EP2839888A2 - Elektroakustischer Wandler - Google Patents

Elektroakustischer Wandler Download PDF

Info

Publication number
EP2839888A2
EP2839888A2 EP14177004.0A EP14177004A EP2839888A2 EP 2839888 A2 EP2839888 A2 EP 2839888A2 EP 14177004 A EP14177004 A EP 14177004A EP 2839888 A2 EP2839888 A2 EP 2839888A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piezoelectric element
electroacoustic transducer
face
front body
centering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14177004.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2839888A3 (de
Inventor
David Bartylla
Andre Gerlach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2839888A2 publication Critical patent/EP2839888A2/de
Publication of EP2839888A3 publication Critical patent/EP2839888A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0644—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/18—Details, e.g. bulbs, pumps, pistons, switches or casings
    • G10K9/22—Mountings; Casings

Definitions

  • the invention is based on an electroacoustic transducer comprising a front body, a piezoelectric element and a rear body according to the preamble of claim 1.
  • An electroacoustic transducer constructed in this way is also referred to as a thickness oscillator.
  • US 8,085,621 B2 is an ultrasonic sensor in the form of a thickness vibrator known.
  • a front body Starting from a piezoceramic with electrodes, at least one front body is provided, which has a shape, so that a desired emission characteristic is produced.
  • the length of the transmission path of the sound in the front body is ⁇ / 4 at a frequency f R , so that amplification of the vibration from the piezoceramic at the radiating surface is achieved. It is also mentioned that for some applications it is preferred to use a ⁇ / 2 oscillator, which is more robust, in particular with regard to temperature stability, susceptibility to fouling and deposits.
  • the ⁇ / 2 oscillator has a front body and a rear body, wherein the length of each of the front and rear body plus half of the thickness of the piezoceramic disk corresponds to a quarter of the wavelength ⁇ of the sound in the respective material.
  • the coupling of the front or rear body to the piezoceramic is carried out either by vulcanization or gluing.
  • the piezoceramic and the back body are aligned as accurately as possible on a common central axis.
  • the present invention describes a way to easily perform the assembly of the elements of a thickness vibrator with alignment on the common center axis. An assembly is thus possible "on site” (outside a production line) with few auxiliary equipment.
  • an electroacoustic transducer which is designed as a thickness oscillator and accordingly has a front body with a bottom surface and an end surface, at least one disc-shaped piezoelectric element with a first surface and a second surface and a rear body with a first end surface and a second end surface the front surface of the front body can be coupled to a membrane.
  • the bottom surface of the front body is connected to the first surface of the piezoelectric element in a material-locking and / or non-positive manner
  • the second end surface of the rear body is connected to the second surface of the piezoelectric element in a material-locking and / or non-positive manner.
  • the front surface of the front body, the bottom surface of the front body, the first surface and the second surface of the piezoelectric element, and the first end surface and the second end surface of the back body are respectively disposed in parallel with each other, and more preferably have the same shape and size.
  • the surfaces mentioned can be, for example, circular, oval, rectangular or square. This corresponds to a known structure of a trained as a thickness oscillator electroacoustic transducer, as it is for example in the US 8,085,621 B2 is described.
  • the term of the electroacoustic transducer is to be understood broadly and includes transducer assemblies which operate on electrostatic, magnetostrictive, piezoelectric effects or combinations of these effects.
  • transducer assemblies which operate on electrostatic, magnetostrictive, piezoelectric effects or combinations of these effects.
  • a transducer element a piezoelectric element, preferably sound waves in Ultrasound range to be converted.
  • the electroacoustic transducer according to the invention can be used in particular in an ultrasonic sensor for environment detection, for example in motor vehicles or in robotics.
  • the membrane to which the end face of the front body of the electroacoustic transducer according to the invention can be coupled, is formed for example by an outer skin of a bumper, side mirror or door region of a motor vehicle, so that the electroacoustic transducer is hidden behind the outer skin.
  • the membrane forms a resonant membrane of the electroacoustic transducer.
  • the membrane is formed from a thin layer of material, which is made for example of a polymer material.
  • the membrane has a thickness between 0.1 mm and 5 mm, more preferably less than 2 mm or less than 1 mm.
  • the coupling of the front body to its end face with the membrane can be direct or indirect, but in any case such that acoustic coupling is sufficiently possible, i.e. that suitable vibrations can be transmitted.
  • the coupling can be accomplished for example by a press fit, press fit, such as by screwing, or by an adhesive.
  • the coupling can also be done by molding the front body with the material of the membrane, which can also be referred to as embedding.
  • Indirect coupling may mean that another layer of material is provided between the resonator body and the membrane, for example, a liquid such as a gel or an oil.
  • the further material layer may in particular be provided to optimize the acoustic coupling between the front body and the membrane, for example to compensate for tolerances in the dimensions of the components or the roughness of the surfaces of the coupling partners.
  • the front body and the rear body are made of different materials.
  • the sound waves generated by the piezoelectric element are thus preferably emitted in the direction of the front side of the front body, rear radiation is suppressed.
  • the back body is effective as a so-called inertial mass, ie it allows by their inertia the introduction of force into the front body and thus also serves to damp the vibration with respect to the area in which no emission of sound waves is desired.
  • the front body is made of a plastic or rubber material and the rear body of a metal, for example, aluminum, sheet metal, steel or brass.
  • a metal for example, aluminum, sheet metal, steel or brass.
  • suitable materials may be determined by restrictions or specifications with regard to the reception sensitivities, transmission signal strengths or operating frequencies of the electroacoustic transducer according to the invention. In particular, however, other environmental influences, such as, for example, the ambient temperature or, for example, the mechanical stress due to shaking, can also be taken into account in order to determine suitable materials.
  • the front body and / or the piezoelectric element and / or the rear body centering elements wherein by means of the centering of the front body, the piezoelectric element and the rear body can be aligned during assembly of the electro-acoustic transducer to a common center axis.
  • the common central axis is understood, for example, to be a geometric axis on which the respective geometric center points of the front surface of the front body, the bottom surface of the front body, the first surface and at an intended, ideal alignment of front body, piezoelectric element and rear body the second surface of the piezoelectric element and the first end face and the second end face of the rear body. Due to the inventive alignment of the front body, the piezoelectric element and the rear body on the common center axis, a predetermined vibration behavior of the thickness vibrator is achieved and unwanted secondary modes of the vibration are avoided.
  • the invention thus provides a possibility to carry out the assembly of the elements of a trained as a thickness oscillator electroacoustic transducer with automatic alignment on the common center axis.
  • An assembly is also possible outside a production line with few auxiliary equipment.
  • the bottom surface of the front body as centering at least one pin or mandrel.
  • This can be arranged in particular centrally on the floor surface.
  • the pin engages in a recess formed in the first surface of the piezoelectric element or as a breakthrough of the piezoelectric element centering element.
  • the pin and the recess or the breakthrough are arranged such that the front body and the piezoelectric element are aligned on a common central axis.
  • the second end face of the rear body as centering a, in particular centrally disposed recess.
  • the pin formed on the front body engages in this recess of the second end face of the rear body through a centering element formed as a breakthrough of the piezoelectric element.
  • the pin, the breakdown of the piezoelectric element and the recess of the second end face of the rear body are arranged such that the front body, the piezoelectric element and the rear body are aligned on a common central axis.
  • the second end face of the rear body as a centering a, in particular centrally disposed pin, which engages in a formed as a particular centrally disposed aperture of the piezoelectric element centering.
  • the electroacoustic transducer has a housing, wherein the first end face of the rear body is connected to a surface of the housing cohesively and / or non-positively.
  • Housing at least one centering element which cooperates with a corresponding centering of the first end face of the rear body such that the housing is aligned with the common center axis.
  • the membrane may also preferably have a centering element, which interacts with a corresponding centering element of the end face of the front body such that the membrane is aligned with the common center axis.
  • the electroacoustic transducer according to the invention is particularly suitable for all vehicles or moving machines that use an ultrasonic based environment sensor.
  • vehicles or moving machines that use an ultrasonic based environment sensor.
  • These include e.g. Motor vehicles with driver assistance systems, such as parking aids or lane change assistants, but also systems from robotics, e.g. Transport robots in manufacturing, in hospitals, in nursing homes, or in logistics areas. Also conceivable is the use in agricultural and construction machinery.
  • the invention also includes a method for mounting an electroacoustic transducer as described above, wherein the front body and the piezoelectric element and the rear body are aligned by means of the centering on the common central axis and are connected to each other cohesively and / or non-positively.
  • a body part for a motor vehicle is also provided with an outer skin, wherein the outer skin is at least partially formed as a membrane.
  • An electroacoustic transducer constructed in accordance with the present invention is coupled to the front surface of the front body at an inner surface of the membrane so that acoustic signals from the electroacoustic transducer can be transmitted and received through the outer skin.
  • the electroacoustic transducer is not visible from the outside and protected from dirt and weather by this arrangement.
  • FIG. 1a shows a schematic representation of a section through a trained according to a first embodiment of the invention electroacoustic transducer 1.
  • the electroacoustic transducer 1 comprises a rod-shaped front body 10 having a bottom surface 16 and an end face 14, a piezoelectric element 20, which is formed as a thin ceramic disc and is arranged parallel to an output level of the converter 1.
  • the piezoelectric element 20 has a first surface 24 and a second surface 26 opposite the first surface 24.
  • the transducer 1 comprises a rear body 30 having a first end face 38 and a second end face 36.
  • the bottom face 16 of the front body 10 is connected to the first surface 24 of the piezoelectric element 20 in a material-locking and / or force-locking manner, for example by gluing or screwing.
  • the second end face 36 of the rear body 30 is connected to the second surface 26 of the piezoelectric element 20 in a material-locking and / or force-locking manner.
  • the front body 10 and the rear body 30 serve to transmit and amplify acoustic waves generated or received by the disk-shaped piezoelectric element 20.
  • the piezoelectric element 20 has electrodes and electrical contacts (not shown) applied thereto by the voltage signals to the piezoelectric element 20 or voltage signals generated by the piezoelectric element 20 can be received.
  • the piezoelectric element may, for example, comprise a piezoceramic.
  • the arrow D indicates the main vibration direction (thickness vibration) of the electroacoustic transducer 1 according to the invention.
  • the end face 14 of the front body 10 is coupled to an inner surface 44 of a membrane 40 which is capable of emitting or receiving sound waves.
  • the membrane 40 may be, for example, the outer skin or a region of an outer skin of a body element, such as a vehicle body. a bumper, act.
  • the electroacoustic transducer 1 is then arranged on the inside of the body element and thus not visible from the outside. Thus, the electro-acoustic transducer 1 is protected against dirt and weather.
  • the electroacoustic transducer 1 also comprises a housing 50, which is shown here only schematically.
  • the housing 50 serves as a restraint for the composite of the front body 10, the piezoelectric element 20 and the rear body 30.
  • the housing 50 in this example is connected to the rear body 30 at the first end face 38, e.g. by gluing.
  • the front body 10, the piezoelectric element 20 and the rear body 30 each have centering elements which serve to align the front body 10, the piezoelectric element 20 and the rear body 30 at a common central axis 100.
  • the front body 10 on its bottom surface 16 as a centering a pin 12 which rises centrally from the bottom surface 16.
  • the pin 12 may for example be cylindrical and have a round cross-section. Likewise, however, a square or any shaped cross section is conceivable.
  • the piezoelectric element 20 has a central opening 22 as a centering element.
  • the aperture 22 has a diameter which substantially corresponds to the diameter of the pin 12, so that the pin 12 can be passed through the opening 22.
  • FIG. 1b the piezoelectric element 20 is shown with the central aperture 22 in plan view.
  • the rear body 30 has at its second end face 36 as centering a central recess 32.
  • the recess 32 has a diameter which substantially corresponds to the diameter of the pin 12, so that the pin 12 can be guided through the opening 22 into the recess 32.
  • the opening 22 and the recess 32, the front body 10, the piezoelectric element 20 and the rear body 30 are aligned according to the invention on the common central axis 100.
  • both the pin 12, so also the opening 22 and the recess 32 are arranged centrally in the previous example, but it is also conceivable not centrally to arrange the centering. It is also conceivable within the scope of the invention, instead of a pin 12, to provide a plurality of pins rising from the bottom surface 16 as centering elements on the front body 10. As a result, the piezoelectric element 20 can also have a plurality of apertures 22 ', 122 and the rear body 30 can have a plurality of depressions as centering elements. Corresponding embodiments of the piezoelectric element 20, 120 are in the FIGS. 4 and 5 shown.
  • the cross-section of the front body, the piezoelectric element and / or the rear body for example, to achieve a certain radiation characteristic, are not formed rotationally symmetric, can be realized by appropriate arrangement of the centering in addition to the alignment on the common center axis 100 a rotation, by the an incorrect orientation of the front body, the piezoelectric element and / or the back body to each other is avoided.
  • An example of such a design of the centering elements 122 of a non-rotationally symmetrical piezoelectric element 120 is shown in FIG FIG. 5 shown.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of an inventive electro-acoustic transducer 1.
  • the front body 10 has in this example on its bottom surface 16 as a centering a pin 12 which rises centrally from the bottom surface 16.
  • the pin 12 engages in a centrally disposed aperture 22 of the piezoelectric element 20, whereby the front body 10 and the piezoelectric element 20 are aligned at the common center axis 100.
  • the pin 12 has a length which is less than the thickness of the piezoelectric element 20 in the region of the opening 22. That is, the pin 12, although in the breakthrough 22, but does not protrude through the opening 22nd therethrough.
  • the length of the pin 12 corresponds to approximately one third of the thickness of the piezoelectric element 20 in the region of the opening 22.
  • the rear body 30 has at its second end face 36 as centering a pin 33 which rises centrally from the second end face 36.
  • the pin 33 also protrudes into the opening 22 of the piezoelectric element 20, whereby the rear body 30 and the piezoelectric element 20 are aligned at the common center axis 100.
  • the pin 33 also has a length which is less than the thickness of the piezoelectric element 20 in the region of the opening 22 minus the length of the pin 12. That is, the pin 12 engages in the opening 22, without the pin 12 to touch. In the in FIG. 2 example shown corresponds to Length of the pin 33 also in about one third of the thickness of the piezoelectric element 20 in the region of the opening 22nd
  • FIG. 3 shows a second embodiment of an inventive electro-acoustic transducer 1.
  • the structure corresponds essentially to the structure of in FIG. 1 illustrated embodiment.
  • the front body 10 has a notch 15 on its end face 14 in this example.
  • the membrane 40 has on its inner side 44 at least one correspondingly shaped projection or dome 45, which engages in the notch 15. Thereby, a certain orientation of the front body 10 and the membrane 40 is achieved, for example, an alignment on the central axis 100.
  • a plurality of indentations 15 and / or a plurality of projections 45 may be provided.
  • the first end face 38 of the rear body has a notch 35 which cooperates with a correspondingly shaped projection or dome 55 of the housing 50.
  • a certain orientation of the rear body 30 and the housing 50 is achieved, for example, an alignment on the central axis 100.
  • a plurality of indentations 35 and / or a plurality of projections 55 may be provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäß ist ein elektroakustischer Wandler (1) vorgesehen, der als Dickenschwinger ausgebildet ist und demnach einen Vorderkörper (10) mit einer Bodenfläche (16) und einer Stirnfläche (14), mindestens ein scheibenförmiges piezoelektrisches Element (20) mit einer ersten Oberfläche (24) und einer zweiten Oberfläche (26) und einen Rückkörper (30) mit einer ersten Stirnfläche (38) und einer zweiten Stirnfläche (36) aufweist, wobei die Stirnfläche (14) des Vorderkörpers (10) an eine Membran (40) koppelbar ist. Die Bodenfläche (16) desVorderkörpers ist mit der ersten Oberfläche (24) des piezoelektrischen Elements (20) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig, verbunden und die zweite Stirnfläche (36) des Rückkörpers (30) ist mit der zweiten Oberfläche (26) des piezoelektrischen Elements (20) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Vorderkörper (10) und/oder das piezoelektrische Element (20) und/oder der Rückkörper (30) Zentrierelemente (12, 22, 32) aufweisen, wobei mittels der Zentrierelemente (12, 22, 32) der Vorderkörper (10), das piezoelektrische Element (20) und der Rückkörper (30) bei der Montage des elektroakustischen Wandlers an einer gemeinsamen Mittelachse (100) ausgerichtet werden.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem elektroakustischen Wandler, umfassend einen Vorderkörper, ein piezoelektrisches Element und einen Rückkörper gemäß dem Oberbergriff des Anspruchs 1. Ein derartig aufgebauter elektroakustischer Wandler wird auch als Dickenschwinger bezeichnet.
    • Stand der Technik
  • Aus US 8,085,621 B2 ist ein Ultraschallsensor in Form eines Dickenschwingers bekannt. Ausgehend von einer Piezokeramik mit Elektroden ist mindestens ein Vorderkörper vorgesehen, der eine Form aufweist, so dass eine gewünschte Abstrahlcharakteristik entsteht. Die Länge des Übertragungsweges des Schalls in dem Vorderkörper entspricht λ/4 bei einer Frequenz fR, so dass eine Verstärkung der Vibration ausgehend von der Piezokeramik an der abstrahlenden Oberfläche erreicht wird. Ferner wird erwähnt, dass für manche Anwendungen bevorzugt ein λ/2-Schwinger verwendet wird, welcher insbesondere hinsichtlich Temperaturstabilität, Verschmutzungsanfälligkeit und Ablagerungen robuster ist. Der λ/2-Schwinger weist einen Vorderkörper und einen Rückkörper auf, wobei die Länge jeweils des Vorder- und Rückkörpers plus der Hälfte der Dicke der Piezokeramikscheibe einem Viertel der Wellenlänge λ des Schalls in dem jeweiligen Material entspricht. Die Kopplung des Vorder- bzw. Rückkörpers an die Piezokeramik erfolgt entweder durch Aufvulkanisieren oder Klebung.
  • Um bei derartig aufgebauten elektroakustischen Wandlern sicherzustellen, dass neben der Betriebsschwingung in Dickenrichtung keine unerwünschten Schwingungsmoden mit anderen Schwingungsrichtungen zu erzeugt, müssen der Vorderkörper, die Piezokeramik und der Rückkörper möglichst genau an einer gemeinsamen Mittelachse ausgerichtet werden.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Möglichkeit, die Montage der Elemente eines Dickenschwingers mit Ausrichtung an der gemeinsamen Mittelachse in einfacher Weise vorzunehmen. Eine Montage wird so auch "vor Ort" (außerhalb einer Fertigungslinie) mit wenigen Hilfseinrichtungen möglich.
  • Erfindungsgemäß ist ein elektroakustischer Wandler vorgesehen, der als Dickenschwinger ausgebildet ist und demnach einen Vorderkörper mit einer Bodenfläche und einer Stirnfläche, mindestens ein scheibenförmiges piezoelektrisches Element mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche und einen Rückkörper mit einer ersten Stirnfläche und einer zweiten Stirnfläche aufweist, wobei die Stirnfläche des Vorderkörpers an eine Membran koppelbar ist. Die Bodenfläche desVorderkörpers ist mit der ersten Oberfläche des piezoelektrischen Elements stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden und die zweite Stirnfläche des Rückkörpers ist mit der zweiten Oberfläche des piezoelektrischen Elements stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden.
  • Die Stirnfläche des Vorderkörpers, die Bodenfläche des Vorderkörpers, die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche des piezoelektrischen Elements sowie die erste Stirnfläche und die zweite Stirnfläche des Rückkörpers sind jeweils parallel zueinander angeordnet und können insbesondere die gleiche Form und Größe aufweisen. Die genannten Oberflächen können beispielsweise kreisförmig, oval, rechteckig oder quadratisch geformt sein. Dies entspricht einem bekannten Aufbau eines als Dickenschwinger ausgebildeten elektroakustischen Wandlers, wie er beispielsweise in der US 8,085,621 B2 beschrieben ist.
  • Der Begriff des elektroakustische Wandlers ist dabei weit zu fassen und umfasst Wandleranordnungen, welche nach elektrostatischen, magnetostriktiven, piezoelektrischen Effekten oder Kombinationen dieser Effekte arbeiten. Im Rahmen der Erfindung kann insbesondere ein piezoelektrisches Element als Wandlerelement vorgesehen sein, wobei bevorzugt Schallwellen im Ultraschallbereich gewandelt werden. Damit kann der erfindungsgemäße elektroakustische Wandler insbesondere in einem Ultraschallsensor zur Umfelderfassung, beispielsweise in Kraftfahrzeugen oder in der Robotik eingesetzt werden.
  • Die Membran, an die die Stirnfläche des Vorderkörpers des erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlers gekoppelt werden kann, ist beispielsweise durch eine Außenhaut eines Stoßfängers, Seitenspiegels oder Türbereichs eines Kraftfahrzeugs gebildet, so dass der elektroakustische Wandler versteckt hinter der Außenhaut angeordnet ist. Durch die Kopplung bildet die Membran eine Resonanzmembran des elektroakustischen Wandlers.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Membran aus einer dünnen Materialschicht gebildet ist, die beispielsweise aus einem Polymermaterial gefertigt ist. Bevorzugt weist die Membran eine Dicke zwischen 0,1 mm und 5 mm, besonders bevorzugt weniger als 2 mm oder weniger als 1 mm auf. Die Kopplung des Vorderkörpers an seiner Stirnseite mit der Membran kann mittelbar oder unmittelbar erfolgen, in jedem Fall aber derart, dass eine akustische Kopplung in ausreichendem Maße ermöglicht ist, d.h., dass geeignete Schwingungen übertragen werden können. Die Kopplung kann beispielsweise durch einen Presssitz, Klemmsitz, wie etwa durch Einschrauben, oder auch durch eine Klebung bewerkstelligt sein. Die Kopplung kann auch durch Umspritzen des Vorderkörpers mit dem Material der Membran erfolgen, was auch als Einbetten bezeichnet werden kann. Eine mittelbare Kopplung kann bedeuten, dass eine weitere Materialschicht zwischen dem Resonanzkörper und der Membran vorgesehen ist, beispielsweise eine Flüssigkeit, wie ein Gel oder ein Öl. Die weitere Materialschicht kann insbesondere dazu vorgesehen sein, um die akustische Kopplung zwischen dem Vorderkörper und der Membran zu optimieren, zum Beispiel um Toleranzen in den Abmessungen der Bauteile oder die Rauigkeit der Oberflächen der Kopplungspartner auszugleichen.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind der Vorderkörper und der Rückkörper aus unterschiedlichen Materialien gefertigt. Die vom piezoelektrischen Element erzeugten Schallwellen werden somit bevorzugt in Richtung der Stirnseite des Vorderkörpers ausgestrahlt, rückwärtige Strahlung wird unterdrückt. Der Rückkörper ist dazu als sogenannte Inertial-Masse wirksam, d. h. sie ermöglicht durch ihre Masseträgheit die Krafteinleitung in den Vorderkörper und dient so auch zur Dämpfung der Schwingung gegenüber dem Bereich, in welchem keine Abstrahlung von Schallwellen gewünscht ist.
  • Bevorzugt ist der Vorderkörper aus einem Kunststoff- oder Gummimaterial gefertigt und der Rückkörper aus einem Metall, beispielsweise aus Aluminium, Blech, Stahl oder Messing. Die Auswahl geeigneter Materialien kann durch Einschränkungen oder Vorgaben bezüglich der zu erreichenden Empfangsempfindlichkeiten, Sendesignalstärken oder Arbeitsfrequenzen des erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlers festgelegt sein. Insbesondere können aber auch weitere Umgebungseinflüsse, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur oder etwa die mechanische Beanspruchung durch Schütteln, berücksichtigt werden, um geeignete Materialien festzulegen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Vorderkörper und/oder das piezoelektrische Element und/oder der Rückkörper Zentrierelemente aufweisen, wobei mittels der Zentrierelemente der Vorderkörper, das piezoelektrische Element und der Rückkörper bei der Montage des elektroakustischen Wandlers an einer gemeinsamen Mittelachse ausgerichtet werden können. Unter der gemeinsamen Mittelachse wird im Rahmen der Erfindung zum Beispiel eine geometrische Achse verstanden, auf der bei einer vorgesehenen, idealen Ausrichtung von Vorderkörper, piezoelektrischem Element und Rückkörper, die jeweiligen geometrischen Mittelpunkte der Stirnfläche des Vorderkörpers, der Bodenfläche des Vorderkörpers, der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des piezoelektrischen Elements sowie der ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche des Rückkörpers liegen. Durch die erfindungsgemäße Ausrichtung von Vorderkörper, piezoelektrischem Element und Rückkörper an der gemeinsamen Mittelachse werden ein vorbestimmtes Schwingungsverhalten des Dickenschwingers erzielt und unerwünschte Nebenmoden der Schwingung vermieden.
  • Durch die Erfindung wird also eine Möglichkeit bereitgestellt, die Montage der Elemente eines als Dickenschwinger ausgebildeten elektroakustischen Wandlers mit automatischer Ausrichtung an der gemeinsamen Mittelachse vorzunehmen.
  • Eine Montage wird so auch außerhalb einer Fertigungslinie mit wenigen Hilfseinrichtungen möglich.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlers möglich.
  • Bevorzugt weist die Bodenfläche des Vorderkörpers als Zentrierelement mindestens einen Zapfen oder Dorn auf. Dieser kann insbesondere zentral auf der Bodenfläche angeordnet sein. Der Zapfen greift in ein als Vertiefung in der ersten Oberfläche des piezoelektrischen Elements oder als Durchbruch des piezoelektrischen Elements ausgebildetes Zentrierelement ein. Der Zapfen und die Vertiefung bzw. der Durchbruch sind derart angeordnet, dass der Vorderkörper und das piezoelektrische Element an einer gemeinsamen Mittelachse ausgerichtet sind.
  • Besonders bevorzugt weist die zweite Stirnfläche des Rückkörpers als Zentrierelement eine, insbesondere zentral angeordnete Vertiefung auf. Der am Vorderkörper ausgebildete Zapfen greift durch ein als Durchbruch des piezoelektrischen Elements ausgebildetes Zentrierelement hindurch in diese Vertiefung der zweiten Stirnfläche des Rückkörpers ein. Der Zapfen, der Durchbruch des piezoelektrischen Elements und die Vertiefung der zweiten Stirnfläche des Rückkörpers sind derart angeordnet, dass der Vorderkörper, das piezoelektrische Element und der Rückkörper an einer gemeinsamen Mittelachse ausgerichtet sind.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die zweite Stirnfläche des Rückkörpers als Zentrierelement einen, insbesondere zentral angeordneten, Zapfen auf, der in ein als insbesondere zentral angeordneter Durchbruch des piezoelektrischen Elements ausgebildetes Zentrierelement eingreift.
  • Bevorzugt weist der elektroakustische Wandler ein Gehäuse auf, wobei die erste Stirnfläche des Rückkörpers mit einer Fläche des Gehäuses stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Besonders bevorzugt weist auch das Gehäuse mindestens ein Zentrierelement auf, das mit einem entsprechenden Zentrierelement der ersten Stirnfläche des Rückkörpers derart zusammenwirkt, dass das Gehäuse an der gemeinsamen Mittelachse ausgerichtet ist.
  • Auch die Membran kann bevorzugt ein Zentrierelement aufweisen, das mit einem entsprechenden Zentrierelement der Stirnfläche des Vorderkörpers derart zusammenwirkt, dass die Membran an der gemeinsamen Mittelachse ausgerichtet ist.
  • Durch diese Maßnahmen wird eine weitere Vereinfachung der Montage erzielt.
  • Der erfindungsgemäße elektroakustische Wandler ist besonders geeignet für alle Fahrzeuge oder bewegte Maschinen, die eine Umfeldsensierung auf Ultraschallbasis einsetzen. Darunter fallen z.B. Kraftfahrzeuge mit Fahrerassistenzsystemen, wie Einparkhilfen oder Spurwechselassistenten, aber auch Systeme aus der Robotik, z.B. Transportroboter in der Fertigung, in Krankenhäusern, in Pflegeheimen, oder in Logistikbereichen. Ebenfalls denkbar ist der Einsatz bei Land- und Baumaschinen.
  • Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Montage eines wie vorgehend beschriebenen elektroakustischen Wandlers, wobei der Vorderkörper und das piezoelektrische Element und der Rückkörper mittels der Zentrierelemente an der gemeinsamen Mittelachse ausgerichtet werden und miteinander stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden werden.
  • Erfindungsgemäß ist außerdem ein Karosserieteil für ein Kraftfahrzeug mit einer Außenhaut vorgesehen, wobei die Außenhaut zumindest bereichsweise als Membran ausgebildet ist. Ein erfindungsgemäß ausgebildeter elektroakustischer Wandler ist mit der Stirnfläche des Vorderkörpers an eine Innenfläche der Membran gekoppelt, so dass akustische Signale von dem elektroakustischen Wandler durch die Außenhaut gesendet und empfangen werden können. Vorteilhaft ist durch diese Anordnung der elektroakustische Wandler von außen nicht sichtbar und gegen Schmutz und Wettereinflüsse geschützt.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
    • Figur 1a zeigt eine Anordnung eines elektroakustischen Wandlers nach einer ersten Ausführung der Erfindung.
    • Figur 1b zeigt ein piezoelektrisches Element in Draufsicht, das gemäß der ersten Ausführung der Erfindung ausgebildet ist.
    • Figur 2 zeigt eine Anordnung eines elektroakustischen Wandlers nach einer zweiten Ausführung der Erfindung.
    • Figur 3 zeigt eine Anordnung eines elektroakustischen Wandlers nach einer dritten Ausführung der Erfindung.
    • Figur 4 zeigt ein piezoelektrisches Element in Draufsicht, das gemäß einer alternativen Ausführung der Erfindung ausgebildet ist.
    • Figur 5 zeigt ein piezoelektrisches Element in Draufsicht, das gemäß einer alternativen Ausführung der Erfindung ausgebildet ist.
  • Figur 1a zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch einen nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten elektroakustischen Wandler 1. Der elektroakustische Wandler 1 umfasst einen stabförmigen Vorderkörper 10 mit einer Bodenfläche 16 und einer Stirnfläche 14, ein piezoelektrisches Element 20, das als eine dünne keramische Scheibe ausgebildet ist und parallel zu einer Abstrahlebene des Wandlers 1 angeordnet ist. Das piezoelektrische Element 20 weist eine erste Oberfläche 24 und eine, der ersten Oberfläche 24 gegenüberliegende zweite Oberfläche 26 auf. Weiterhin umfasst der Wandler 1 einen Rückkörper 30 mit einer ersten Stirnfläche 38 und einer zweiten Stirnfläche 36. Die Bodenfläche 16 des Vorderkörpers 10 ist mit der ersten Oberfläche 24 des piezoelektrischen Elements 20 stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden, beispielsweise durch Kleben oder Schrauben. Die zweite Stirnfläche 36 des Rückkörpers 30 ist mit der zweiten Oberfläche 26 des piezoelektrischen Elements 20 stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden.
  • Der Vorderkörper 10 und der Rückkörper 30 dienen zur Übertragung und Verstärkung von akustischen Wellen, die von dem scheibenförmigen piezoelektrischen Element 20 erzeugt oder empfangen werden. Das piezoelektrische Element 20 weist hierzu Elektroden und elektrische Kontakte auf (nicht dargestellt) durch die Spannungssignale an das piezoelektrische Element 20 angelegt oder Spannungssignale bzw. Ladungsverschiebungen, die von dem piezoelektrischen Element 20 erzeugt werden, empfangen werden können. Das piezoelektrische Element kann beispielsweise eine Piezokeramik aufweisen. Der Pfeil D deutet die Hauptschwingungsrichtung (Dickenschwingung) des erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlers 1 an.
  • Die Stirnfläche 14 des Vorderkörpers 10 ist an eine Innenfläche 44 einer Membran 40 gekoppelt, die geeignet ist Schallwellen abzustrahlen oder zu empfangen. Wird der elektroakustische Wandler 1 als Ultraschallsensor in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, so kann es sich bei der Membran 40 beispielsweise um die Außenhaut bzw. einen Bereich einer Außenhaut eines Karosserieelements, wie z.B. eines Stoßfängers, handeln. Der elektroakustische Wandler 1 ist dann auf der Innenseite des Karosserieelements angeordnet und somit von außen nicht sichtbar. Damit ist der elektroakustische Wandler 1 gegen Schmutz und Wettereinflüsse geschützt.
  • Der elektroakustische Wandler 1 umfasst außerdem ein Gehäuse 50, das hier nur schematisch dargestellt ist. Das Gehäuse 50 dient als Einspannung des Verbunds aus Vorderkörper 10, piezoelektrischem Element 20 und Rückkörper 30. Das Gehäuse 50 ist in diesem Beispiel mit dem Rückkörper 30 an der ersten Stirnfläche 38 verbunden, z.B. durch Klebung.
  • Erfindungsgemäß weisen der Vorderkörper 10, das piezoelektrische Element 20 und der Rückkörper 30 jeweils Zentrierelemente auf, die dazu dienen den Vorderkörper 10, das piezoelektrische Element 20 und den Rückkörper 30 an einer gemeinsamen Mittelachse 100 auszurichten. Durch die möglichst exakte Ausrichtung an der gemeinsamen Mittelachse 100 wird erreicht, dass bei der Anregung neben der Betriebsschwingung in Dickenrichtung D keine unerwünschten Schwingungsmoden mit anderen Schwingungsrichtungen zu erzeugt werden.
  • In dem Beispiel gemäß Figur 1a weist der Vorderkörper 10 an seiner Bodenfläche 16 als Zentrierelement einen Zapfen 12 auf, der sich zentral aus der Bodenfläche 16 erhebt. Der Zapfen 12 kann beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein und einen runden Querschnitt aufweisen. Ebenso ist jedoch auch ein quadratischer oder auch beliebig geformter Querschnitt denkbar. Das piezoelektrische Element 20 weist als Zentrierelement einen zentralen Durchbruch 22 auf. Der Durchbruch 22 weist einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen dem Durchmesser des Zapfens 12 entspricht, so dass der Zapfen 12 durch den Durchbruch 22 hindurchgeführt werden kann. In Figur 1b ist das piezoelektrische Element 20 mit dem zentralen Durchbruch 22 in Draufsicht dargestellt.
  • Der Rückkörper 30 weist an seiner zweiten Stirnfläche 36 als Zentrierelement eine zentrale Vertiefung 32 auf. Die Vertiefung 32 weist einen Durchmesser auf, der im Wesentlichen dem Durchmesser des Zapfens 12 entspricht, so dass der Zapfen 12 durch den Durchbruch 22 hindurch in die Vertiefung 32 geführt werden kann.
  • Durch das Zusammenwirken des Zapfens 12, des Durchbruchs 22 und der Vertiefung 32 werden der Vorderkörper 10, das piezoelektrische Element 20 und der Rückkörper 30 erfindungsgemäß an der gemeinsamen Mittelachse 100 ausgerichtet.
  • Zwar sind sowohl der Zapfen 12, also auch der Durchbruch 22 und die Vertiefung 32 im vorangegangenen Beispiel zentral angeordnet, es ist jedoch auch denkbar, die Zentrierelemente nicht zentral anzuordnen. Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung denkbar statt einem Zapfen 12 mehrere sich von der Bodenfläche 16 erhebenden Zapfen als Zentrierelemente am Vorderkörper 10 vorzusehen. Daraus folgend kann auch das piezoelektrische Element 20 mehrere Durchbrüche 22', 122 und der Rückkörper 30 kann mehrere Vertiefungen als Zentrierelemente aufweisen. Entsprechende Ausführungseispiele für das piezoelektrische Element 20, 120 sind in den Figuren 4 und 5 dargestellt.
  • Insbesondere wenn der Querschnitt des Vorderkörpers, des piezoelektrischen Elements und/oder des Rückkörpers, beispielsweise zur Erzielung einer bestimmten Abstrahlcharakteristik, nicht rotationssymmetrisch ausgebildet sind, kann durch entsprechende Anordnung der Zentrierelemente zusätzlich zu der Ausrichtung an der gemeinsamen Mittelachse 100 ein Verdrehschutz realisiert werden, durch den eine falsche Orientierung des Vorderkörpers, des piezoelektrischen Elements und/oder des Rückkörpers zueinander vermieden wird. Ein Beispiel für eine derartige Ausbildung der Zentrierelemente 122 eines nicht rotationssymmetrisch ausgebildeten piezoelektrischen Elements 120 ist in Figur 5 dargestellt.
  • Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlers 1. Der Vorderkörper 10 weist auch in diesem Beispiel an seiner Bodenfläche 16 als Zentrierelement einen Zapfen 12 auf, der sich zentral aus der Bodenfläche 16 erhebt. Der Zapfen 12 greift in einen zentral angeordneten Durchbruch 22 des piezoelektrischen Elements 20 ein, wodurch der Vorderkörper 10 und das piezoelektrische Element 20 an der gemeinsamen Mittelachse 100 ausgerichtet werden. Jedoch weist in diesem Beispiel der Zapfen 12 eine Länge auf, die geringer ist, als die Dicke des piezoelektrischen Elements 20 im Bereich des Durchbruchs 22. Das bedeutet, der Zapfen 12 greift zwar in den Durchbruch 22 ein, ragt jedoch nicht durch den Durchbruch 22 hindurch. In dem in Figur 2 dargestellten Beispiel entspricht die Länge des Zapfens 12 in etwa einem Drittel der Dicke des piezoelektrischen Elements 20 im Bereich des Durchbruchs 22.
  • Der Rückkörper 30 weist an seiner zweiten Stirnfläche 36 als Zentrierelement einen Zapfen 33 auf, der sich zentral von der zweiten Stirnfläche 36 erhebt. Der Zapfen 33 ragt ebenfalls in den Durchbruch 22 des piezoelektrischen Elements 20 hinein, wodurch der Rückkörper 30 und das piezoelektrische Element 20 an der gemeinsamen Mittelachse 100 ausgerichtet werden. Der Zapfen 33 weist ebenfalls eine Länge auf, die geringer ist, als die Dicke des piezoelektrischen Elements 20 im Bereich des Durchbruchs 22 abzüglich der Länge des Zapfens 12. Das bedeutet, der Zapfen 12 greift in den Durchbruch 22 ein, ohne den Zapfen 12 zu berühren. In dem in Figur 2 dargestellten Beispiel entspricht die Länge des Zapfens 33 ebenfalls in etwa einem Drittel der Dicke des piezoelektrischen Elements 20 im Bereich des Durchbruchs 22.
  • Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandlers 1. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform.
  • Zusätzlich weist der Vorderkörper 10 in diesem Beispiel an seiner Stirnfläche 14 eine Einkerbung 15 auf. Die Membran 40 weist an ihrer Innenseite 44 mindestens einen entsprechend geformten Vorsprung oder Dom 45 auf, der in die Einkerbung 15 eingreift. Dadurch wird eine bestimmte Ausrichtung des Vorderkörpers 10 und der Membran 40 erzielt, beispielsweise eine Ausrichtung an der Mittelachse 100. Es können alternativ auch mehrere Einkerbungen 15 und/oder mehrere Vorsprünge 45 vorgesehen sein.
  • Außerdem weist die erste Stirnfläche 38 des Rückkörpers eine Einkerbung 35 auf, die mit einem entsprechend geformten Vorsprung oder Dom 55 des Gehäuses 50 zusammenwirkt. Dadurch wird eine bestimmte Ausrichtung des Rückkörpers 30 und des Gehäuses 50 erzielt, beispielsweise eine Ausrichtung an der Mittelachse 100. Es können alternativ auch mehrere Einkerbungen 35 und/oder mehrere Vorsprünge 55 vorgesehen sein.
  • Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Zapfen 12, 33 können zusätzlich über ein Gewinde oder über Führungsnuten verfügen. Führungsnuten sichern gegen eine unerwünschte Verdrehung. Folgende Varianten der jeweiligen Verbindung zwischen dem Vorderkörper 10 und dem piezoelektrischen Element 20 und dem Rückkörper 30 mittels der Zentrierelemente 12, 22, 32 und 33 sind vorteilhaft:
    • Die Zapfen 12 bzw. 33 sind ohne Gewinde ausgebildet, eine stoffschlüssige Verbindung erfolgt durch Klebung.
    • Die Zapfen 12 bzw. 33 sind mit einem Gewinde ausgebildet, es erfolgt eine kraftschlüssige Verbindung.
    • Die Zapfen 12 bzw. 33 sind mit einem Gewinde ausgebildet, es erfolgt eine kraftschlüssige Verbindung, zusätzlich wird durch Klebung eine stoffschlüssige Verbindung erzielt.
    • Die Zapfen 12 bzw. 33 sind ohne ein Gewinde, jedoch mit Führungsnuten (gegen Verdrehung) ausgebildet, eine stoffschlüssige Verbindung erfolgt durch Klebung.

Claims (10)

  1. Elektroakustischer Wandler (1), umfassend
    einen Vorderkörper (10) mit einer Bodenfläche (16) und einer Stirnfläche (14),
    mindestens ein piezoelektrisches Element (20) mit einer ersten Oberfläche (24) und einer zweiten Oberfläche (26),
    einen Rückkörper (30) mit einer ersten Stirnfläche (38) und einer zweiten Stirnfläche (36), wobei
    die Stirnfläche (14) des Vorderkörpers (10) an eine Membran (40) koppelbar ist, die geeignet ist Schallwellen abzustrahlen und/oder zu empfangen,
    und wobei die Bodenfläche (16) des Vorderkörpers (10) mit der ersten Oberfläche (24) des piezoelektrischen Elements (20) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig, verbunden ist und die zweite Stirnfläche (36) des Rückkörpers (30) mit der zweiten Oberfläche (26) des piezoelektrischen Elements (20) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Vorderkörper (10) und/oder das piezoelektrische Element (20) und/oder der Rückkörper (30) Zentrierelemente (12, 22, 32, 33) aufweisen, wobei mittels der Zentrierelemente (12, 22, 32, 33) der Vorderkörper (10) und das piezoelektrische Element (20) und der Rückkörper (30) an einer gemeinsamen Mittelachse (100) ausgerichtet sind.
  2. Elektroakustischer Wandler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (16) des Vorderkörpers (10) als Zentrierelement einen, insbesondere zentral angeordneten, Zapfen (12) aufweist, der in ein als Vertiefung in der ersten Oberfläche (24) des piezoelektrischen Elements (20) oder als Durchbruch (22) des piezoelektrischen Elements (20) ausgebildetes Zentrierelement eingreift.
  3. Elektroakustischer Wandler (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stirnfläche (36) des Rückkörpers (30) als Zentrierelement eine, insbesondere zentral angeordnete, Vertiefung (32) aufweist, wobei der Zapfen (12) durch ein als Durchbruch (22) des piezoelektrischen Elements (20) ausgebildetes Zentrierelement hindurch in die Vertiefung (32) der zweiten Stirnfläche (36) des Rückkörpers (30) eingreift.
  4. Elektroakustischer Wandler (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stirnfläche (36) des Rückkörpers (30) als Zentrierelement einen, insbesondere zentral angeordneten,
    Zapfen (33) aufweist, der in ein als insbesondere zentral angeordneter Durchbruch (22) des piezoelektrischen Elements (20) ausgebildetes Zentrierelement eingreift.
  5. Elektroakustischer Wandler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektroakustische Wandler (1) ein Gehäuse (50) aufweist, wobei die erste Stirnfläche (38) des Rückkörpers (30) mit einer Fläche (58) des Gehäuses (50) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist.
  6. Elektroakustischer Wandler (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (50) ein Zentrierelement (55) aufweist, das mit einem Zentrierelement (35) der ersten Stirnfläche (38) des Rückkörpers (30) derart zusammenwirkt, dass das Gehäuse (50) an der gemeinsamen Mittelachse (100) ausgerichtet ist.
  7. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (40) ein Zentrierelement (45) aufweist, dass mit einem Zentrierelement (15) der Stirnfläche (14) des Vorderkörpers (10) derart zusammenwirkt, dass die Membran (40) an der gemeinsamen Mittelachse (100) ausgerichtet ist.
  8. Elektroakustischer Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Mittelachse (100) senkrecht zu der ersten Oberfläche (24) des piezoelektrischen Elements (20) und senkrecht zu der zweiten Stirnfläche (36) des Rückkörpers (30) und senkrecht zu der zweiten Oberfläche (26) des piezoelektrischen Elements (20) verläuft.
  9. Verfahren zur Montage eines elektroakustischen Wandlers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorderkörper (10) und das piezoelektrische Element (20) und der Rückkörper (30) mittels der Zentrierelemente (12, 22, 32, 33) an der gemeinsamen Mittelachse (100) ausgerichtet werden und miteinander stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden werden.
  10. Karosserieteil für ein Kraftfahrzeug mit einer Außenhaut, die zumindest bereichsweise als Membran (40) ausgebildet ist und einem elektroakustischen Wandler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Stirnfläche (14) des Vorderkörpers (10) des elektroakustischen Wandlers (1) an eine Innenfläche (44) der Membran (40) gekoppelt ist, so dass akustische Signale von dem elektroakustischen Wandler (1) durch die Außenhaut gesendet und empfangen werden können.
EP14177004.0A 2013-08-19 2014-07-15 Elektroakustischer Wandler Withdrawn EP2839888A3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013216380.0A DE102013216380A1 (de) 2013-08-19 2013-08-19 Elektroakustischer Wandler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2839888A2 true EP2839888A2 (de) 2015-02-25
EP2839888A3 EP2839888A3 (de) 2015-10-28

Family

ID=51176253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14177004.0A Withdrawn EP2839888A3 (de) 2013-08-19 2014-07-15 Elektroakustischer Wandler

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2839888A3 (de)
DE (1) DE102013216380A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109906480A (zh) * 2016-11-03 2019-06-18 罗伯特·博世有限公司 超声换能器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8085621B2 (en) 2008-07-24 2011-12-27 Massa Products Corporation Ultrasonic transducer with improved method of beam angle control

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4065687A (en) * 1973-03-28 1977-12-27 Taga Electric Co., Ltd. Supersonic vibrator with means for detecting vibrating speed
US20060043840A1 (en) * 2004-09-01 2006-03-02 Impulse Devices Inc. Acoustic driver assembly with restricted contact area
US8320218B2 (en) * 2008-07-24 2012-11-27 Massa Products Corporation Hidden ultrasonic transducer with beam angle control for non-contact target detection systems

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8085621B2 (en) 2008-07-24 2011-12-27 Massa Products Corporation Ultrasonic transducer with improved method of beam angle control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109906480A (zh) * 2016-11-03 2019-06-18 罗伯特·博世有限公司 超声换能器

Also Published As

Publication number Publication date
EP2839888A3 (de) 2015-10-28
DE102013216380A1 (de) 2015-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2559024B1 (de) Verfahren zum ansteuern eines ultraschallsensors und ultraschallsensor
DE102015015900B3 (de) Schwingelement für einen Ultraschall-Transducer mit Mehrfachresonanz
DE102012106693A1 (de) Ultraschallsensoranordnung mit einem Ultraschallsensor im Kühlergrill, Kraftfahrzeug und entsprechendes Verfahren
EP3010651B1 (de) Umfeldsensiereinrichtung mit modularem ultraschallwandler, und kraftfahrzeug mit einer derartigen umfeldsensiereinrichtung
EP2734860B1 (de) Montageverbund eines kraftfahrzeugs
DE112018001234B4 (de) Ultraschallwellensensor
DE102009040264A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung oder zum Empfang von Ultraschallwellen sowie Ultraschallmessvorrichtung und Fahrzeug
EP3039448B1 (de) Sensoranordnung
DE102013211606A1 (de) Umfeldsensiereinrichtung mit Ultraschallwandler, und Kraftfahrzeug mit einer derartigen Umfeldsensiereinrichtung
EP2031580B1 (de) Ultraschallsensor mit einem Trägerelement und einer Membran, wobei die Membran in das Trägerelement eingebettet ist
DE102015015901B3 (de) Schwingelement für einen Ultraschall-Transducer mit einer auf einem Translationsgitter basierenden Mehrfachresonanz
EP2909831B1 (de) Ultraschallsensorvorrichtung mit einer versteifungseinheit, anordnung, kraftfahrzeug und verfahren zum herstellen einer anordnung
WO2013139550A1 (de) Ultraschallsensor und verfahren zur messung eines objektabstands
DE102015015903B3 (de) Schwingelement für einen Ultraschall-Transducer mit einer auf einer Rotationsperiodizität basierenden Mehrfachresonanz
EP3010655A1 (de) Elektroakustischer wandler
EP2839888A2 (de) Elektroakustischer Wandler
DE102017209823A1 (de) Ultraschallsensor
WO2014202332A1 (de) Elektroakustischer wandler
DE102017205375A1 (de) Schallwandler
EP3010652A1 (de) Umfeldsensiereinrichtung mit ultraschallwandler, und kraftfahrzeug mit einer derartigen umfeldsensiereinrichtung
DE102017108341A1 (de) Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Sendeeinrichtung und separaten Empfangseinrichtungen, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
DE102017122428B4 (de) Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug
DE102016221542A1 (de) Membrantopf für einen Ultraschallwandler und Ultraschallwandler
WO2018104032A1 (de) Ultraschallsensor für ein kraftfahrzeug mit einem akustischen koppelelement, ultraschallsensoranordnung, kraftfahrzeug und verfahren
EP3776527A1 (de) Schallwandler

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20140715

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B06B 1/06 20060101AFI20150923BHEP

Ipc: G10K 9/22 20060101ALI20150923BHEP

R17P Request for examination filed (corrected)

Effective date: 20160428

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ROBERT BOSCH GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20201118

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20220826

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20230106