DE8332005U1 - Ultraschallsensor - Google Patents

Description

Ultrasohallsensor

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf einen Ultraschallsensor nach dem Gattungsbegriff des Schutzanspruches 1.

Ein derartiger Ultraschallsensor ist beispielsweise aus -der DE-OS 32 10 470 bekannt. Dort besitzt der Ultraschallsensor die Form eines flachen rechteckförmigen Quaders, und die Sende/Empfangseinheit strahlt senkrecht zu einer Breitseite des quaderförmigen Gehäuses ab. Ein derartiger Ultraschallsensor findet z.B. Anwendung als Näherungsschalter/ und es wäre daher erwünscht, daß dieser ebenso wie bekannte induktive Näherungsschalter oder auch Reflexlichtschranken eingesetzt werden könnte, bei denen eine Flexibilität hinsichtlich der Detektierungsrichtung gefordert wird, üblicherweise wird dieser Forderung dort Rechnung getragen, indem man entweder den ganzen, die Induktionsspule tragenden, Kopf des Näherungsschalters auf dessen Gehäuse umsetzt oder die Induktionsspule selbst in dem Gehäuse bzw. Kopf in verschiedenen Lagen anordnet. Ähnliche Lösungen sind bei Reflexlichtschranken bekannt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Neuerung, einen Ultraschallsensor der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß durch einfachste konstruktive Mittel, Gegenstände in unterschiedlichen Richtungen detektiert werden können. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Heuerung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Mit Vorteil ermöglicht der bei dem Ultraschallsensor gemäß

der Neuerung verwendete Reflektor nicht nur eine einfache Änderung der Detektierungsrichtung, sondern man kann auch künstlich eine Strahllänge des Schalles in der Längsachse des Ultraschallsensors erzeugen, so daß nach Umlenkung des Schallstrahles senkrecht zu der Achse des Ultraschallsensors die sonst üblicherweise vorhandene Totzone eliminiert wird. Bei den bekannten Ultraschallsensoren kann ein Objekt in unmittelbarer Nähe des Sensors nicht erfaßt werden, da das Echo in diesem Fall bereite den Wandler erreichen würde, während die vom Sendeimpuls verursachten mechanischen Schwingungen noch nicht voll abgeklungen sind. Daher muß man im bekannten Fall einen gewissen Sicherheitsabstand vorgeben und der Nahbereich ist nicht nutzbar.

Anhand von in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Aueführungsbeispielen sei im folgenden der Ultraschallsensor gemäß der vorliegenden Neuerung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ultraschallsensor zusammen mit

einem aufsetzbaren Reflektorkopf zur Änderung der Detektierungsrichtung;

Fig. 2a bis 2c verschiedene Ansichten des Reflektorkopfes ;

Fig. 3 eine Modifikation des Ultraschall

sensors gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein mit der Senäe/Empfangseinrichtung des Ultraschallsensors gemäß Fig. 3 zusammenwirkendes Reflektorelement; und

Fig. 5 eine weitere Modifikation des Ultraschallsensors gemäß Fig. 1,.

Gemäß Fig. 1 enthält ein Gehäuse 10 die elektronischen Schaltungskomponenten eines Ultraschallsensors. Das Gehäuse 10 entspricht der DIN-Norm und wird durch einen langgestreckten Quader mit quadratischem Querschnitt gebildet. Ein Deckel 12 schließt das Gehäuse 10 ab und dient, zu-

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gleich als Typenschild.

In einer zentralen abgesetzten Bohrung 14 in der Stirnseite 16 des Gehäuses 10 sitzt eine Ültraschall-Sende/-Empfangseinrichtung 16, so daB der abgestrahlte schall- kegel in der Längsachse des Gehäuse» 10 verläuft, in der Stirnseite 18 des Gehäuse*} 10 sind drei Gewindebohrungen 20, 22 und 24 angeordnet, wobei die mittlere Gewindebohrung 22 der Befestigung eines Reflektorkopfes 25 in verschiedenen Lagen mittels einer Befestigungsschraube dient, so daß die Abstrahlrichtung des Ultraschallsensors über einen Bereich von 180° eingestellt werden kann, wobai die Einstellung vorzugsweise in Schritten von 90° geschieht.

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Nähere Einzelheiten bezüglich des Reflektorkopfes 25 sind den Figuren 2a bis 2c entnehmbar. Fig. 2a zeigt den Reflektorkopf 25 von der Unterseite. Der Reflektorkopf besitzt eine im wesentlichen topfförmige zylindrische Gestalt. Eine Reflektorfläche 26 schneidet die Achse 28 des zylindrischen Reflektorkopfes 25 unter 45°, wie aus dem Axialschnitt 2b ersichtlich ist. Ein Steg 30 steht über die Unterseite des Reflektor:* ööf es 25 hervor und erstreckt sich auf einem Kreisbogen Ober etwa 180°. Dieser Steg 30 ?ient dem Eingriff in die abgesetzte Bohrung 14, so daß der Reflektorkopf 25 bei einer Drehung geführt ist. Ferner durchsetzt eine kreisbogenförmige Nut 32 den Reflektorkopf Diese Nut 32 erstreckt sich ebenfalls vorzugsweise über 180°, und sie geht nach oben in eine verbreitete Nut 34 über. In dem Boden der Nut 34 sind kreisförmige Verteifungen 36, 38 und 40 angebracht, in die der Kopf der Befestigungsschraube 26 eingreift und die die Schwenkstellungen des Reflektorkopfes 25 in jeweils um 90° versetzten Positionen festlegen. Die Reflektorfläche 26 ist über ein Fenster 42 in dem topfförmigen Reflektorkopf 25 nach außen geöffnet, so daß der um 90° abgelenkte Schallkegel nach außen abstrahlen kann und nach Reflektion an einem Objekt ι zu der Empfangseinheit zurückgeworfen werden kann.

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Fig-. 3 zeigt eine Modifikation des Ultraschallsensors gemäß Fig. 1, wobei anstelle des Reflektorkopfes 25 mittels zweier Befestigungsschrauben 44 und 46 ein flaches Gehäuse 48 auf dem quaderförmigen Gehäuse 10 des Ultraschallsensors befestigt ist. Ein das flache Gehäuse 48 ab schließender Deckel 50 dient der Halterung einer Kabeltülle 52, und die Sende/Empfangseinrichtung 16 ist in einem Hantelrohr 54 mit Außengewinde 56 angeordnet und über ein durch die Tülle 52 geführtes Kabel 58 an die in dem Gehäuse 10 befindliche elektronische Schaltung angeschlossen. Zwei Muttern 60 und 62 dienen der Befestigung des Mantelrohres 54, wobei die Befestigung gemäß Fig. 4 als Winkelblech 64 ausgebildet sein kann, das im Abstand von der Sende/Empfangseinrichtung 16 eine Reflektorfläche 66 aufweist. Die Strahllänge in der Achse des Schallkegels, d.h. zwischen der Sende/Empfangseinrichtung 16 und der Reflektorfläche 66 wird hierbei vorzugsweise entsprechend dem sonst geforderten Sicherheitsabstand gewählt, so daß seitlich zu der Anordnung praktisch ein Objektabstand von

Null sensiert werden kann.

Die gleiche Funktion läßt sich mit der Modifikation gemäß Fig. 5 erzielen. Dort ist wiederum mittels Befestigungsschrauben 44 und 46, die in die Gewindebohrungen 20 und eingreifen, ein flaches durch einen Deckel 68 nach oben abgeschlossene? Gehäuse 70 auf der Stirnseite 18 des quaderförmigen Gehäuses 10 angeordnet. Das flache Gehäuse 70 kragt über die Stirnseite 18 auf der Seite hervor, auf der der Gehäusedeckel 12* angeordnet ist. In der überkragenden Bodenfläche des flachen Gehäuses 70 ist in einer Bohrung 72 die Sende/Empfangseinrichtung 16 angeordnet. Der Deckel 12* ist insofern modifiziert als er am unteren Ende ein Reflektorelement 74 trägt, das beispielsweise an dem Deckel 12 gemäß den Figuren 1 und 3 über «in Langloch 76 von der

Innenseite des Deckels einstellbar befestigt ist.

Auch hier wird eine Totzone eliminiert, da der Schallstrahl vor seiner eigentlichen Abstrahlung bereits einen dem

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Sicherheitsabstand entsprechenden Weg zurückgelegt hat.

Es ist auch möglich, die Reflektorflächen 26, 66 und 74 gewölbt, z.B. parabolisch, auszubilden, um eine Fokussierung des abgestrahlten Schallstrahles zu erzielen.

Claims (1)

1. Schutzainsprüche;

   1. Ultraschallsensor mit einer einen Schallkegel aussendenden und den reflektierten Schall empfangenden Sende/-Empfangseinheit, gekennzeich.net durch einen am Gehäuse (10, 56) der Sende/-Empfangseinheit (16) angeordneten und unter einem Winkel zur Schallkegelachse geneigten Reflektor (25, 26; 66; 74).

   2. Ultraschallsensor nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet , daß die Sende/Empfangseinheit (16) in einem zylindrischen Gehäuse .(54) mit Außengewinde (56) angeordnet ist.

   3. Ultraschallsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß mit dem Gewinde (56) über Muttern (60, 62) ein Winkelblech (64) befestigt i-ät, welches mit einer geneigten Reflektorfläche (66) in den au&geseuidten Schallkeijel hineinragt.

   4. Ultraschallsensor nach Anspruch 1 mit einem, quäderförmigen Gehäuse, gekennzeichnet durch eine auf die Stirnseite (18) des Gehäuses (10) aufgesetzte und seitlich über die Stirnseite auskragende Halterung (70) für die Sende/Empfangseinheit (16) und ein mit einer Längsseite des quäderförmigen Gehäuses (10) verbundenes, im Abstand von der Sende/Empfangseinheit (16) angeordnetes Reflektorelement (74).

   5. Ultraschallsensor nach Anspruch 1 mit einem quäderförmigen Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende/Empfangseinheit (16) in einer Stirnseite

   (18) des Gehäuses (10) angeordnet ist und daß der Reflektor (25, 26) drehbar um die Achse (28) des ausgesandten Schallkegels auf dieser Stirnseite des Gehäuses angeordnet ist.

   6. Ultraschallsensor nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Reflektors (26; 66; 74) 45° beträgt.

   7. Ultraschallsensor nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet , daß die Sende/Empfangseinheit (16) in einer abgesetzten Bohrung (14) in der Stirnseite (18) des Gehäuses (10) angeordnet ist und daß der Reflektor aus einem im wesentlichen zylindrischen Element (25) besteht, dessen Achse (28) mit der Achse der Sende/Empfangseinheit (16) fluchtet und das eine die Achse enthaltende schräge, über ein Fenster (42) in der Mantelfläche, nach außen abstrahlende Anschlifffläche (26) aufweist.

   8. Ultraschallsensor nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine von oben in dem zylindrischen Element (25) angeordnete, in der Breite abgesetzte und sich mindestens über 180° des Umfangs erstreckende Nut (32, 34).

   P. Ultraschallsensor nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch im Abstand von 90° angeordnete kreisförmige Vertiefungen (36, 38, 40) in der verbreiterten Nut (34).

   10. Ultraschallsensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmigen Vertiefungen (36, 38, 40) in ihrem Durchmesser auf den Durchmesser des Kopfes einer Befestigungsschraube (26) abgestimmt sind und die Breite der durch das zylindrische Element (25) durchgreifende Nut (32) auf den Gewindedurchmesser der Schraube (26) abgestimmt ist.

   ³⁵I1. Ultraschallsensor nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch einen sich vor=· zugsweise über 180° eines Kreisbogens erstreckenden von der Unterseite des zylindrischen Elementes (25) hervorstehenden

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   Steg (30), welcher in die abgesetzte Bohrung (14) in der Stirnseite (18) des Gehäuses (10) greift.

   12. Ultraschallseneor nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, S gekennzeichnet durch wenigstens eine Gewindebohrung (20, 22/ 24) in der Stirnseite (18) des Gehäuses (10).

   13. Ultraschallseneor nach Anspruch 4, dadurch

   gekennzeichnet, daß das Reflektorelement

   (74) ein Teil eines das quaderförmige Gehäuse (10) auf einer Längsseite verschließenden Deckels (12*) ist.