CN104507757B - 制造用于机动车辆的超声波传感器的方法、超声波传感器和机动车辆 - Google Patents
制造用于机动车辆的超声波传感器的方法、超声波传感器和机动车辆 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及通过提供传感器壳体(2)、膜件(5)和断联元件(6)而制造用于机动车辆的超声波传感器(1)的方法，所述膜件(5)用于发射和/或接收超声波信号，所述断联元件(6)布置在传感器壳体(2)与膜件(5)之间，断联元件(6)被挤出到传感器壳体(2)的内表面上，且之后，膜件(5)被插入到传感器壳体(2)中。
Description
技术领域
本发明涉及通过提供传感器壳体、膜件和断联元件而制造用于机动车辆的超声波传感器的方法，所述膜件用于发射和/或接收超声波信号，所述断联元件布置在传感器壳体与膜件之间，用于将膜件从传感器壳体关于振动断联。本发明还涉及超声波传感器，并涉及具有这种传感器的机动车辆。
背景技术
用于机动车辆的超声波传感器已经为本领域已知。它们通常是称为为停车辅助的系统的组成部分，所述系统用于辅助驾驶员执行关于机动车辆的操纵，具体地说，特别是当在停车空间中停车时或当离开停车空间时。通常使用多个这样的超声波传感器，其布置在机动车辆的前和后保险杠上，使得它们沿车辆的横向方向分布。
超声波传感器用于测量(一方面)机动车辆与(另一方面)机动车辆附近的障碍物之间的距离。为此目的，超声波信号借助于膜件而被发射，经由压电元件，用于此目的的所述膜件被诱发以经受机械振动。发射的超声波信号随后在障碍物处被反射，并作为反射波返回到超声波传感器。反射波再次诱发膜件经受机械振动，由此在压电元件处诱导出电压，且该电压通过电子控制装置拾获。随后，根据超声波信号的传输时间确定距离。
现在，兴趣聚焦于制造超声波传感器，或设计超声波传感器。为了将膜件从传感器壳体在振动方面断联，通常使用称为为断联元件的元件，其例如由软弹性材料形成。该断联元件则具有将由塑料形成的传感器壳体从膜件的机械振动断联的任务。这样的断联元件例如从文档DE 10 2006 028 214 A1已知。该断联元件布置在(一方面)膜件与(另一方面)传感器壳体之间，且具有将膜件保持在壳体中并降低膜件的振动向壳体的传送的功能。在这里，环形断联元件通过栓锁器件被连接到传感器壳体。
用于制造开头提到的一般类型的超声波传感器的方法从文档DE 101 25 272 A1已知。为了制造断联元件，液体介质被注射或倾注到膜件与传感器壳体之间的中间空间中。
发明内容
本发明的目的是，提供一种方式，其中超声波传感器的制造相比于现有技术可以进一步被简化。
根据本发明，通过具有根据各独立专利权利要求的特征的方法、超声波传感器、以及机动车辆实现该目的。本发明的有利实施例是从属权利要求、说明书和附图的主题。
在根据本发明的制造用于机动车辆的超声波传感器的方法的情形中，首先提供如下部件：传感器壳体、膜件，还有断联元件。断联元件布置在传感器壳体与膜件之间。根据本发明，提供了，断联元件注射模制到传感器壳体的内表面上，且膜件随后插入到传感器壳体内。这使得超声波传感器的制造特别简单，因为在超声波传感器的组装中不再需要附加的安装步骤，具体来说是安装断联元件的步骤。这是因为，该断联元件已经注射模制到传感器壳体的内侧上，且因此，超声传感器的组装实质上仅限于膜件以及可能还有印刷电路板插入到传感器壳体中。总体来说，还使得，更少的单个部分必须被提供和处理，且此外，组装公差被降低到最小。
传感器壳体优选地由彼此分开的两个壳体壳部形成。这些壳体壳部优选地表示两个壳体半部，两个壳体半部共同形成中空的圆柱形传感器壳体。该情形中，两个壳体壳部优选地分别表示圆柱形传感器壳体的180°扇形部。这意味着，传感器壳体沿着分开平面特别地被分为两个壳体壳部，所述分开平面平行于圆柱形传感器壳体的纵向轴线伸展。
因此，传感器壳体由彼此分开的两个壳体壳部形成。因此，在该实施例的情形中，断联元件还优选地由两个分开的部分形成，其中断联元件的部分分别注射模制到两个壳体壳部的相应内表面上。这使得超声波传感器的组装可行而无需大的努力。这是因为，仅仅将膜件插入在两个壳体壳部之间并通过连接两个壳体壳部而将膜件夹持在位就足够了。
在一个实施例中，膜件到传感器壳体的插入包括，膜件首先被插入到一个壳体壳部内，且两个壳体壳部随后被连接到彼此，且因此膜件在断联元件的两个部分之间被夹持在位。一方面，这使得超声波传感器的组装特别简单；另一方面，其还允许膜件特别可靠地且没有滑动地保持在两个壳体壳部之间。特别地，这里可以提供，膜件的沿径向方向延伸的凸缘相对于传感器壳体的内表面成直角地插入到一个壳体壳部内，且随后由另一壳体壳部从另一侧覆盖，且这具有的总体效果是，其被夹持在两个壳体壳部之间。该情形中，膜件的振动区部可位于传感器壳体之外，具体地，通过传感器壳体的端部面中的轴向开口突出其之外。
证明有利的是如果两个壳体壳部通过栓锁器件连接到彼此。一方面，在操作中两个壳体壳部之间的连接特别可靠；另一方面，这样的连接还可以特别快速地实现，因为例如一个壳体壳部被压抵另一壳体壳部，且栓锁凸耳接合在对应的栓锁开口中。
可以提出，通过两个壳体壳部的连接，膜件通过形状配合和/或压入配合固定在传感器壳体中，在部分之间，在断联元件的两侧上。这允许，膜件在传感器壳体中的可靠且安全的就座被确保，且因此膜件从传感器壳体的分拆被阻止。
为了密封两个壳体壳部之间的连接位置，断联元件的至少一个部分可具有对应的密封件。这可以例如采取这样的形式，断联元件的一个部分在连接区部中具有凹槽或凹部，当两个壳体壳部被连接时，断联元件的另一部分的对应密封舌部被接收在该凹槽或凹部中。因此，连接壳体壳部具有的效果是，断联元件的两个部分被压抵彼此，且密封舌部随后进入断联元件的另一部分中的对应凹部，由此传感器壳体作为整体被相对于外界密封。因此，特别安全地保护了整个超声波传感器免于环境影响。
因此，断联元件可形成为具有用于膜件的压入配合和/或形状配合保持的保持区部。该保持区部可形成为具有周边径向凹槽，膜件的径向边缘区部——特别是前述的径向凸缘——被接收在该凹槽中，以产生形状配合和/或压入配合。这样的周边凹槽实现的效果是，膜件在轴向方向上可靠地固定在传感器壳体中，且此外，在该位置处整个传感器壳体还有效地从外界密封。
然而，断联元件可还具有第二保持区部，其被设计用于保持印刷电路板，该印刷电路板上布置有电子元件。该第二保持区部可以布置为相对于用于保持膜件的第一保持区部径向地偏移，且因此，印刷电路板可以在轴向方向上布置在膜件旁边。这具有的结果是，提供多功能断联元件，其除了关于振动断联之外，以及除了保持膜件的功能之外，还另外具有保护印刷电路板的功能。因此，印刷电路板也布置在可靠密封的区部中，且此外，可以防止机械振动到该印刷电路板的传播。印刷电路板的保护可以以这样的方式进行：其布置为基本平行于圆柱形传感器壳体的纵向轴线，且因此该印刷电路板位于两个壳体壳部之间的分开平面中，且一方面被一个壳体壳部覆盖而另一方面被另一壳体壳部覆盖。
根据本发明的用于机动车辆的超声波传感器包括传感器壳体、膜件以及断联元件，所述断联元件布置在传感器壳体与膜件之间。断联元件被注射模制在传感器壳体的内表面上作为注射模制部分，且传感器壳体具有彼此分开的两个壳体壳部，在所述壳体壳部之间，膜件被夹持在位。
根据本发明的机动车辆包括根据本发明的超声波传感器。
参考根据本发明的方法描述的优选实施例和它们的优势对应地应用于根据本发明的超声波传感器以及根据本发明的机动车辆。
本发明的进一步特征通过权利要求、附图和附图的描述提供。上述描述中的所有特征和特征组合以及下文在附图的描述中提及的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可以以分别指出的组合使用，而且可以以其他组合或单独使用。
附图说明
现在基于优选的示例性实施例以及参考附图更详细地解释本发明。应强调的是，下文中描述的示例性实施例代表本发明的优选实施例，且因此本发明不限于该示例性实施例。
在附图中：
图1以示意和透视的展示方式显示了根据本发明一个实施例的超声波传感器；
图2至4以示意和透视的展示方式显示了根据图1的超声波传感器的各部件；和
图5至7以示意和透视的展示方式显示了用于组装超声波传感器的过程。
具体实施方式
图1中，以示意和透视的展示方式更详细地显示了根据本发明一个实施例的超声波传感器1。超声波传感器1具有传感器壳体2，其在示例性实施例中包括两个壳体壳部3、4。被保持在传感器壳体2中的是膜件5，其借助于断联元件6而被紧固在传感器壳体2中。断联元件6还具有将传感器壳体2从膜件5关于振动断联的功能。
两个壳体壳部3、4借助于栓锁器件7连接到彼此。传感器壳体2具有连接区部8，超声波传感器1可通过该连接区部而被电连接到机动车辆的电子控制装置。除了连接区部8，传感器壳体2具有圆柱形区部9，两个壳体壳部3、4本质上表示圆柱的两个180°扇形部。因此，两个壳体壳部3、4之间的分离沿平行于传感器壳体2的圆柱形区部9的纵向轴线10伸展的平面进行，还可行的是，该纵向轴线10位于所述的分离平面中。因此，沿纵向轴线10分开的两个壳体壳部3、4可以说是传感器壳体2的壳体半部。
如图1所示，膜件5具有振动区部11，其突出到传感器壳体2之外。参考图4，膜件5以基本圆柱形且罐状方式形成，且除了振动区部11，还具有从振动区部11径向向外突出的凸缘12。另一方面，膜件5在轴向端部面处形成为是敞开的，另一方面，构件5具有盘形的膜件基部13(见图1)，其表示膜件5的轴向端部面且在超声传感器1的组装状态中位于传感器壳体2之外。布置在膜件基部13的内侧上的是压电元件(在图中未示出)，其通过电引线14、15连接到印刷电路板。通过引线14、15，电压可施加到压电元件，且可因此诱发膜件5经受机械振动。压电元件处诱发出的电压还可以在引线14、15处被拾获。
还如图1所示的，膜件5通过凸缘12被夹持在两个壳体壳部3、4之间，且更精确地，在断联元件6内。因此，除了振动方面断联之外，断联元件6还提供膜件5的固定紧固。
传感器壳体2的两个壳体壳部3、4在图2和3中更详细示出。断联元件6注射模制到传感器壳体2的或各壳体壳部3、4的内表面上，且因此断联元件6也有两个部分6a、6b形成。因此断联元件6的一个部分6a与相关的第一壳体壳部3形成为单件，或模制在该壳体壳部3的内表面上。对应地，断联元件6的另一部分6b也模制在相关第二壳体壳部4的内表面上，且因此被提供为与该壳体壳部4成单件。总之，断联元件6在传感器壳体2的大部分长度区域上延伸，且在示例性实施例中基本在传感器壳体2的整个轴向长度上延伸。因此，原则上部分6a、6b是断联元件6的两个半部。
如已述的，两个壳体壳部3、4借助于栓锁器件7连接到彼此。这些栓锁器件7一方面具有栓锁元件或栓锁凸耳16——这些栓锁元件或栓锁凸耳16布置在第一壳体壳部4上——且另一方面具有对于的栓锁凹部17。如果两个壳体壳部3、4被压靠彼此，则栓锁凸耳16接合在对应的栓锁凹部17中，由此两个壳体壳部3、4被连接到彼此。断联元件6的第一部分6a则与第二部分6b接触，由此传感器壳体2也被密封。为此目的形成在第一部分6a中是凹槽或凹陷部18，第二部分6b的对应的密封舌部19被接收在凹槽或凹陷部18中。
断联元件6在端部面上具有第一保持区部20，其被设计用来保持膜件5。形成在保持区部20中的是周边凹槽21，膜件5的凸缘12的边缘区部可被接收在周边凹槽21中。紧固以这样的方式发生：凸缘12首先被插入到第一部分6a的凹槽21的一个半部内，且随后第二壳体壳部4随之被放置，且因此凸缘12的其余区部进入第二部分6b的凹槽21的另一半部。
第一保持区部20与第二保持区部22沿轴向方向连结，第二保持区部22被设计用于保持其上布置有电子部件的印刷电路板(例如见图5)。在第二保持区部22中，用于印刷电路板的支撑元件23、24形成在第一部分6a上，印刷电路板可被支撑在所述支撑元件上。布置在印刷电路板上的部件可被接收在第一部分6a的接收部25中，或第一壳体壳部3中。同样的情况还适用于接收部26，其形成在断联元件6的第二部分6b中。
如图2所示，多个金属的且因此导电的连接栓27(借助该连接栓，印刷电路板和布置在那里的部件可以电联接到连接区部8，且由此联接到电子控制装置)从支撑元件24突出，所述支撑元件形成在第一部分6a的轴向后端部区部中。
如图5至7所示，在超声波传感器1的组装过程中，现在通过28表示的印刷电路板被插入到第一壳体壳部3内，以使得印刷电路板28沿轴向方向延伸。印刷电路板28由此支撑在前述支撑元件23、24上。在以下或之前的步骤中，膜件5通过其凸缘12被接收在第一部分6a的凹槽21的第一半部中，并保持在那里。随后，压电元件可通过引线14、15连接到印刷电路板28。随后，第二壳体壳部4可被连接到第一壳体壳部3，且因此膜件5被夹持在壳体壳部3、4之间。这共同产生膜件5在断联元件6中的形状配合且压入配合的紧固，所述断联元件6从外侧径向地围绕膜件5或凸缘12，且因此将膜件5从传感器壳体2关于振动断联。图7中以组装状态显示了超声波传感器1。
Claims (10)
1.一种通过提供传感器壳体(2)、膜件(5)和断联元件(6)而制造用于机动车辆的超声波传感器(1)的方法，所述膜件(5)用于发射和/或接收超声波信号，所述断联元件(6)布置在传感器壳体(2)与膜件(5)之间，
其中，
断联元件(6)被注射模制到传感器壳体(2)的内表面上，且膜件(5)随后被插入到传感器壳体(2)内，
其特征在于，
传感器壳体(2)由彼此分开的两个壳体壳部(3、4)形成，且断联元件(6)由两个分开的部分(6a、6b)形成，且在于，断联元件(6)的部分(6a、6b)分别注射模制到两个壳体壳部(3、4)的相应内表面上。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述膜件(5)被插入到传感器壳体(2)内包括，膜件(5)首先被插入到一个壳体壳部(3、4)内，且两个壳体壳部(3、4)随后被连接到彼此，且因此膜件(5)在断联元件(6)的两个部分(6a、6b)之间被夹持在位。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
两个壳体壳部(3、4)借助于栓锁器件(7)连接到彼此。
4.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
通过壳体壳部(3、4)的连接，膜件(5)通过形状配合和/或压入配合固定在传感器壳体(2)中，在所述部分(6a、6b)之间，在断联元件(6)的两侧上。
5.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
断联元件(6)的至少一个部分(6a、6b)具有密封件(18、19)，所述密封件用于密封两个壳体壳部(3、4)之间的连接部位。
6.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
断联元件(6)形成有用于膜件(5)的压入配合和/或形状配合保持的第一保持区部(20)。
7.根据权利要求6所述的方法，
其特征在于，
第一保持区部(20)形成有周边径向凹槽(21)，膜件(5)的径向边缘区部(12)被接收在该凹槽中，以产生形状配合和/或压入配合。
8.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
断联元件(6)形成有用于保持印刷电路板(28)的第二保持区部(22)。
9.一种用于机动车辆的超声波传感器(1)，其具有传感器壳体(2)、膜件(5)和断联元件(6)，所述膜件(5)用于发射和/或接收超声波信号，所述断联元件(6)布置在传感器壳体(2)与膜件(5)之间，
其特征在于，
断联元件(6)注射模制在传感器壳体(2)的内表面上，且传感器壳体(2)具有彼此分开的两个壳体壳部(3、4)，在所述壳体壳部之间，膜件(5)被夹持在位。
10.一种机动车辆，其具有根据权利要求9所述的超声波传感器(1)。
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