren der Dichtheitsprüfung von z. B. KfZ-Karosserien sind das Einleiten von Rauch in das Innere derselben oder das Beregnen eines vollständig zusammengebauten Kraftfahrzeuges. Bei beiden erfolgt lediglich eine optische Kontrolle, die meist manuell durchgeführt wird und daher nachteiligerweise subjektiv geprägt ist.
Außerdem sind derartige Prüfungen zeitlich und technologisch sehr aufwändig. Es wird daher zunehmend dazu übergegangen, durch Einrichtungen die mit Ultraschall arbeiten, berührungslos und in kurzer Zeit Dichtheitsprüfungen durchzuführen, die aussagefähige Ergebnisse mit gleicher Erkennungssicherheit liefern.
So wird nach DE 196 16 223 C2 eine Dichtigkeitsprüfvorrichtung für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, die mittels eines Ultraschallsenders und eines Ultraschallempfängers auch sehr feine Löcher oder Spalten im KfZ-Inneren ausmacht. Die von einer Empfangseinheit aufgenommenen Ultraschallsignale werden hierbei auf dem Display einer Ausgabeeinheit angezeigt und gleichzeitig mittels eines Tongenerators akustisch wahrgenommen. Über einen angenommenen Referenzwert kann ein Prüfer die Einhaltung oder eine Überschreitung der festgelegten Qualitätsparameter feststellen. Der Ultraschallsensor liegt hier im Fahrzeuginnern auf dem Fahrzeugboden, oder -sitz, sodass eine gleichmäßige Ausbreitung der Ultraschallwellen, nach allen Seiten hin, nur unvorteilhaft erfolgt.
Die Firma Cygnus Instruments Ldt., Großbritannien, beschreibt in einem ihrer Produktangebote einen Ultraschalldetektor zur Überprüfung der Dichtheit von Ladeluken an Schiffen. Der prinzipielle Aufbau kann auch hier darin gesehen werden, dass ein Sender (Transmitter) im Laderaum bzw. über nicht näher beschriebene Behelfskonstruktionen im definierten Abstand vor der Innenwand einer Ladeluke deponiert wird und von außen ein Ultraschallempfänger, in Verbindung mit manuell führbaren Richtmikrophonen, Ultraschallsignale mehr oder weniger gedämpft empfängt. Der Transmitter vermag hierbei nur, gemäß seiner Ausbildung als Halbkugel, am unmittelbaren Ort seiner Anbringung in Schallausbreitungsrichtung gute und verwertbare Ergebnisse zu erbringen, was aber bei der Überprüfung eines ganzen Raumes nicht in jedem Falle ausreicht.
Schließlich soll noch auf einen Luftschalltransmitter zur Leckageortung der Firma SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH, Deutschland, hingewiesen werden, wie er auf einem Produktangebot vom 15. Dezember 2009 dargestellt ist. Dieser besteht im Wesentlichen aus einer Sendekapsel, welche die ausgehenden Signale relativ gerichtet abstrahlt. In weiteren beschreibenden Texten zu diesem Produkt wird zudem auch darauf hingewiesen, dass dieser Transmitter auch in baugleicher Form als Sonde betrieben werden kann, indem die Ansteuereinheit gegen eine Auswerteeinheit, bzw. ein Prüfgerät ersetzt wird.
Nachteil all dieser Lösungen ist die teilweise Verschattung, bzw. Nicht-Beschallung der abzudichtenden, bzw. zu prüfenden Räume. Dadurch werden die empfangenen Prüfwerte z. T. durch die Abnahmen der Schallintensität beim unbewussten Verlassen der Haupt-Schallausbreitungsrichtung an der Empfangseinheit verfälscht, oder sie müssen bei Beachtung des Problems nach Neuausrichtung des Senders wiederholt werden.
Es muss daher nach einer Lösung gesucht werden, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Somit ist es Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung in Form eines, insbesondere mehrteiligen – nach allen Seiten Ultraschall aussendenden – Transmitters vorzuschlagen, der sowohl zentral in einem zu beschallenden Raum positioniert als auch bedarfsweise nur zu einem Teil seiner ursprünglichen Gehäuseausbildung, die der Idealform einer Kugel, bei Teilung Halbkugel nahe kommen kann, auf Flächen auflegbar sein soll, um seine Umgebung entweder im Winkel von 360° oder von 180° mit Ultraschall zu beaufschlagen. Er soll dabei als mehrteilige aber dennoch kompakte Sendeeinheit vorliegen, an deren Oberfläche in gleichmäßigen Abständen voneinander Sendekapseln derart angeordnet sind, dass auch bei einer Trennung von formschlüssig miteinander verbundenen Gehäusehälften bzw. -teilen, der aktiv zu verwendende Teil eine optimale Beschallung eines Prüfraumes ermöglicht. Die Montage bzw. Demontage des mehrteiligen Transmitters soll werkzeuglos erfolgen können.
Die Aufgabe der Erfindung wird wie folgt erfüllt, wobei hinsichtlich der grundlegenden erfinderischen Gedanken auf den Schutzanspruch 1 verwiesen wird.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung erfolgt gemäß der Ansprüche 2 bis 9.
Zur Darlegung der erfinderischen Lösung sind weitere Hinweise erforderlich.
Der mehrteilige Kugeltransmitter besteht, insbesondere aus halbkugelförmig, miteinander kombinierbaren, Gehäusehälften, wobei auch eine andere geometrische Außenform denkbar ist. Die Mehrteiligkeit ist auch insoweit zu verstehen als es möglich sein kann, dass ggf. mehr als zwei Gehäuseteile zu einem Ganzen zusammengefügt werden können und ein Kugeltransmitter in seiner erfindungsgemäßen Ausbildung sowohl als Ultraschall aussendendes als auch als Ultraschall empfangendes Gerät genutzt werden kann. Die Idealform einer Kugel prädestiniert jedoch den Kugeltransmitter dafür, dass er zur Ausbildung eines allseitigen Schallfeldes bestens geeignet ist.
Der Kugeltransmitter besteht erfindungsgemäß aus zwei halbkugelförmigen, kompakten Gehäusehälften – insbesondere aus mechanisch belastbarem Kunststoff –, wobei über deren Oberfläche, gleichmäßig verteilt Senderkapseln für eine Ultraschallemission angeordnet sind, die einen in etwa ebenen äußeren Abschluss zur Oberfläche einer jeweiligen Gehäusehälfte bilden. Die beiden Gehäusehälften liegen an ihren Grenzflächen, die durch Gehäusedeckel zur Aufnahme für eine Steckerbuchse sowie für einen darin einrastbaren Stecker gebildet werden, plan aneinander und werden derart mittels Form- und Kraftschluss gehalten.
Die Gehäusedeckel sind über Schraubverbindungen mit den ihnen zugeordneten Gehäusehälften fest verbunden. Insbesondere dienen die Schraubenköpfe an der einen Gehäusehälfte und die Zylinderkopfsenkungen an der anderen Gehäusehälfte durch formschlüssiges Einrasten ineinander der Ausrichtung der Gehäuseteile. Die Gehäusehälfte, in welcher der einrastbare Stecker integriert ist, besitzt einen in diesem Gehäusekorpus eingelassenen Stativadapter, wodurch der Kugeltransmitter in einem geometrisch beliebig ausgebildeten, Raum möglichst zentral aufgestellt werden kann.
Die elektrische Verbindung zu einer Ansteuer-/Versorgungseinheit erfolgt per Kabel, wobei die Gehäusehälfte, in welche das Kabel führt auch separat als Halbkugeltransmitter genutzt werden kann. Dabei ist vorgesehen, dass in den Stativadapter, oder in die Steckerbuchse ein Halteadapter, zur lokalen Befestigung, einführbar ist.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines zweckmäßigen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Dazu wird auf 1 verwiesen, die eine Schnittdarstellung des mehrteiligen Ultraschall-Kugeltransmitters zeigt.
Der mehrteilige Ultraschall-Kugeltransmitter 1 besteht in vorliegender Ausführung aus zwei symmetrisch aneinander fügbaren Gehäusehälften 2, 3, wobei deren mechanisch form- und kraftschlüssig herstellbare Verbindung mittels eines Klinkensteckers 4 und einer Steckerbuchse 8 realisiert ist. Der Klinkenstecker 4 befindet sich dabei im Gehäusedeckel 6, während die Steckerbuchse 8 mit dem Gehäusedeckel 7 verbunden ist. Die Gehäusedeckel 6 bzw. 7 sind jeweils mittels ringförmig in ihnen angeordneten Verschraubungen 13 an den Gehäusehälften 2 bzw. 3 angebracht. Durch die Verschraubungen 13 des Deckels 6 mittels Stirnsenkung, welche doppelt so tief ist wie die Höhe des Schraubenkopfes, bzw. die Verschraubung des Deckels 7 ohne Senkung wird zudem ein Formschluss generiert, der gewährleistet, dass beide Gehäusehälften 2, 3 erst bei korrekter Ausrichtung zueinander in die definierte Endlage einrasten.
Die insgesamt kugelförmige Ausbildung des Kugeltransmitters 1 zeigt an der Oberfläche der Gehäusehälften 2 bzw. 3 in gleichmäßigen Abständen angeordnete Senderkapseln 9, 10, die eine allseitige Abstrahlung von Ultraschall gewährleisten. Die Versorgung der Gehäusehälfte 2 mit elektrischer Energie erfolgt dabei mittels des, einen mechanischen und elektrischen Kontakt mit der Gehäusehälfte 3 bildenden, Klinkensteckers 4. Die in der Regel als Kugeltransmitter 1 verwendete Einrichtung, kann auch durch deren mittige Trennungsmöglichkeit als Halbkugeltransmitter verwendet werden. In diesem Fall wird in die Steckerbuchse 8 ein Halteadapter 15 (nicht näher dargestellt) eingesetzt, der z. B. durch Saughaftung oder Permanentmagnetismus den lokalen Sitz an entsprechenden Innenflächen von Tanks, Räumen etc. ermöglicht. Die Trennungsmöglichkeit des montierten Ultraschall-Kugeltransmitters 1 wird erleichtert, indem in die plan aufeinanderliegenden Gehäusehälften 2 bzw. 3, d. h. an deren Rändern Ausnehmungen eingebracht sind, die als Griffmulden 5 fungieren.
Die Versorgung des mehrteiligen Ultraschall-Kugeltransmitters 1 mit elektrischer Energie erfolgt per flexiblem Kabel 12, das mit einer externen Ansteuer-/Versorgungseinheit 14 (nicht näher dargestellt) in Wirkverbindung steht.
Die Korpora der Gehäusehälften 2, 3 des Kugeltransmitters 1 bestehen aus einem schlagfesten Kunststoff, insbesondere aus einem Polyamid.
Die Vorteile der Erfindung werden vor allem darin gesehen:

– allseitige Verteilung der Ultraschallsignale durch sphärischen Aufbau, bzw. Anordnung der Sendekapseln
– schnelle, werkzeuglose Montage des mehrteiligen Ultraschall-Kugeltransmitters,
– Nutzbarkeit als Sender oder als Empfänger von Ultraschallsignalen,
– robuste Ausführung der die Senderkapseln tragenden Gehäusehälften

Bezugszeichenliste

1: Kugeltransmitter
2: Gehäusehälfte
3: Gehäusehälfte
4: Klinkenstecker
5: Griffmulde
6: Gehäusedeckel
7: Gehäusedeckel
8: Steckerbuchse
9: Senderkapsel
10: Senderkapsel
11: Stativadapter
12: Kabel
13: Verschraubung
14: Ansteuer-/Versorgungseinheit (nicht näher dargestellt)
15: Halteadapter (nicht näher dargestellt)

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 19616223 C2 [0005]

Claims

Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter (1), bestehend aus mehreren Gehäusehälften (2 bzw. 3), auf deren Oberflächen gleichmäßig beabstandete und zweckentsprechend angeordnete Senderkapseln (9 bzw. 10) definierter Auslegung und Anzahl zur allseitigen Abschallung von Ultraschallsignalen angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, dass die Gehäusehälften (2 bzw. 3) mittels eines Form- und Kraftschluss bewirkenden Elementes, das zentral an ihren sich plan aneinander liegenden Grenzflächen vorhanden ist, lösbar miteinander verbunden sind, wobei das Form- und Kraftschluss bewirkende Element gleichzeitig eine elektrische Verbindung zu einer zweiten Gehäusehälfte (2) des Kugeltransmitters (1) erbringt, indem es in eine Steckerbuchse (8) einer ersten Gehäusehälfte (3) einrastbar ist, über welche per flexiblem Kabel (12), das zu einer externen Ansteuer-/Versorgungseinheit (14) führt, elektrische Energie zur Abschallung von Ultraschall über die Senderkapseln (9 bzw. 10) aufnehmbar ist.
Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Gehäusehälften (2 bzw. 3) an ihren aneinanderliegenden Grenzflächen konisch nach innen verjüngte und in Kreisform vorliegende Griffmulden (5) besitzen.
Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das in die Steckerbuchse (8) der ersten Gehäusehälfte (3) einrastbare Element als ein Klinkenstecker (4) ausgebildet ist.
Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass in die Steckerbuchse (8) der ersten Gehäusehälfte (3) einrastbare Halteadapter (15) zur Saughaftung oder permanentmagnetischen Halterung des Transmitters eingesteckt werden können.
Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter (1) nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass in einer zweiten Gehäusehälfte (2) ein Stativadapter (11) fest eingelassen ist.
Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Korpora der Gehäusehälften (2 bzw. 3), in welche die Senderkapseln (9 bzw. 10) – von außen erkennbar – integriert sind, aus schlagfestem Kunststoff, beispielsweise aus einem Polyamid, bestehen.
Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Steckerbuchse (8) in einem profilierten, inneren und elektrisch isolierten Gehäusedeckel (7) gelagert ist, wobei der Gehäusedeckel (7) mit der ersten Gehäusehälfte (3) verschraubt ist.
Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter (1) nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass der Klinkenstecker (4) in einem Gehäusedeckel (6) der zweiten Gehäusehälfte (2) gelagert ist und der Gehäusedeckel (6) mit der zweiten Gehäusehälfte (2) verschraubt ist.
Mehrteiliger Ultraschall-Kugeltransmitter (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Verschraubungen des Deckels (6) als Stirnsenkungen, welche doppelt so tief sind wie die Höhe der Schraubenköpfe ausgeführt sind, bzw. die Verschraubung des Deckels (7) ohne Senkungen ausgeführt sind, wodurch ein Formschluss generiert wird, der gewährleistet, dass beide Gehäusehälften (2 bzw. 3) erst bei korrekter Ausrichtung zueinander in die definierte Endlage einrasten.