DE3812182A1

DE3812182A1 - Wandler, insbesondere ultraschallwandler fuer ein in ein kraftfahrzeug eingebautes entfernungsmessgeraet

Info

Publication number: DE3812182A1
Application number: DE3812182A
Authority: DE
Inventors: Helmut Doerr; Friedrich Nipken
Original assignee: SWF Auto Electric GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1989-10-26
Anticipated expiration: 2008-04-14
Also published as: DE3812182C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wandler, insbesondere einen Ultraschallwandler für ein in ein Kraftfahrzeug eingebautes Entfernungsmeßgerät gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

In der DE-OS 34 41 684 ist ein Ultraschallwandler dargestellt und beschrieben, der ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse aufweist, das in eine Öffnung eines Trägers, nämlich einer Stoßstange eingesetzt ist, wobei die in Abstrahlrichtung vordere Stirnfläche des Gehäuses nicht wesentlich über die vordere Stirnfläche der Stoßstange hervorsteht, so daß keine Gefahr einer Beschädigung dieses Wandlers besteht. In dieser Vorveröffentlichung ist jedoch nicht näher gezeigt, wie dieses Gehäuse an dem Träger befestigt ist. Aus der EU-PS 00 48 958 ist eine Ausführung bekannt, bei der von der Bodenfläche des Gehäuses, also der in Abstrahlrichtung hinteren Gehäuseseite koaxial ein Befestigungszapfen ausgeht, der eine Bohrung in einem Träger durchdringt und auf der Gegenseite dieses Trägers über Anschlagschultern anliegt. Bei einer solchen Ausführung liegt also der gesamte Wandler sichtbar vor der Trägerwand. Ein solcher Einbau ist jedenfalls bei Kraftfahrzeugen aus stilistischen Gründen, aber auch wegen der Gefahr von Beschädigungen des Wandlers nicht zweckmäßig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wandler dieser Art derart auszugestalten, daß er betriebssicher an seinem Träger fixiert werden kann, wobei die Montage und Demontage möglichst einfach sein soll. Dabei soll darauf geachtet werden, daß der Wandler an seinem Träger derart festlegbar ist, daß er möglichst alle Anforderungen in optimaler Weise erfüllt. Dies gilt insbesondere für die Strahlrichtung, die so gewählt werden muß, daß in einem gewünschten Bereich Hindernisse einwandfrei detektiert werden, daß aber andererseits eine Auswertung unbeachtlicher Signale, beispielsweise von Bodenechos unterbleibt. Schließlich soll der Wandler auch so angeordnet werden, daß die signalgebende Membranfläche ohne großen Aufwand weitgehend schmutzfrei gehalten werden kann.

Zur Lösung derartiger Probleme wird ein Wandler vorgeschlagen, bei dem das Gehäuse einen Flansch zur Anlage auf einer Stirnseite des Trägers aufweist und bei dem am Gehäuse wenigstens ein Halteelement für ein sich auf der Gegenseite des Trägers federnd abstützendes Befestigungselement vorgesehen ist. Der Wandler ist damit - wie an sich aus der DE-OS 34 41 684 bekannt - geschützt angeordnet, wenn man beispielsweise als Träger die Stoßstange eines Kraftfahrzeuges verwendet. Durch das sich auf der Gegenseite des Trägers federnd abstützende Befestigungselement können unterschiedlich starke Wandstärken des Trägers ausgeglichen werden, so daß eine formstabile Verbindung auch nach längerer Betriebszeit gegeben ist. Die Verwendung eines federnden, toleranzausgleichend wirkenden Befestigungselementes ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Wandler im gekrümmten Bereich einer Stoßstange eingebaut wird, weil dort oft keine exakt definierten, ebenen Anlageflächen an der Stoßstange gegeben sind.

Bei einer ersten Ausführung wird dabei als Befestigungselement eine Federklammer verwendet, die radial zum Gehäuse verschiebbar ist und sich mit einem Endbereich in der Montagestellung federnd auf der Gegenseite des Trägers abstützt. Die Trägerwand ist damit gewissermaßen zwischen dem Auflageflansch und dieser Federklammer eingeklemmt. Diese Federklammer muß natürlich so ausgebildet sein, daß sie leicht zugänglich ist, sich schnell aus einer Ruhestellung in die Montage- oder Arbeitstellung bringen läßt, daß sie in dieser Montagestellung betriebssicher verrastet ist und daß sie eine ausreichende Haltekraft aufbringt. Diese Anforderungen erfüllt eine Federklammer, die gemäß den Merkmalen der Ansprüche 3 bis 8 ausgebildet ist.

Bei einer bevorzugten Auführung wird nur eine derartige Federklammer verwendet, die am Gehäuse des Wandlers verschiebbar geführt ist, während auf der diametral gegenüberliegenden Seite eine Nut zur Aufnahme der Trägerwand dadurch gebildet wird, daß im Abstand zu dem Flansch abschnittsweise ein Haltesteg an das Gehäuse angeformt ist. Bei einer solchen Ausführung wird also das Gehäuse schräg in die Öffnung des Trägers eingeführt derart, daß die Nut gewissermaßen über den Trägeröffnungsrand gestülpt wird. Dann wird das Gehäuse gekippt, bis der diametral gegenüberliegende Bereich des Anlageflansches an der Stirnseite des Gehäuses anliegt, und dann wird von der Rückseite her die Haltefeder radial verschoben, bis sie sich an der Gegenseite des Trägers abstützt.

Bei einer solchen Ausführung muß die Öffnung im Träger zwangsläufig größer sein als der Durchmesser des zylindrischen Wandlergehäuses. Dies ist meist bei der Anordnung von Wandlern im mittleren Bereich einer Stoßstange ohne weiteres möglich. Insbesondere in den Eckbereichen ist man allerdings bestrebt, die Öffnung im Träger möglichst klein zu halten. Insbesondere für diese Anwendungsfälle wird eine Ausbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 vorgeschlagen, bei der das Gehäuse in der Mantelfläche einen verzahnten Abschnitt als Halteelement für einen mit einer Innenverzahnung versehenen, auf das Gehäuse aufrastbaren Befestigungsring aufweist, wobei zwischen diesem Befestigungsring und der Trägergegenseite eine das Gehäuse umgebende Druckfeder festgelegt ist. Bei einer solchen Ausbildung sind also keine aus der Gehäusemantelfläche vorstehenden Teile erforderlich, und eine vorzugsweise als Spiralfeder ausgebildete Druckfeder kann sich optimal auch an eine gerundete Anlagekontur anpassen. Auch bei dieser Ausführung wird man auf eine einfache Montage und Demontage achten und daher die Druckfeder und den Befestigungsring zu einer vormontierten, als Befestigungselement dienenden Baueinheit zusammenfassen. Außerdem wird man auf eine kostengünstige Herstellung der verwendeten Teile ohne Beeinträchtigung der Funktionssicherheit achten. Dies wird mit den Merkmalen der Anprüche 13 bis 16 erreicht.

Ein derartiger Ultraschallwandler muß in einer Stoßstange eines Kraftfahrzeuges so angeordnet werden, daß er Hindernisse, beispielsweise in einem Entfernungsbereich zwischen 20 cm und 1,50 m, einwandfrei detektiert, aber keine falschen Signale etwa aufgrund von Bodenechos auswertet. Der vertikale Empfangsbereich des als Sender und Empfänger dienenden Wandlers muß also in geeigneter Weise festgelegt werden. In der schon erwähnten EU-PS 00 48 958 ist aus diesem Grund eine von der Mantelfläche in Schallabstrahlungsrichtung vorstehende Lippe zur Ausblendung von Bodenechos vorgesehen. Eine solche vorstehende Lippe oder Blende ist aber einer erheblichen Beschädigungsgefahr ausgesetzt, insbesondere wenn man berücksichtigt, daß Fahrzeuge oft in einer Waschstraße mit rotierenden Bürsten gereinigt werden, die vorstehende Teile leicht abreißen.

Der vertikale Empfangsbereich muß außerdem so festgelegt werden, daß Echos von Laderampen einwandfrei erkannt werden. Diese Laderampen sind oft freitragend in einem solchen Abstand von der Fahrbahn angeordnet, daß sie vom Fahrer eines Personenkraftwagens durch die Rückscheibe hin nicht erkennbar sind. Sie liegen aber andererseits auch höher als die Stoßstangen, in denen diese Ultraschallwandler aufgenommen sind.

Diesen geschilderten Anforderungen wird man in optimaler Weise gerecht, wenn man den Wandler derart in der Stoßstange des Kraftfahrzeuges fixiert, daß die Abstrahlrichtung mit der Horizontalen einen Winkel von vorzugsweise 20° derart einschließt, daß das abgestrahlte Signal von der Fahrbahn wegzeigt. Damit werden nämlich Bodenechos zuverlässig ausgeblendet, andererseits aber oberhalb der durch den Wandler gelegten Horizontalebene gelegene Hindernisse einwandfrei erkannt.

Bei einer solchen geneigten Anordnung eines Wandlers in der Öffnung eines im wesentlichen vertikal ausgerichteten Trägers besteht nun das Problem, daß die Schallabstrahlfläche des Wandlers geneigt zur Trägerwand ausgerichtet ist und daher bei einer nicht sachgerechten Konstruktion durch den Träger reflektierte Signale ausgelöst werden könnten, die zu falschen Meßergebnissen führen. Zur Lösung dieser Probleme wird das Wandlergehäuse in der Symmetrieachse eines im wesentlichen kegelförmigen Trichters angeordnet, wobei die Grundfläche dieses Trichters zur Symmetrieachse in einem Winkel ungleich 90° ausgerichtet ist. Bei einer solchen Ausführung ist dann nämlich die Hauptabstrahlrichtung gegenüber der Horizontalen geneigt, wenn die Grundfläche des kegelförmigen Trichters vertikal ausgerichtet ist. Wenn der Öffnungswinkel des Trichters im Bereich von 90° liegt, sind ungünstige Reflexionen an dieser Trichterfläche nicht zu befürchten. Der Öffnungswinkel ist außerdem so groß, daß bei den üblichen Abmessungen Schmutz auf der aktiven Wandlerfläche leicht auch in automatischen Waschstraßen entfernt wird. Das gilt insbesondere dann, wenn man den Wandler derart im Trichter anordnet, daß, in einem Längsmittelschnitt gesehen, die Schnittlinie der Grundfläche, eine Mantelfläche des Trichters und die Schnittlinie der in Abstrahlrichtung vorderen Stirnfläche des Gehäuses sich wenigstens annähernd in einem Punkt schneiden. Zur Fahrbahnebene hin sind also bei dieser Ausführung keinerlei Blenden zur Abschattung der Wandlersignale oder der Bodenechos vorhanden. Dies hat aber keinen nachteiligen Einfluß, weil aufgrund der aufwärts geneigten Hauptstrahlrichtung die vom Boden möglicherweise reflektierten Signale derart gedämpft sind, daß sie vom Wandler nicht mehr ausgewertet werden.

Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß für die geneigte Anordnung des Wandlers in der Stoßstange eines Fahrzeuges bzw. die damit zusammenhängende spezielle Ausbildung des Trichters für den Wandler selbständiger Schutz beansprucht wird, weil eine solche Ausbildung auch dann mit Vorteil anwendbar ist, wenn der Wandler nicht über federnde Befestigungselemente, sondern beispielsweise über Schraub- oder Klebverbindungen an der Stoßstange gehalten ist.

Die Erfindung und deren vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 die Rückansicht auf einen Wandler gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine zugehörige Seitenansicht,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 eine Ansicht auf eine Federklammer,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Schnittlinie VII-VII,

Fig. 8 eine Seitenansicht auf die Federklammer,

Fig. 9 eine Ansicht auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2,

Fig. 10 einen Befestigungsring für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 9 teilweise im Schnitt,

Fig. 11 eine Seitenansicht des Befestigungsringes und

Fig. 12 eine Stirnansicht des Befestigungsringes.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Stoßstange bezeichnet, die als Träger für ein insgesamt mit 11 bezeichneten Ultraschallwandler dient. Dieser Ultraschallwandler 11 gehört zu einem in ein Kraftfahrzeug eingebauten Entfernungsmeßgerät, das einen Fahrer vor der Gefahr eines Zusammenstoßes mit einem Hindernis warnen soll. Dieser Wandler 11 hat ein zylindrisches Gehäuse 12, in dem ein piezoelektrischer Keramikkörper 13 angeordnet ist, der auf einer Membran 14 sitzt, die mit der vorderen Stirnfläche VS des Wandlers 11 bündig abschließt. Die Abstrahlrichtung dieses Wandlers 11 ist in Fig. 1 mit A bezeichnet.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 sitzt der Wandler 11 in einem insgesamt mit 25 bezeichneten Trichter, der an seinem Außenumfang in einen Flansch 15 übergeht. Mit diesem Flansch 15 liegt der Wandler an der Stirnseite 16 des Trägers 10 an. Fig. 1 zeigt weiter, daß der Wandler 11 in eine Öffnung 17 im Träger 10 eingesetzt ist und am Träger 10 über ein Befestigungselement 30 gehalten ist, das auf der Gegenseite 18 des Trägers 10 federnd abgestützt ist. Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist dieses Befestigungselement 30 als Federklammer ausgebildet, die an einem Halteelement 31 am Gehäuse 11 bzw. dem Trichter 25 abgestützt ist. Das Halteelement 31 ist als Führungsbock ausgebildet, der eine Verschiebung der Federklammer 30 in radialer Richtung relativ zum Gehäuse 12 zuläßt.

Die genaue Konstruktion des Führungsbocks 31 und der daran gehaltenen Federklammer 30 geht aus den Fig. 3 bis 8 hervor, die im folgenden näher erläutert werden. Die Federklammer 30 weist zwei im Abstand zueinander und parallel zueinander ausgerichtete Führungslappen 32 auf, die über einen vergleichsweise dünnen Steg 33 miteinander verbunden sind. Von diesem Steg 33 steht mittig zwischen den beiden Führungslappen 32 ein Verriegelungslappen 34 ab. Am freien Stirnende hat dieser Verriegelungslappen 34 einen abgewinkelten Ansatz 35 und nahe diesem Ansatz 35 eine Aussparung 36 zum Einfädeln eines hakenartigen Werkzeuges. Auf der den Führungslappen 32 gegenüberliegenden Seite sind zwei Halteschultern 37 abgewinkelt, über die sich die Federklammer 30 federnd an der Gegenseite 18 des Trägers 10 abstützt. Dem Verriegelungslappen 34 gegenüber und damit mittig zwischen den beiden Halteschultern 37 steht von dem Steg 33 ein Anschlag 38 ab, der zum Ansatz eines Montagewerkzeuges dienen soll. Die Länge dieses Anschlages 38 ist geringer als die Länge der Halteschultern 37, und es ist davon auszugehen, daß dieser Anschlag 38 folglich nicht auf der Gegenseite 18 des Trägers 10 anliegt. Diese nun im einzelnen beschriebene Federklammer ist einstückig aus einer Metallplatine ausgestanzt, wobei ein Material verwendet wird, das eine ausreichende Stabilität, aber dennoch auch eine den Erfordernissen entsprechende Elastizität aufweist. Diese Federklammer 30 ist an dem als Halteelement dienenden Führungsbock 31 verschiebbar festgelegt. Dazu hat dieser Führungsbock 31 zwei Führungsnuten 40, in denen die Führungslappen 32 geführt sind. Zwischen diesen beiden Führungsnuten 40 hat der Führungsbock 31 einen im Querschnitt dachförmigen Anschlag 41 mit in Verschieberichtung der Federklammer 30 geneigten Wandteilen 42 und 43, wobei im Bereich der Dachspitze eine Quernut 44 ausgebildet ist. Weiter ist mittig zwischen den beiden Führungsnuten 40 eine Längsnut 45 in diesen Anschlag 41 eingearbeitet. Insgesamt wird mit diesen Merkmalen im einzelnen folgendes erreicht:

Die Federklammer 30 ist in einer sogenannten Vormontagestellung betriebssicher mit dem Wandler verbunden. Die beiden Führungslappen 32 der Federklammer 30 werden dazu in Pfeilrichtung P in die Führungsnuten 40 des Führungsbocks 31 eingeführt. Der zwischen den Führungslappen angeordnete Verriegelungslappen 34 fährt dabei mit seinem Ansatz 35 entlang der dachförmigen Wandteile 42, bis dieser Ansatz 35 in die Quernut 44 einrastet. Mit einem in die Aussparung 36 eingreifenden hakenartigen Werkzeug wird dann der Verriegelungslappen 34 quer zur Verschieberichtung angehoben und gleichzeitig die Federklammer weiter in Richtung P gezogen, so daß der Ansatz 35 dann auf dem Wandteil 43 aufliegt. Aufgrund der federnden Vorspannung des Verriegelungslappens 34 ist die Federklammer 30 rüttelsicher am Gehäuse in der somit erreichten Vormontagestellung fixiert. Wesentlich in diesem Zusammenahng ist, daß der Verriegelungslappen eine ausreichende Elastizität quer zur Verschieberichtung aufweist, was durch die Dimensionierung des Steges 33 erreicht wird. Die ausreichend formstabile Verbindung zwischen der Federklammer 30 und dem Führungsbock 31 ergibt sich auch dadurch, daß aufgrund der Elastizität des Verriegelungslappens 34 in Verbindung mit der Neigung des Wandteils 43 die Federklammer 30 in Pfeilrichtung P vorgespannt ist, jedoch diese Bewegungsrichtung dadurch schließlich gehemmt wird, daß der Quersteg 33 an Stirnflächen 39 am Führungsbock anschlägt. Die Längsnut 45 sitzt wie die Aussparung 34 mittig zwischen den beiden Führungslappen 32, so daß ein hakenartiges Werkzeug ohne Schwierigkeiten in die Aussparung 36 eingreifen kann.

Ein mit einem solchen Befestigungselement ausgerüsteter Wandler wird wie folgt in dem Träger bzw. der Stoßstange 10 verankert. Zunächst wird der Wandler im wesentlichen entgegen der Abstrahlrichtung A in die Öffnung 17 im Träger eingeführt. Dabei wird darauf geachtet, daß ein Abschnitt 19 der Trägerwand in eine Nut 20 eingreift, die zwischen dem Flansch 15 und einem Steg 21 gebildet ist, der im Abstand zu diesem Flansch 15 einstückig an das Gehäuse 12 angeformt ist. Nach dem Einfädeln des Wandabschnittes 19 in diese Nut 20 wird durch eine leichte Kippbewegung in Uhrzeigerrichtung der Flansch 15 auf der diametral gegenüberliegenden Seite ebenfalls an die Stirnseite 16 des Trägers angedrückt. Dann wird mit einem nicht näher dargestellten Werkzeug, beispielsweise einem Schraubendreher durch Druck auf den Anschlag 38 die Federklammer 30 aus der zuvor beschriebenen Vormontagestellung in die eigentliche Montagestellung radial verschoben, in der dann der Ansatz 35 am Verriegelungslappen 34 in der Quernut 44 liegt. Bei dieser radialen Verschiebebewegung der Federklammer 30 laufen die Halteschultern 37 auf die Gegenseite 18 des Trägers 10 auf und stützen sich federnd daran ab. Unterschiedliche Wandstärken des Trägers werden durch die Federwirkung dieses Befestigungselementes ausgeglichen und haben keinerlei Einfluß auf die Stabilität der Verankerung des Wandlers in diesem Träger. Bei dieser Ausführung wird also das Gehäuse einseitig durch ein gewisses Verklemmen der Trägerwand in der Nut 20 und auf der diametral gegenüberliegenden Seite durch ein im wesentlichen in Montagerichtung federnd wirkendes Befestigungselement fixiert. Die Anordnung dieses radial verschiebbaren Befestigungselementes ist möglich, weil das Gehäuse 12 auf der einen Seite trichterförmig erweitert ist, wie das Fig. 1 zeigt. Auf der anderen Seite würde die Anbringung einer solchen Federklammer Schwierigkeiten bereiten, weil dort das Gehäuse 12 des Wandlers am Rand der Öffnung im Träger 10 angeordnet ist. Die Anordnung der Federklammer längs der Trichterrückfläche 26 ist auch vorteilhaft, weil man in diesen Bereich ohne Schwierigkeit mit einem Montagewerkzeug gelangen kann, das am Anschlag 38 in Pfeilrichtung W in Fig. 1 angesetzt wird.

In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem das Wandlergehäuse nicht trichterförmig erweitert ist und somit Schwierigkeiten bestehen würden, eine nach Fig. 1 radial verschiebbare Federklammer zu verwenden. Bei dieser Ausführung ist die Öffnung 17 im Träger 10 dem Gehäusedurchmesser eng angepaßt, was aus Fig. 2 und auch aus Fig. 9 erkennbar ist. Im Abstand vom Flansch 15 hat das Gehäuse 12 in seiner Mantelfläche einen verzahnten Abschnitt 50, der bei dieser Ausführungsform als Halteelement dient. Auf diesen verzahnten Abschnitt 50 ist nämlich ein Befestigungsring 51 aufrastbar, der vergrößert in Fig. 10 dargestellt ist. Dieser Befestigungsring 51 ist mit einer Innenverzahnung 52 versehen, wobei im Bereich dieser Innenverzahnung 52 der Befestigungsring 51 am Umfang verteilt Längsschlitze 53 aufweist, die eine gewisse radiale Flexibilität ermöglichen derart, daß der Befestigungsring 51 ohne großen Kraftaufwand auf den verzahnten Abschnitt 50 an der Mantelfläche des Gehäuses 12 aufrastbar ist. Der Befestigungsring 51 hat außerdem einen Gewindeabschnitt 54, der so ausgebildet ist, daß eine Druckfeder 55 auf diesen Gewindeabschnitt 54 aufschraubbar ist. Auf diese Weise ergibt sich eine formstabile vormontierte Baueinheit zwischen dem Befestigungsring 51 und dieser Druckfeder 55, die in der Montagestellung das Gehäuse 12 des Wandlers 11 umgibt, was aus Fig. 9 erkennbar ist. Der Befestigungsring ist aus Kunststoff mit einer solchen Elastizität, daß möglicherweise die ineinandergreifenden Zähne am Befestigungsring und dem Wandlergehäuse keinen ausreichenden Halt sicherstellen. Um einer Materialermüdung vorzubeugen, ist deshalb um den Befestigungsring 51 im radial elastischen Bereich, also im Bereich der Längsschlitze 53 in einer Ringnut 60 ein Spannring 61 festgelegt, der in Fig. 10 auch angedeutet ist. Bei dieser Ausführung stützt sich die Druckfeder 55 auf der Gegenseite 18 des Trägers ab, was Fig. 2 zeigt. Auch bei dieser Ausführung liegt also ein Flansch 15 auf der Stirnseite 16 eines Trägers 10, und das Gehäuse hat ein Halteelement, nämlich den verzahnten Abschnitt 50 für ein insgesamt mit 70 bezeichnetes Befestigungselement, nämlich der vormontierten Baueinheit bestehend aus Befestigungsring 51 und der Druckfeder 55. Die Montage erfolgt in einfacher Weise dergestalt, daß der Wandler 11 von der Stirnseite her in die Öffnung 17 am Träger 10 eingeführt und von der Gegenseite her die vormontierte Baueinheit aus Druckfeder 55 und Befestigungsring 51 auf das Gehäuse 12 aufgeschoben wird. Zur Demontage benötigt man ein Werkzeug mit einer keilförmigen Ringkante, die zwischen den Innenrand 65 des Befestigungsringes 51 und die Mantelfläche des Gehäuses 12 eingeschoben wird, wodurch sich der radial elastische Befestigungsring derart weitet, daß die miteinander wirkenden Verzahnungen außer Eingriff kommen. Dann läßt sich das Befestigungselement 70 wieder vom Gehäuse abziehen.

Ein Vergleich der Fig. 1 und 9 zeigt, daß die Abstrahlrichtung A des Wandlers in Fig. 1 mit der Horizontalen H einen sehr viel größeren Winkel einschließt als in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Dieser Winkel beträgt bei der Ausführung nach Fig. 1 20° bei der Ausführung nach Fig. 2 aber nur 5°. Bei beiden Ausführungsbeispielen ist aber die Neigung so gewählt, daß die Abstrahlrichtung von der Fahrbahn wegzeigt. Mit dieser Neigung der Abstrahlrichtung werden im wesentlichen zwei Problemstellungen gelöst. Zum einen wird nämlich sichergestellt, daß auch ein oberhalb der Stoßstange 10 angeordnetes Hindernis, beispielsweise eine Laderampe einwandfrei erfaßt wird. Zum anderen werden unerwünschte Bodenechos nicht ausgewertet, ohne daß dazu vorstehende Blenden oder ähnliche Teile zur Abschattung der Sendesignale oder der Empfangssignale benötigt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist darauf geachtet, daß trotz der geneigten Anordnung der Hauptabstrahlrichtung A bei einem Einbau in einen im wesentlichen vertikalen Träger keine unerwünschten Reflexionen an diesem Träger entstehen, die das Meßergebnis verfälschen könnten. Dewegen ist bei dieser Ausführung nach Fig. 1 der Wandler in der Symmetrieachse S eines im wesentlichen kegelförmigen Trichters 25 angeordnet. Die ggf. aus stilistischen Gründen und zur Anpassung an die Kontur der Stoßstange gewölbte Grundfläche G dieses Trichters ist gegenüber der Symmetrieachse S um den Winkel β geneigt, was besonders deutlich aus Fig. 5 hervorgeht. Dabei ist darauf geachtet, daß, in einem Längsmittelschnitt gesehen, sich die Schnittlinie dieser Grundfläche G, eine Mantellinie M und die Schnittlinie der vorderen Stirnfläche VS des Gehäuses 12 in einem Punkt P 1 schneiden, wie das in Fig. 5 dargestellt ist. Der Öffnungswinkel Ö dieses Trichters 25 liegt im Bereich zwischen 80° und 100°, vorzugsweise bei 90°, und ist so gewählt, daß Echosignale, die aus Bereichen außerhalb des vorgesehenen Detektionsbereiches reflektiert werden, nach Reflexion auf dem Trichter nicht mehr störend die Wandlermembran erreichen können. Der Neigungswinkel α der Abstrahlrichtung A und auch der Öffnungswinkel Ö des Trichters - sofern vorhanden - hängen von einer Reihe von Einflußfaktoren ab, beispielsweise dem Detektionsbereich, der Empfindlichkeit des Meßsystems, den Reflexionseigenschaften der zur detektierenden Körper, dem Durchmesser der Wandlermembran und dem radialen Abstand der Wandlermembran von dem Trichter. Die optimalen Werte kann man durch Versuchsreihen ermitteln.

Aus Fig. 2 geht noch hervor, daß am Gehäuse 12 ein Nocken 90 zur Verdrehsicherung und zur sachgerechten Montage vorgesehen ist, der in eine entsprechende Aussparung in dem Träger eingeführt werden muß. Dies ist zweckmäßig, weil Wandler dieser Art ggf. an unterschiedlichen Stellen des Trägers montiert werden, wobei die Trägerkonturen unterschiedlich sein können und der vordere Flansch am Gehäuse diesen unterschiedlichen Konturen angepaßt ist. Es ist deshalb vorgesehen, daß bei unterschiedlichen Wandlern diese Nocken 90 unterschiedlich ausgebildet oder an unterschiedlichen Stellen am Wandler angeordnet sind.

Schließlich geht aus Fig. 3 noch hervor, daß der von der Grundfläche G des Trichters 25 abstehende Flansch 15 einen annähernd viereckigen Grundriß aufweist. Wandler dieser Art werden üblicherweise im mittleren, weitgehend ebenen Bereich der Stoßstange montiert.

Es wird an dieser Stelle nochmals erwähnt, daß für die spezielle Auführungsform eines Wandlers mit einem nichtsymmetrisch ausgebildeten Trichter sowie für die geneigte Anordnung der Wandlerachse selbständiger Schutz beansprucht wird, weil solche Ausbildungen auch dann mit Vorteil einsetzbar sind, wenn der Wandler nicht über ein federndes Befestigungselement an seinem Träger gehalten ist.

Abschließend wird noch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf Ultraschallwandler beschränkt ist und auch der Begriff "Wandler" in einem weiten Sinne zu verstehen ist. Die Grundgedanken der Erfindung können auch bei anderen Geräten als Ultraschallwandler, die in einem Träger verankert werden, mit Vorteil realisiert werden.

Claims

1. Wandler, insbesondere Ultraschallwandler für ein in ein Kraftfahrzeug eingebautes Entfernungsmeßgerät, mit einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse, das in eine Öffnung eines Trägers einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) einen Flansch (15) zur Anlage auf einer Stirnseite (16) des Trägers (10) aufweist und daß am Gehäuse (12) wenigstens ein Halteelement (31, 50) für ein sich auf der Gegenseite (18) des Trägers (10) federnd abstützendes Befestigungselement (30, 70) vorgesehen ist.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem als Halteelement dienenden Führungsbock (31) am Gehäuse (12) eine als Befestigungselement dienende Federklammer (30) radial zum Gehäuse (12) verschiebbar festgelegt ist.

3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federklammer (30) wenigstens einen Führungslappen (32), der in einer Führungsnut (40) am Führungsbock (31) geführt ist, sowie einen mit diesem Führungslappen (32) über einen dünnen Quersteg (33) verbundenen Verriegelungslappen (34) aufweist, der quer zur Verschieberichtung des Führungslappens (32) auslenkbar ist und in der Montagestellung verrastbar ist.

4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federklammer (30) zwei im Abstand voneinander angordnete Führungslappen (32) aufweist, die in Führungsnuten (40) des Führungsbockes (31) geführt sind, und daß der Verriegelungslappen (34) vorzugsweise mittig zwischen den beiden Führungslappen (32) angeordnet ist.

5. Wandler nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Führungsnuten (40) am Führungsbock (31) ein im querschnitt dachförmiger Anschlag (41) mit in Verschieberichtung der Federklammer (30) geneigten Wandteilen (42, 43) und einer dazu quer ausgerichteten Nut (44) im Bereich der Dachspitze ausgebildet ist, in die ein vom Verriegelungslappen (34) abgewinkelter Ansatz (35) in der Montagestellung der Federklammer (30) einrastet.

6. Wandler nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungslappen (34) eine Aussparung (36) zum Einfädeln eines hakenartigen Montagewerkzeuges aufweist und daß der Anschlag (41) eine Längsnut (45) in Verschieberichtung der Federklammer (30) aufweist.

7. Wandler nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jenseits des die Führungslappen (32) und den Verriegelungslappen (34) verbindenden Steges (33) wenigstens eine Halteschulter (37) abgewinkelt ist, die sich auf der Gegenseite (18) des Trägers (10) abstützt.

8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Führungslappen (32) gegenüberliegend zwei Halteschultern (37) ausgebildet sind und daß dem Verriegelungslappen (34) gegenüberliegend ein nicht zur Anlage an der Gegenseite (18) des Trägers (10), sondern zum Ansatz eines Montagewerkzeuges dienender Anschlag (38) abgewinkelt ist.

9. Wandler nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) im Abstand zum Flansch (15) abschnittsweise einen Haltesteg (21) derart aufweist, daß zwischen dem Flansch (15) und dem Haltesteg (21) eine Nut (20) zur Aufnahme der Trägerwand (19) gebildet ist und daß der Führungsbock (31) auf der diametral gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (12) angeordnet ist.

10. Wandler nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gehäuse (12) auf der einen Seite trichterförmig erweitert und daß der Führungsbock (31) an der Rückfläche (26) des Trichters (25) angeordnet ist.

11. Wandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federklammer (30) im wesentlichen längs der Trichterrückfläche (26) und damit schräg zur Symmetrieachse (S) des Gehäuses (12) angeordnet ist.

12. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) in der Mantelfläche einen verzahnten Abschnitt (50) als Halteelement für einen mit einer Innenverzahnung (52) versehenen, auf das Gehäuse (12) aufrastbaren Befestigungsring (51) aufweist und daß zwischen diesem Befestigungsring (51) und der Trägergegenseite (18) eine das Gehäuse (12) umgebende Druckfeder (55) festgelegt ist.

13. Wandler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsring (51) mit der Druckfeder (55) zu einer vormontierten Baueinheit verbunden ist.

14. Wandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsring (51) einen Abschnitt mit einem Außengewinde (54) aufweist und die als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder (55) auf diesen Gewindeabschnitt (54) aufgeschraubt ist.

15. Wandler nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsring (51) am Umfang verteilt im Bereich der Innenverzahnung (52) zur Erhöhung der radialen Flexibilität Längsschlitze (53) aufweist und daß in diesem Bereich der Befestigungsring (51) außen von einem Spannring (61) umgeben ist.

16. Wandler nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Gehäuses (12) überwiegend passend am Rand der Öffnung (17) im Träger (10) anliegt und die Verzahnung (50) an der Mantelfläche nicht über den Umfang des Gehäuses (12) hervorstehen.

17. Wandler nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (12) Nocken (90) zur verdrehgesicherten Montage in der Öffnung des Trägers (10) vorgesehen sind.

18. Wandler, insbesondere nach wenigstens einem der vohergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandlergehäuse (12) in der Symmetrieachse (S) eines im wesentlichen kegelförmigen Trichters (25) angeordnet ist, wobei die gegebenenfalls leicht gewölbte Grundfläche (G) dieses Trichters (25) zur Symmetrieachse (S) in einem Winkel (β) ungleich 90° ausgerichtet ist.

19. Wandler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) in bezug zu dem Trichter (25) derart angeordnet ist, daß in einem Längsmittelschnitt gesehen sich die Schnittlinie der Grundfläche (G), eine Mantellinie (M) des Trichters (25) und die Schnittlinie der in Abstrahlrichtung vorderen Stirnfläche (VS) des Gehäuses (12) wenigstens annähernd in einem Punkt (P 1) schneiden.

20. Wandler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel (Ö) des Trichters (25) zwischen 80° und 100°, vorzugsweise 90° beträgt.

21. Wandler nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß von der Grundfläche (G) des Trichters (25) ein Flansch (15) mit einem im wesentlichen rechteckigen Grundriß absteht.

22. Wandler, insbesondere nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) derart in den Träger (10), insbesondere die Stoßstange des Kraftfahrzeugs eingesetzt ist, daß die Symmetrieachse (S) des zylindrischen Gehäuses (12) und damit die Hauptabstrahlrichtung (A) des Wandlers (11) mit der Horizontalen (H) einen Winkel (α) ungleich 0°, vorzugsweise zwischen 5° und 30°, insbesondere 20° derart einschließt, daß das abgestrahlte Signal von der Fahrbahn wegzeigt.