用于超声换能器的膜片罐形件和超声换能器的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于超声换能器的膜片罐形件。此外，本发明涉及一种具有根据本发明的膜片罐形件的超声换能器。

背景技术：

具有权利要求1的前序部分的特征的用于超声换能器的膜片罐形件由申请人的de102006050037a1已知。在这种膜片罐形件的构造或结构上的构型中要满足一系列规定或者说特性。这例如涉及以下可能性：能够在构造复杂的情况下尽可能成本有利地制造膜片罐形件，能够使膜片罐形件的特性、声振动沿期望的方向扩散以及也实现以下特性，即使尽可能少的能量从膜片罐形件通过超声换能器的接收膜片罐形件的壳体传递到车辆的车身结构上，以便例如避免接收干扰信号或类似信号。此外，膜片罐形件必须在它的膜片底部的区域中构造用于接收通常呈压电元件形式的换能器元件。为了尽可能优化地满足上面提到的规定，在已知的膜片罐形件中设置为，该膜片罐形件在具有圆的外轮廓的情况下具有卵形的内轮廓，其在卵形的内轮廓的两个较长侧的区域中具有(关于膜片罐形件的纵轴线)径向向外伸出的、圆弧形的区段。通过最后提到的圆弧形的区段尤其能够实现所提到的换能器元件的布置或接收。

技术实现要素：

根据本发明的具有权利要求1特征的用于超声换能器的膜片罐形件具有以下优点：在膜片罐形件具有成本相对有利的可制造性的情况下同时优化开始时提到的关于膜片罐形件与壳体的尽可能好的声学解耦、即避免声波传递到车身结构上的规定或期望特性、以及超声波的期望的传播特征。

根据本发明，为此设置为，膜片罐形件的凹部的内轮廓在垂直于膜片罐形件的纵轴线布置的横截面中至少近似椭圆形地构造。已证明，在内轮廓近似椭圆形情况下尤其优化期望的传播特征，其中，可以实现在水平平面中的相对较大的传播角度和在竖直平面中的相对较小的传播角度(相比于水平平面)。此外，实现耦入到膜片罐形件的侧壁中的能量的最小化，即，声振动的传播如期望的那样主要垂直于膜片底部的平面地进行。然而考虑到另外的边界条件、尤其是在紧凑构造的膜片罐形件中实现换能器元件(压电元件)在膜片底部上的集成的可能性，相对较困难地实现理想的椭圆形轮廓。因此，针对实际情况优化的内轮廓同样与理想的椭圆形轮廓稍微不同。

根据本发明的用于超声换能器的膜片罐形件的有利扩展方案在从属权利要求中举出。

为了在外尺寸方面尽可能紧凑构造的膜片罐形件中实现换能器元件(压电元件)的所提到的接收而设置为，至少近似椭圆形构造的内轮廓沿副轴线的方向关于主轴线镜像对称地分别具有中间区段，该中间区段局部弯曲地构造。

为了使基于换能器元件的安装和布置所需的内轮廓尽可能适配于(理想的)椭圆形状，还设置为，内轮廓沿主轴线和副轴线的方向的最大延伸部与(理想的)椭圆形轮廓重合。

在实际情况中，内轮廓已经证明为特别有利的是，沿主轴线的方向观察，在该内轮廓中该内轮廓在弯曲的中间区段外部(该中间区段使用于或者说适用于接收换能器元件)具有第一轮廓区段，该第一轮廓区段在理想的椭圆形轮廓的外部走向，并且在背离弯曲的中间区段的一侧上在第一轮廓区段上衔接第二轮廓区段，该第二轮廓区段在理想的椭圆形轮廓内部走向，并且该第二轮廓区段在沿主轴线的方向的最大延伸部的区域中与理想的椭圆形轮廓重合。

当换能器元件圆形地构造时，为了建立膜片罐形件的内轮廓和换能器元件之间的确定的、总是相等的距离而设置为，内轮廓在(弯曲构造的)中间区段的区域中圆弧区段形地构造。

本发明还包括具有至此所描述的、根据本发明的膜片罐形件的超声换能器。这种超声换能器的特征在于在具有成本更有利的可制造性的情况下的优化功能。

附图说明

本发明的其他优点、特征和细节由下面对优选实施例的描述以及参照附图得出。

附图示出：

图1作为超声换能器的组成部分的膜片罐形件的简化纵截面，

图2根据图1的膜片罐形件的立体示图，该膜片罐形件没有布置在其中的换能器元件，

图3沿图1的平面iii-iii的截面，和

图4根据图1和2的膜片罐形件的半纵截面，用于阐明所述膜片罐形件相比于根据现有技术的膜片罐形件的振动特性。

相同元件或具有相同功能的元件在附图中设有相同的附图标记。

具体实施方式

在附图中示出用于未示出的超声换能器的膜片罐形件10，其中，超声换能器尤其布置在机动车的保险杠的区域中并且是驾驶员辅助系统的组成部件以用于感测对象和该对象相对于保险杠的距离。在此，在附图中示出的膜片罐形件10与超声换能器的未示出的壳体连接，该壳体在安装状态中与所提到的保险杠至少间接地连接。

由金属制成的、基本上盆形的膜片罐形件10以深拉工艺或挤出工艺制造并且具有纵轴线11。侧壁12同轴地围绕纵轴线11。此外，膜片罐形件10在一端侧上由底部区域13或者说膜片底部限界，并且在另一端侧上具有径向向外伸出的、环绕的法兰14。膜片罐形件10的外轮廓16或其横截面圆形地构造，并且由侧壁12和底部区域13限界的、盲孔形的凹部18在它的内侧上具有锥形构造的过渡区域19。

沿着纵轴线11的方向观察，除了在法兰14的区域和底部区域13中之外，侧壁12的壁厚d至少近似恒定，而沿侧壁12的周向方向观察，壁厚d改变。

在凹部18内部，在底部区域13上布置有仅在图1中示出的、尤其呈压电制动器形式的换能器元件20，并且通过(未示出的)粘接层或类似物与底部区域13固定地并且尤其刚性地连接。借助换能器元件20，底部区域13在发射阶段中在相应于双箭头21的沿着纵轴线11的方向布置的振动方向中激励产生振动。在此，通过底部区域13与侧壁12的刚性耦合也使侧壁12激励产生振动，然而是横向振动，如通过双箭头22应标明的那样。

如上所述，膜片罐形件10的外轮廓16至少近似圆地或者说圆形地构造，而膜片罐形件10的内轮廓25至少近似椭圆形地至少构造在法兰14和底部区域13之间的区域中。内轮廓25的精确形状与理想的椭圆形轮廓26的比较在图3中详细示出。尤其看出，内轮廓25具有主轴线27和副轴线28，它们彼此垂直地布置，其中，主轴线27与副轴线28的交点与膜片罐形件10的纵轴线11重合。此外可看出，沿副轴线28的方向观察，关于主轴线27对称地设置有两个圆弧区段形构造的中间区段29。这些中间区段29在装配换能器元件20的情况下优选具有相对于(圆形或盘形构造的)换能器元件20的外周边的恒定的间距。这两个中间区段29尤其在(理想的椭圆形的)轮廓26内部走向。沿主轴线27的方向观察，从这两个中间区段29延伸出轮廓区段31，该轮廓区段布置在轮廓26内部。沿主轴线27的方向观察，在轮廓区段31上衔接另外的轮廓区段32，其特征在于，所述另外的轮廓区段32在理想的椭圆形轮廓26的外部走向。此外，内轮廓25的特征是，内轮廓25在主轴线27和副轴线28的区域中的最大延伸部与(椭圆形的)轮廓26的最大延伸部重合。

在图4中示出至此所述的、至少近似椭圆形的内轮廓25在膜片罐形件10通过换能器元件20激励产生振动时相比于根据现有技术的传统轮廓的优点。在这里尤其看出，沿着膜片罐形件10的径向方向观察，侧壁12在根据本发明的膜片罐形件10的曲线图x中的振动幅度a明显小于在传统的膜片罐形件的侧壁的曲线图y中的振动幅度a。换言之，这意味着，由换能器元件20传递到膜片罐形件10中的振动能量以期望的方式沿着纵轴线11的方向进行，并且不在垂直于纵轴线11走向的方向中进行、即耦入到侧壁12中。通过这种传播特征，相比于传统的膜片罐形件，尤其也感测到没有或较少的来自膜片罐形件10旁边布置的另外的膜片罐形件10或超声换能器的干扰声波。

至此所描述的膜片罐形件10或其几何结构可以与至此所述的几何结构至少稍微不同，而不偏离本发明构思。本发明构思在于，膜片罐形件10的内轮廓25至少近似椭圆形地构造。