DE8712391U1

DE8712391U1 - Ultraschallsende- und Empfangselement einer nach dem Echoprinzip arbeitenden Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für die Rückfahrüberwachung bei Kraftfahrzeugen

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Publication number: DE8712391U1
Application number: DE8712391U
Authority: DE
Original assignee: Nauroth Heinz Dipl-Finanzwirt 5300 Bonn De
Current assignee: Nauroth Heinz Dipl-Finanzwirt 5300 Bonn De
Priority date: 1987-09-12
Filing date: 1987-09-12
Publication date: 1987-12-10

Description

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SCHUMANNSTR. 97 0-4000DUSSBLDOnFJ

felelön: (02(ft 683346 · Teielax: (0211) 6790871 Telex: B586513 cop d

PATENTANWÄLTE: DiDl-tnfl W COHAUBZ · DipUnä-&Pgr;. KfJAUF · Dlpl.-Irg. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing! D. H. WEHNEB · Df. rsf. naL B. REDlES

11.09.1987 - 3 - KN/So 472990

Heinz Nauroth
Haussdorfstraße 100
⁵D- 5300 Bonn 1

Ultraschallsende- und Empfangselement einer nach dem Echoprinzip arbeitenden Entfernufcgsmeßeiririchturig, insbesondere für die RückfähriiberHachuög bei Kraftfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschallsende- und Empfangselement einer nach dem Echoprinzip arbeitenden Entfernungsmeßeinrichtung, insbesondere für die Rückfahrüberwachung bei Kraftfahrzeugen', bestehend aus einem sich in Abstrahlrichtung in Form eines flachen Trichters öffnenden Abschirmkörpers aus gummielastischem Dämpfungsmaterial", insbesondere Vollgummi, und einem plattenförmigen', piezoelektrischen Schwinger, der zusammen mit zu seinen Seiten vorgesehener, elastischer Bremsmasse, instesondere Silikon, auf der Innenseite des als Membran wirkenden Bodens eines topfförmigen Gehäuses angeordnet ist, das in dsta Abschirmkörper an der engsten Stelle des Trichters sitzt!

Solche Ultraschällsende- und Empfangselemente sind bekannt» Sie sollen unempfindlich gegenüber Teilen des Gegenstandes sein* an dem sie angebracht sind, also bei einem Kraftfahrzeug gegenüber den Karosserieteilen, empfindlich dagegen gegenüber im Weg des Kraftfahrzeuges liegenden Körpern. Die Erfahrung hat gezeigt, daß diese förderung mit einem Ultraschallsende- und Empfangselement erreicht werden kann, dessen Abstrahl- und Empfangscharakteristik eine keulenähnliche Form hat.

Bei einem bekannten Ultraschallsende- und Empfangselement der eingangs genannten Art (EP Ö075302 B1) wird diese Charakteristik mittels einer besonderen Form und Anordnung der Bremsmasse in dem topfförmigen Gehäuse erzielt, die darin besteht, daß auf diametral gegenüberliegenden Seiten des mitfclg im Gehäuse angeordneten Schwingers kreisabschnittförmige Dämpfungskörper angeordnet sind. Untersuchungen an einem solchen Ultraschallsende- und Empfangselement haben jedoch gezeigt, daß mit solchen kreisabschnittförmigen Dämpfungskörpern die Abstrahl- und Empfangscharakteristik nur minimal, wenn überhaupt, beeinflußt werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Nachschwingzeit verhältnismäßig lang ist. Deswegen kann der Wechsel zwischen Senden und Empfangen nicht mit der gewünschten Schnelligkeit erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ültraschallsende- und Empfangselement der eingangs genannten Art zu schaffen* das bei einer keulenförmigen Sende- und Empfangscharakteristik eine geringe Nachschwingzeit hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Ultraschallsende- und Empfangselement der eingangs genannten Art durch die Kombination folgender Merkmale

geiösts

ä) Die Bremsmasse im töpfförmigen Gehäuse hat die Pörffl eines Ringkörpers, der an der GehäuseWäiid anliegt Und in dessen Mitte und mit seitlichem Abstand der Schwinger liegt.

b) Der Schwinger weist in seiner Mitte ein großes Anschlußfeld in der Form eines seitlich eingebuchteten Ovals oder Kreises und mindestens ein in der seitlichen Einbuchtung angeordnetes kleines Ansehlußfeld auf!

e) Die Längsachse des großen Anschlußfeldes liegt parallel zur langen Achse der ovalen Querschnittsfläche des flachen Trichters.

Im Gegensatz zum Stand der" Technik wird bei der Erfindung die angestrebte Sende- und Empfangskeule nicht durch die geometrische Form und Anordnung der Bremsmasse, sondern allein durch die Form und Anordnung der Anschlußflächen des Schwingers sowie die geometrische Zuordnung der

Anschlußfläche zur Form des trichterförmig sich öffnenden Abschirmkörpers erzielt. Wegen der Ausbildung der Bremsmasse im töpfförmigen Gehäuse als Ringkörper wird der als Schwingmembran wirkende Boden optimal gedämpft, so daß die Nachschwingzeit wesentlich kurzer als beim Stand der Technik ist.

Da die Sende- und Empfangscharakteristik durch den Abschirmkörper mit beeinflußt wird, kann ein verhältnismäßig steiler Abschirmwinkel ohne störende Reflektionen an Fahrzeugaufbauten dadurch erzielt werden, daß der Abschirmkörper im oberen trichterförmigen Wandbereich eine in Abstrahlrichtung sich erweiterende Aussparung aufweist, die am vorderen Rand des

1 trichfcerför-ffligen Wandbereishes beidseitig durch.

vorspringende Hörner begrenzt isfcl la Bedarfsfall kann diese Aussparung dadurch verkürzt werden', daß in dei» Aussparung eine reflektionsfreie Platte eingesetzt ist>

5 deren in Abstrahlrichtung vorderer Rand in bezug auf den Schwinger einstellbar ist.

Zur Verbesserung der Absträhl- Und Empfangscharakteristik hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, Wenn der 10 Schwinger über fünf Klebepunkte am Gehäuseböden befestigt ist, die in den vier Eckbereichen und der Mitte des großen Anschlußfeldes vorgesehen sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein 15 Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert, im einzelnen zeigen·.

Fig. 1 ein Ultraschallsende- und Empfangselement in

Vorderansicht, 20 , Fig. 2 das Element gemäß Fig. 1 in Rückansicht,

i Fig. 3 das Element gemäß Fig. 1 im horizontalen

I axialen Querschnitt,

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&iacgr; Fig. 4 das Element gemäß Fig. 1 im vertikalen

; axialen Querschnitt j

I Figl 5 einen Schwinger in Aufsicht in vergrößerter

I 30 Darstellung,

Fig. 6 einen Topf mit Schwinger in Aufsichtu &eegr; d

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Figl 7 den Topf gemäß FigI 5 in Aufsicht, gefüllt mit

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, einem Ringkörper aus Dämpfungsmaterial und einem

mittigen Schaumstoffkörper.

Das Ultraschallsende- und Empfangselement besteht aus einem Abschirmkörper 1 aus Vollgummi, in dem zentral ein topfförmiges Gehäuse 2 mit einem piezoelektrischen Schwinger 3 sitzt.

Der Abschirmkörper 1 weist an der Vorderseite eine Öffnung IQ in Form eines flachen, gegebenenfalls stufenförmig abgesetzten Trichters 4 auf. Sein Querschnitt geht von der Kreisform in Abstrahlrichtung in eine im wesentlichen ovale Form über. Durch diese Form wird die Abstrahl- und Empfangscharakteristik beeinflußt. Im oberen Wandbereich weist der Trichter U eine Aussparung 5 auf, die von einer reflektionsfreien Platte 6 in Abstrahlrichtung mehr oder weniger weit verschlossen ist. Die Länge der Platte 6 in Absbrahlrichtung wird nach den speziellen Gegebenheiten des Einbauortes bestimmt. Im oberen Bereich seitlich von der 2Q Aussparung 6 weist der Trichter vorspringende Hörner 7 auf, durch die Störeinflüsse vom Fahrzeugaufbau abgeschirmt werden. Diese Hörner 7 sind vor allem dann von großem Nutzen, wenn der Abstrahlwinkel nach oben aufgrund der Aussparung 6 groß ist.

Für den Topf 3 weist der Abschirmkörper 1 in der Mitte einen an die Form des topfförmigen Gehäuses 2 angepaßten Sitz 8 auf. Das topfförmige Gehäuse 2 wird über eine rückseitige öffnung 9 eingebaut.

Auf der Innenseite des Bodens 10 des topfförmigen Gehäuses 2 sitzt der plattenförmdge, piezoelektrische Schwinger 3. Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich, weist der Schwinger 3 6in großes, mittig angeordnetes Anschlußfeld 11 auf, daa die F⁴OPm eines Kreises mib diametral

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gegenüberliegenden Einbuchtungen hat, und ein kleines Anschlußfeld 12, das in einer dieser Einbuchtungen angeordnet ist und im wesentlichen die Form des Querschnittes einer Linse hat. Dieser Schwinger 3 ist mittig auf dem Boden 10 des zylinderförmigen Gehäuses 2 mittels fünf Klebepunkten 13 aufgeklebt, die in den vier Ecken und der Mitte des großen Anschlußfeldes 11 vorgesehen sind, wie am besten -»us Figl 6 ersichtlich. Mit Abstand vom Schwinger 3 ist im Gehäuse ein Ringkörper 14 aus Dämpfungsmaterial, insbesondere Silikon, angeordnet, der sowohl am Boden 10 als auch an der Wand 15 des Gehäuses angeklebt ist. Der mittige Freiraum ist mit einem Schaumstoffkörper 17 ausgefüllt. Der Schwinger 3 13t bezüglich seiner zwischen den Einbuchtungen verlaufenden Längsachse zur großen Achse des ovalen Querschnitt3 des Trichters 4 parallel angeordnet.

Aufgrund der besonderen Formgebung und Lage des großen Anschlußfeldes 11 in bezug auf die Form des Trichters 4 wird mit dem Ultraschallsende- und Empfangselement die angestrebte Abstrahl- und Empfangscharakteristik in Form einer Keule erzielt. Der diese Charakteristik in ihrer Form nicht beinflussende Ringkörper 14 aus Dämpfungsmaterial sorgt dafür, daß nach dem Sendeimpuls der als Membran wirkende Boden 10 wirksam gedämpft wird, so daß mit einer hohen Folgefrequenz zwischen Abstrahlen und Empfangen gearbeitet werden kann.

Claims

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Telefon: (0211) 683346 · Teldax (0211) 6790871 - Telex: 8586513 cop Ü

PATENTANWÄITE DipL-lng. W. COHAUSZ - DipL-ing. R KNAUF - DipUrg. H. B. COHAUSZ - DipWng. &agr; R B/EKNES - Dr. tEt taL B. REDIE3

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- 1 - KN/So 47299G

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1» Ultrasohallsende- und Empfangselement einer nach dem Echoprinzip arbeitenden Entfernungsmeßeinrichtung', insbesondere für die Rückfahrüberwachung bei Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem sich in Abstrahlrichtung in Form eines flachen Trichters öffnenden Abschirmkörpers aus gummielastischem Dämpf imgsmaterial, insbesondere Vollgummi', und einem plattenfötffligen, piezoelektrischen Schwinger, der zusammen mit zu seinen Seiten vorgesehener, elastischer Bremsmasse, insbesondere Silikon, auf der Innenseite des als Membran wirkenden Bodens eines topfförmigen Gehäuses angeordnet ist, das in dem Abschirmkörper an der engsten Stelle des Trichters sitzt,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Die Bremsmasse (14) im topfförmigen Gehäuse (2) hat die Form eines Ringkörpers, der an der Gehäusewand (15) anliegt und in dessen Mitte und mit seitlichem Abstand der Schwinger (3) liegt.

b) Der Schwinger (3) weist in seiner Mitte ein großes Anschlußfeld (11) in der Form eines seitlich eingebuchteten Ovals oder Kreises und mindestens ein

in der seitlichen Einbuchtung angeordnetes kleines Anschlußfeld (12) auf\

c) Die Längsachse des großen Anschlußfeldes (11) liegt parallel zur langen Achse der ovalen Querschnittsflächen des flachen Trichters (4).
2. Ultraschallsende- und Empfangselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmkörper (1) im oberen Wandbereich de? Trichters

(4) eine in Abjtr-ahlrichtung sich erweiternde Aussparung

(5) aufweist, die am vorderen Rand des trichterförmigen Wandbereiches beidseitig durch vorspringende Hörner (7) begrenzt ist.
3. Ultraschallsende- und Empfangselement nach Anspruch 2, dadurch geKennzeichnet, daß in der Aussparung (5) eine reflektionsfreie Platte (6) eingesetzt ist, deren in Abstrahlrichtung vorderer Rand in seiner geometrischen Lage in bezug auf den Schwinger (3) einstellbar ist.
4. Ultraschallsende- und Empfangselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3>

dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger (3) über fünf Klebepunkte (13) an dem Gehäuseboden (10) befestigt ist, die in den vier Eckbereichen und der Mitte der großen Anschlußfläche (11) vorgesehen sind.

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