技术领域本发明涉及一种用于制造用于机动车辆的超声波传感器的方法，在该方法中，对于超声波传感器，设置传感器壳体和用于沿发出方向发出超声波信号的膜，膜紧固在传感器壳体中和/或传感器壳体上，其中，传感器壳体具有沿膜的发出方向指向的前侧，和沿与发出方向相对的向后方向指向的后侧，且其中，传感器壳体在后侧上形成有用于超声波传感器的部件的后侧安装开口。本发明还涉及一种用于机动车辆的超声波传感器，且涉及具有所述类型的超声波传感器的机动车辆。
背景技术：
用于机动车辆的超声波传感器已经存在于现有技术中，且可以本身已知的方式安装在机动车辆的前区域中和后区域中，例如在保险杠上。超声波传感器被分配给驾驶员辅助装置，且提供关于车辆环境的信息，更精确地，关于车辆和位于其环境中的障碍物之间的距离的信息。驾驶员辅助装置可在该情况下例如是停车辅助系统、用于盲点监视的系统、用于保持车辆间距的系统、制动辅助系统等。已知所述类型的超声波传感器以非隐蔽且由此可见的方式设置在相关联的面板部件，例如在保险杠中。这意味着，它们设置在延伸贯穿车辆相关联面板部件的切口或通道开口中，且从外界可见。在此，超声波传感器的壶形膜——所谓的铝壶——延伸穿过面板部件的通道开口，使得膜的前侧与面板部件的外表面齐平地终结。此外，还已知以隐蔽方式安装的换能器或超声波传感器。这些因此当从外侧观察面板部件时是不可见的，且被面板部件隐蔽。在超声波传感器以此方式直接安装在面板部件后面的情况下，超声波信号被发射且通过面板部件的材料——通常为塑料的——被接收。在本情况下，关注焦点特别是超声波传感器，它们以可见且由此非隐蔽方式安装，其膜设置在一直延伸穿过相关联面板部件的切口中。所述类型的超声波传感器通常通过由塑料构成的支架紧固至面板部件，其中，所述支架通过双侧粘结带、通过热嵌合或通过超声波附连到面板部件。超声波传感器则可插入到支架中并紧固至支架。用于超声波传感器在保险杠上的可见安装的所述类型支架的使用例如由文献DE102007043500A1已知。在此，包括膜的传感器壳体通过卡合动作接合到支架中，该支架直接连接到保险杠。用于制造超声波传感器的方法例如从EP2027580B1已知。第一组件通过压电元件形成，该压电元件紧固至壶形膜的膜基部。所述第一组件则插入到软弹性解耦元件中，以便形成第二组件。以该方式形成的所述第二组件则通过卡合动作插入到超声波传感器的传感器壳体的壳体部分中，以便形成第三组件。解耦元件沿安装方向插入到壳体部分中，该安装方向与超声波传感器的发射方向相对。另外的方法在DE10125272A1中描述。在所述制造方法的情况下，超声波传感器的膜首先放置到两部件注射模制设备中。在另一工作步骤中，塑料壳体围绕膜注射模制。在塑料壳体已经硬化之后，在另一步骤中，橡胶式解耦元件注射模制在膜和塑料壳体之间。以此方式，确保膜相对于传感器壳体的精确和永久定位。用于制造超声波传感器且类似于文献EP2027580B1的方法的已知方法将参考图1更详细讨论：首先，用于超声波传感器3的壶形膜1和单体(unipartite)传感器壳体2被设置。膜1首先在外部装备有表面保护器。从传感器壳体2的前侧5(其沿膜1的发出方向4指向)，该传感器壳体被设计为使得，其可与解耦元件6一起接收膜1。为此目的，传感器壳体2具有前侧开口7，其形成用于膜1和解耦元件6的接收座。膜1具有环绕领圈8。在预组装阶段，膜1首先压入到解耦元件6中。通过膜1和解耦元件6形成的单元则以正确定位的方式安装到传感器壳体2中或从前侧5行进到前侧开口7中。然后，在其上模制有硅树脂表面的附加解耦环19推入到膜1上且通过激光焊接机械固定地连接至传感器壳体2。在第二组装线上，则是这种情况：压电元件9通过传感器壳体2的后侧安装开口10沿发出方向4插入到传感器壳体2的内部空间11中，且通过粘结剂面向内部空间11紧固到膜基部13的后侧12。所述类型的方法，和适当粘结剂的选择，在文献DE102011120391A1中描述。在另一步骤中，在第二组装线上，意图引至压电元件9的接触元件18弯走，且线17被焊接上，插塞连接器沿发出方向4压入到传感器壳体2中。在此，线通过后侧安装开口10插入到传感器壳体2中，且然后通过激光和焊剂而焊接到压电元件9上。然后，壶形膜1的内部空间从后侧且由此通过后侧安装开口10用密封化合物填充，超声波传感器经历大约24小时的熟化。在另一组装线上，印刷电路板则通过后侧安装开口10压到插塞连接器销14上。为此目的，使用绝缘位移技术。传感器壳体2的现有内部空间11或腔室最终通过后侧安装开口填充有电子密封化合物，且在连续的炉中硬化。现今，大多数超声波传感器根据上述原理制造。尽管所述制造过程已经被证明是特别可靠的，但是另一挑战在于，进一步简化超声波传感器的制造过程，以便特别是减小制造成本。特别地，在此，首先膜紧固到解耦元件和所述单元安装在传感器壳体上，其次另一解耦环的附连和至传感器壳体的焊接过程，已经被证明是相对麻烦的。现今，由于超声波传感器甚至用于低价位段的车辆中，例如在小型车辆中，存在对使制造过程适应化的相应需求。
技术实现要素：
本发明的目的是指出一种方案，通过该方案，在引言中提及的一般类型的方法的情况下，用于制造超声波传感器的花销可相对于现有技术减少，而不影响超声波传感器本身的特征，和/或提供一种更成本有效的传感器。根据本发明，所述目的通过具有各独立权利要求的特征的方法、超声波传感器和机动车辆实现。本发明的有利实施例在从属权利要求、说明书和附图中具体阐明。根据本发明的方法用于制造用于机动车辆的超声波传感器。超声波传感器特别地被设计为用于在贯穿机动车辆的面板部件延伸的切口中的可见安装。对于超声波传感器，设置用于沿发出方向发出超声波信号的膜和传感器壳体。膜紧固在传感器壳体中和/或上。通过传感器壳体，超声波传感器可则例如通过卡合动作接合而安装在连接至机动车辆面板部件的支架上。传感器壳体用于容纳超声波传感器的部件。传感器壳体具有沿膜的发出方向指向的前侧，和沿与发出方向相反的向后方向指向的后侧。传感器壳体此外在后侧上形成有后侧安装开口，用于超声波传感器的部件。根据本发明设置为，膜通过后侧安装开口沿发出方向插入到传感器壳体中，且所述膜通过传感器壳体的内部空间在传感器壳体的前侧处放置到安装位置，且紧固在安装位置中。由此，代替膜从传感器壳体前侧行进沿与发射方向相反的方向紧固至传感器壳体，根据本发明是这种情况：具有腔室或内部空间的传感器壳体被设置，膜通过该腔室或内部空间可以正确定位的方式从传感器壳体的后侧朝向前侧布置。膜由此沿发出方向或发射方向安装，且在此通过传感器壳体的后侧安装开口插入到内部空间中，且然后在传感器壳体的前侧部处布置到安装位置中。超声波传感器的制造过程可由此以与现有技术相比少得多的花销执行，因为安装仅需要从传感器壳体的后侧沿膜的发出方向进行。从前侧且由此沿与发出方向相反的方向的安装由此变为多余的。由于制造花销减少，还可以节省制造成本。为了允许膜通过后侧安装开口的安装，可设置为，通常设置在壳体中的接触元件(特别是图1的接触销14)沿径向方向向外且由此垂直于发出方向重新定位到建立内部空间的程度，通过该内部空间，膜可以正确的取向且由此膜基部向前没有阻碍地在传感器壳体的前侧处布置到安装位置。现在可以提供两个替换实施例：首先，在其前侧上，传感器壳体可形成有界定内部空间的前侧壁，从而传感器壳体在前侧处具有封闭形式。但是其次，可以设置为，在前侧，传感器壳体形成有用于膜的前侧开口。如果在前侧，传感器壳体形成有界定内部空间的前侧壁，由此可以，在膜放置到安装位置期间，对于膜的沿发出方向指向且使得超声波信号发出的前侧，也就是说膜基部，连接至前侧壁的面向传感器壳体的内部空间的内侧。以此方式，在安装位置中，膜完全定位在传感器壳体的内部空间中，且可通过传感器壳体的前侧壁发出和接收超声波信号。换句话说，在该实施例中，膜以隐蔽的方式设置在传感器壳体的内部空间中，且可通过所述壁区域发射。该实施例特别地具有优势：关于在膜和传感器壳体之间的界面处的传感器壳体的密封的额外手段——关于安装花销和成本具有相关的劣势——成为多余的。并且，在超声波传感器操作期间，没有关于形成冰的问题产生。此外，膜不再需要涂覆有表面保护器，由此，在制造方面的花销被进一步减少。此外，在膜的安装期间，基本上没有导致的容差问题。膜和壳体之间的中间空间可此外没有过大花销地填充有硅树脂密封化合物和/或泡沫材料，特别是单组分泡沫材料，以便确保膜和传感器壳体之间振动解耦。在现有技术中被插入到贯穿车辆面板部件延伸的切口中的解耦环可也被省略，其首先减小所需的部件数量，且此外还改善具有超声波传感器的面板部件的视觉外观。传感器壳体的前侧壁可特别地与面板部件的前表面齐平地终结，使得，从而总之，实现所述设置的闭合外观。所述实施例的另一优点在于，可以省去用于紧固膜的膜的领圈。膜可由此形成为没有领圈。此外，由此可以保持传感器壳体的内直径是小的，从而膜可从一侧安装。以此方式，传感器壳体的外直径还保持为小的，或不会变大。膜的前侧可优选地通过粘结垫连接到前侧壁的内侧。由此，膜的前侧经由粘结垫承靠前侧壁的内侧。在此，例如可以使用具有0.05mm厚度的双侧粘结垫。在此，膜优选地与粘结垫一起以正确定位的方式插入到传感器壳体中并压靠前侧壁的内侧。膜由此固定地连接至前侧壁。粘结垫的使用具有的优势特别是：不需要液体粘结剂的定量，且由此不需要通过热进行的硬化，因而所需的制造时间减少。被证明有利的是，传感器壳体的前侧壁形成有小于0.5mm的厚度，例如具有0.3mm的厚度。由此，前侧壁对膜的振动特性的影响非常小，且前侧壁不影响超声波的传播。前侧壁和特别地传感器壳体作为整体优选地由塑料制造。在此，传感器壳体优选地形成为单件，从而前侧壁与传感器壳体的其余部分为单件。如以上所述，在替换实施例中，在前侧，传感器壳体可形成有用于膜的前侧开口。在此，在膜布置到安装位置期间，膜可从传感器壳体的内部空间行进在通过前侧开口的区域中通过，在安装位置中，所述膜被带入与邻接元件的接触。由此，在膜的安装位置中，膜的前侧和由此膜的前侧区域通过前侧开口从传感器壳体突出出来。该实施例具有的优势是：超声波信号可通过膜发出和接收而没有阻碍，但是，制造花销减少，因为膜的安装从传感器壳体的后侧执行。壶形膜可形成有领圈，其径向向外且由此沿垂直于发出方向的方向突出。在膜通过前侧开口布置到安装位置期间，膜的领圈可然后被带入与邻接元件的接触，该邻接元件特别是软弹性形式的。通过所述类型的领圈，膜在安装位置的准确定位以及此外沿轴向方向的可靠紧固为可行的。优选地，膜——特别是领圈——被带入与振动解耦元件的接触，其由软弹性材料形成，作为邻接元件，所述元件附连至传感器壳体的界定前侧开口的凸缘元件。通过所述类型的振动解耦元件，膜可在振动方面与传感器壳体解耦。此外，振动解耦元件还用作密封件，传感器壳体通过其被密封。振动解耦元件可例如由硅树脂构成。在所有实施例中可设置为，紧固元件通过后侧安装开口插入到传感器壳体的内部空间，通过该紧固元件，膜被保持在安装位置中，以便沿发出方向且沿轴向方向固定在位。所述类型的紧固元件可例如由塑料构成。其可压入到传感器壳体的内部空间中。为此目的，例如，细长引导元件可设置在传感器壳体中，该引导元件用于紧固元件线性插入和压入到内部空间中。所述引导元件可注射模制在传感器壳体的内侧上。通过所述类型的紧固元件，膜可以特别牢固和防滑的方式紧固在安装位置中，且沿轴向方向可靠地保持。紧固元件证明特别是在以下实施例中是有利的：在前侧，传感器壳体形成有上述前侧开口，膜穿过所述前侧开口。由软弹性材料形成的衰减元件——例如由硅树脂形成——还可以设置在膜和紧固元件之间。所述衰减元件可例如形成为盘的形状。其可作为单独的元件插入在膜和紧固元件之间，或可附连——特别地注射模制——到紧固元件的前侧上。在所有实施例中，可设置为，在膜布置到安装位置中之后，膜和传感器壳体之间的中间空间和/或膜的内部空间填充有密封化合物，特别地填充有单组分密封化合物。例如可使用硅树脂密封化合物，特别是单组分硅树脂化合物，和/或安装泡沫，特别是单组分泡沫，例如PU泡沫，特别地具有多孔腔室。膜和传感器壳体之间的中间空间的填充证明在以下示例中特别有利：在前侧，传感器壳体形成有轴向地界定传感器壳体的内部空间的上述前侧壁。特别地在该情况下，车辆的面板部件和超声波传感器之间的解耦环应被省去。在此，额外的密封化合物确保膜从传感器壳体的可靠解耦，且由此确保膜和面板部件之间的解耦。单组分硅树脂密封化合物的优势在于容易施加，且在于密封化合物不会起泡但特别地形成多孔腔室。本发明还涉及一种用于机动车辆的超声波传感器，具有用于沿发出方向发出超声波信号的膜，且具有传感器壳体，膜紧固在传感器壳体中和/或上，其中，传感器壳体具有沿膜的发出方向指向的前侧，和沿与发出方向相反的向后方向指向的后侧，且其中，传感器壳体在后侧上具有后侧安装开口，膜通过后侧安装开口沿发出方向插入到传感器壳体中，且在安装位置中紧固至传感器壳体的前侧。根据本发明的机动车辆包括根据本发明的超声波传感器。关于根据本发明的方法呈现的优选实施例和其优势相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。附图说明本发明的进一步特征从权利要求、附图和附图的说明显现。在说明书中上述所有特征和特征组合以及以下在附图的描述中提及的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合可以不仅用在分别指出的组合中，也可以用在其他组合中或单独使用。现在将基于一些优选的示例性实施例以及参考附图更详细地讨论本发明，在附图中：图1在示意图中示出根据现有技术的传感器装置的截面图；图2在示意图中示出根据本发明第一实施例的超声波传感器的截面图；和图3在示意图中示出根据本发明第二实施例的超声波传感器的截面图。具体实施方式在图2和3中，相同或功能相同的元件通过相同附图标记指出。图2示出根据本发明第一实施例的超声波传感器20。超声波传感器20被设置用于安装在机动车辆的面板部件上，例如在保险杠上。在此，超声波传感器20特别地被设置为可见且由此非隐蔽的安装在面板部件上，从而在安装在面板部件之后，膜23的沿发出方向21指向的前侧22从机动车辆之外可见，且例如与面板部件的外表面齐平地终结。但是，应理解，超声波传感器可替换地还以隐蔽的方式安装。当从外侧观察面板部件时，超声波传感器则是不可见，且通过面板部件隐蔽。在该情况下，超声波传感器会直接安装在面板部件后面，超声波信号会被发射且通过面板部件的材料——通常为塑料的——被接收。超声波传感器20此外包括传感器壳体24，超声波传感器20的部件以被保护的方式容纳在该传感器壳体中。通过传感器壳体24，超声波传感器20可紧固至面板部件。在此，传感器壳体24例如连接到支架，且通过支架紧固至面板部件。例如，传感器壳体24通过卡合动作接合到支架中。传感器壳体24形成为单件，例如由塑料形成为单件。传感器壳体24具有沿膜23的发出方向21或发射方向指向的前侧25，且具有沿相反方向27指向的后侧26。在前侧25，在传感器壳体中形成前侧开口28，该前侧开口28是通道开口。相应地，后侧安装开口29还形成在后侧26上。在非安装状态中，传感器壳体24的内部空间30由此通过塑料材料仅沿径向方向界定，且由此垂直于发送方向21界定。在前侧25处，传感器壳体24此外具有环绕凸缘元件31，其径向向内地指向且径向地界定前侧开口28。传感器壳体24此外具有插塞连接器32，通过插塞连接器32，超声波传感器20可电联接至机动车辆的控制单元。膜23具有总体壶形的形式，且由例如铝构成。所述膜具有带有前侧22的膜基部33，和柱形环绕壳34。在与前侧22相对定位的后侧35处，膜23是敞开的，且具有开口36。此外，径向向外指向的领圈37在后侧35处形成在壳34上。在膜基部33的面向内部空间30的后侧38上，设置有压电元件39，所述压电元件39被设计为激励膜23。压电元件39经由线40和电接触元件41以及接触销42被供应电能。用于制造和用于组装如图2的超声波传感器20的方法将在以下更详细讨论：首先，设置膜23和传感器壳体24。在安装之前，膜23被在外且由此在外侧上涂覆有表面保护器。传感器壳体24被制造为使得其内部空间30总体上沿径向方向具有比膜23的领圈37的外直径上更大的尺寸，膜可由此通过后侧安装开口29在前侧25处被布置到内部空间30中和安装位置中，如图2所示。为此目的，具有另一接触销43的插塞连接器32相对于如图1的现有技术在径向上更向外地定位。在另一步骤中，从传感器壳体24的内侧，振动解耦元件44紧固到凸缘元件31，该振动解耦元件同时构成环绕密封件。所述振动解耦元件44可由软弹性材料形成，例如由硅树脂形成，特别地由所谓的LSR(液体硅树脂橡胶)。所述振动解耦元件44可例如被注射模制到凸缘元件31上。在另一步骤中，膜23沿发出方向21以正确定位的方式通过后侧安装开口29和通过传感器壳体24的内部空间30安装到图2所示的安装位置。在此，领圈37与振动解耦元件44轴向地接触，从而膜23和传感器壳体24之间的接触被防止。振动解耦元件44在该情况下用作邻接元件，膜23可沿发出方向21移动直到该邻接元件。膜23则通过衰减元件45被夹持，该衰减元件具有盘的形式，且具有中央通道开口46，该中央通道开口重叠膜23的开口36。衰减元件45被设置为由软弹性材料形成，例如由硅树脂，特别地由LSR，如上所述。衰减元件45可选地还可以被注射模制到紧固元件47，通过该紧固元件，膜23以牢固定位的方式保持在安装位置中。由此，在另一步骤中，由塑料构成的紧固元件47——其例如是环的形式——沿发出方向21通过后侧安装开口29被插入和压入到内部空间30中。为此目的，肋形式的引导元件48设置在传感器壳体24上，该引导元件具有细长形式，且沿发出方向21延伸。接触销42和接触元件41可还并入到所述紧固元件47中，其以牢固定位的方式沿轴向方向且由此沿发出方向21保持膜23。紧固元件47因此现在还用作用于接触销42和接触元件41的载体。在另一步骤中，压电元件39被安装。在此，压电元件39从后侧26通过后侧安装开口29插入到内部空间30中，且定位在膜基部33的后侧38上、压靠和粘结地结合至膜基部33的后侧38。在此，可利用液体粘结剂，可选地还是在冷温度下硬化且优选地在没有空气时硬化的粘结剂，如DE102011120391A1中所述的。替换地，可利用粘结垫。接触元件41可以从紧固元件47弯折，且线40焊接在并连接至压电元件39。密封化合物——例如单组分泡沫(安装泡沫)和/或单组分硅树脂密封化合物——则可被引入到内部空间30中，包括膜23的内部空间。印刷电路板50则安装到接触销42、43上。随后，印刷电路板50和安装开口29之间的空间可同样填充有密封化合物，例如单组分泡沫和/或单组分硅树脂密封化合物。除了密封化合物之外或作为其替换，可还利用塑料盖49，特别地为塑料箔的形式，以覆盖后侧安装开口29。所述塑料盖49可例如通过超声波焊接到传感器壳体24。根据第二实施例的超声波传感器20示出在图3中。与根据图2的实施例相对照地，传感器壳体24现在在前侧25处具有闭合形式，且具有前侧壁51，该前侧壁垂直于发出方向21延伸并轴向地界定内部空间30。在此，前侧壁51具有0.3mm的厚度。现在形成膜23而没有领圈，从而省去根据图2的领圈37。膜23的前侧22通过粘结垫53连接至前侧壁51的面向内部空间30的内侧52。因此，不需要热的作用用来制造前侧22和壁51之间的粘结连接部。接触销42并入到传感器壳体24中。用于组装和用于制造如图3的超声波传感器20的方法将在以下更详细描述：因为膜23现在完全位于传感器壳体24内，且通过与传感器壳体24形成为单件的前侧壁51发出超声波信号，现可以省去额外的膜涂层或上述表面保护器。膜23由此通过传感器壳体24的后侧安装开口29在没有表面涂层的情况下插入到内部空间30中，且通过所述内部空间放置到根据图3的安装位置中，且在此通过粘结垫53粘结地结合至壁51的内侧52。粘结垫53具有0.05mm的厚度。壳体24或前侧壁51可在外侧被覆盖有有色涂料的涂层，特别是与车辆相同颜色和/或根据客户喜好的颜色。由此，在制造或组装过程期间，具有颜色的超声波传感器可已经被设置或组装，可省去可追溯(retroactive)涂色。替换地，可追溯涂色也是可行的，例如在超声波传感器的制造或组装过程和/或检查之后。由此可以实现机动车辆的面板部件的高质量总体外观。由此可以通过有色涂料的涂层确保均匀、不间断的颜色设计。在另一步骤中，压电元件39的安装被执行。这可以已经在上面描述的方式执行，也就是说类似于图2的实施例。被证明有利的是，压电元件通过粘结垫粘结地结合至膜基部33的后侧38，因为在此不需要硬化且不需要热的作用。接触元件41和压电元件39之间的电连接部的制造同样以已经在上面描述的方式实现，其中，电接触元件41从壳体24弯走。在另一步骤中，膜23和传感器壳体24之间的中间空间54，以及可选地还有膜23的内部空间，且可选地还有传感器壳体24的内部空间30的毗连区域，填充有密封化合物55。在此，优选地使用单组分密封化合物，特别是单组分泡沫和/或单组分硅树脂密封化合物。在另一组装步骤中，印刷电路板50安装或推到接触销42、43上。为了针对湿气保护印刷电路板50，提出以下方案：印刷电路板50和后侧安装开口29之间的空间可同样填充有密封化合物，例如用PU覆盖密封化合物填充。替换地，所述中间空间可填充有单组分泡沫。作为另一替换例，盖49——特别是箔的形式——也可以插入和焊接到壳体24，以便覆盖后侧安装开口29。箔或盖49的内侧可选地可以设置有金属层，其特别地由铜构成，所述金属层则用作附加的EMC屏蔽件。