驱动单元的制作方法

本发明涉及一种驱动单元，所述驱动单元具有：

-直流马达，所述直流马达包含与马达轴连接的电枢、具有位于内部的永磁体的极罐(Poltopf)、电刷载体和轴瓦；

-传动装置，所述传动装置具有传动装置壳体，在所述传动装置壳体中设置有与所述马达轴和从动轮连接的传动元件；和

-电插接器以及平行于所述马达轴并且垂直于所述从动轮的轴线延伸的、具有电气和电子器件的电路板。

背景技术：

从DE 10 2010 048 971A1中已知一种用于车窗升降机构的马达驱动单元，所述车窗升降机构用于升高和降低机动车辆中的车窗玻璃，所述驱动单元包含直流马达、由马达轴驱动的蜗轮蜗杆传动装置和用于供给电流以及用于控制和调节直流马达的控制模块。直流马达包括具有安装在内侧的永久磁体的极罐和封闭极罐的打开的端部的、具有电刷的端部覆盖件，所述电刷建立与换向器的滑动接触以将电能传输到直流马达的电枢或电枢上。

马达轴的远端与蜗轮蜗杆传动装置的蜗杆连接，而在马达轴上在端部覆盖件和蜗杆之间设置有环形的、用于检测电枢的位置的永久磁体，所述永久磁体与霍尔传感器相对应。蜗轮蜗杆传动装置包括传动装置壳体，所述传动装置壳体具有框状的、在马达侧打开的壳体部分和连接在其上的、容纳与蜗杆接合的蜗轮的壳体部分。

控制模块包括固定在传动装置壳体的开口上的壳体，以及电路板与安装在其上的霍尔传感器，以及用于电流供给和信号传输的连接器，所述壳体包含保持在极罐和传动装置壳体之间的第一区域和相邻于第一区域的、位于极罐旁边的第二区域，所述连接器具有固定在电路板上的接触部和用于保持接触部的绝缘的连接基部。电路板基本上平行于马达轴并且垂直于蜗轮的轴线定向，固定在传动装置壳体的开口上并且设置在传动装置壳体的第一壳体部分中。

传动装置壳体的尺寸通过这两个依次设置的用于容纳电路板和蜗轮蜗杆传动装置的壳体部分的尺寸来确定。为了对马达驱动单元的结构空间限界，在蜗轮蜗杆传动装置的预设的传动比和蜗轮的与所述传动比关联的直径中，仅可减小容纳电路板的第一壳体部分的尺寸。这又引起电路板的尺寸的减小从而引起在电路板上对于容纳电气和电子器件而言可用的面的减小。

在制造已知的马达驱动单元时另一局限性在于，控制模块的与传动装置壳体和极罐连接的壳体由多个部分组成从而需要耗费的制造和安装。

技术实现要素：

本发明的目的是，实现开始提到类型的驱动单元，所述驱动单元在外部尺寸小的情况下对于设置电气构件和电子构件提供大的结构空间以及可简单且成本适宜地制造和安装。

该目的根据本发明通过一种驱动单元实现，所述驱动单元具有：

-直流马达，所述直流马达包含与马达轴连接的电枢、具有位于内部的永磁体的极罐、电刷载体和轴瓦；

-传动装置，所述传动装置具有传动装置壳体，在所述传动装置壳体中设置有与所述马达轴和从动轮连接的传动元件；和

-电插接器以及平行于所述马达轴并且垂直于所述从动轮的轴线延伸的、具有电气器件和电子器件的电路板，

其中，

所述电刷载体、所述轴瓦和所述插接器组成构件，所述构件覆盖所述传动装置壳体的垂直于所述马达轴并且垂直于所述从动轮的轴线定向的开口并且设置在所述极罐和所述传动装置壳体的所述开口之间。

根据本发明的解决方案实现一种紧凑的驱动单元，所述驱动单元提供大的结构空间用于设置电气和电子构件，以及可简单且成本适宜地制造和安装。特别地，通过驱动单元的多个功能部件与构件的连接，能够实现成本降低和驱动单元相对于异物颗粒和湿气的可靠封装。

通过根据本发明的构件覆盖的开口在此就垂直于马达轴并且垂直于从动轮的轴线定向而言，所述开口垂直于马达轴并且垂直于从动轮的轴线纵向延伸。

优选地，构件由形状稳定的塑料构成，所述构件具有环绕的、贴靠在传动装置壳体的开口的边缘和极罐的边缘上的密封面。尤其作为由塑料制造的注塑成型件的构件即使是驱动单元的功能部件的结构复杂也能够实现无问题的制造并且借助于极罐和电插接器与传动装置壳体的密封湿气的连接能够实现稳固的安装。由此形成连续的、不可分离的塑料部分，所述塑料部分能够成本适宜地以注塑成型法制造。

在优选的实施方式中，电路板与构件连接并且与构件和直流马达的极罐形成可预先安装的推入式模块，所述推入式模块可插入到传动装置壳体的开口中并且可与传动装置壳体连接。这借助于由电子装置、电刷载体、电枢和极罐构成的预先安装的单元能够实现最终安装，所述单元为了使驱动单元的运行准备就绪可在推入过程中插入到传动装置壳体中。

经由多个分布式设置在构件的环周上的固定部分，推入式模块与包围传动装置壳体的开口的壳体边缘连接，使得对直流马达的密封能够经由构成共同的载体板的构件借助于多个固定元件进行，所述构件由电刷载体、轴瓦和电子插头构成。

在优选的实施方式中，电路板相对于与从动轮连接的传动元件平行错开地定向并且局部地与传动元件重叠。

通过电路板与传动元件的重叠，对于电气和电子器件实现了明显更大的结构空间，使得在驱动单元的外部尺寸紧凑的情况下提供许多空间用于容纳电子装置，所述电子装置用于控制和调节直流马达。根据另一特征，能够使用SMD器件用于设置在电路板上的器件，由此能够实现更低的安装成本并且由于电气和电子器件在不焊接器件的连接线的情况下在电路板上的简单固定能够实现稳固的安装，并且能够简单地将电刷载体的电构件、例如抗干扰构件、电容器或者压敏电阻简单地铺设在电路板上。

在优选的设计方案中，电路板具有平行于直流马达的电枢伸展的电路板突出部，在所述电路板突出部上设置有传感器，所述传感器用于结合设置在直流马达的电枢上的环形磁体来检测电枢的旋转角、转速和/或旋转方向。

电路板的平行于直流马达的电枢的定向能够实现传感器直接在电枢传感器磁体下方的最佳安置，所述传感器优选由霍尔传感器、尤其由SMD霍尔传感器构成。

优选地，电路板借助于力配合和形状配合的接触部-插接连接部与将电刷载体、轴瓦和插接器集成在一起的构件电连接，其中接触部-插接连接部由用于将设置在电路板上的电气或电子器件与电刷载体连接的压配合接触部构成，使得电路板经由压入接触部机械地并且电地连接到将电刷载体、轴瓦和插接器集成在一起的构件上，所述压入接触部不仅传输电子信号而且建立电压供给、对电刷的接触和接地连接。

为了附加地机械保护电路板与将电刷载体、轴瓦和插接器集成在一起的构件的连接，所述构件在背离电插接器的并且朝向电路板的一侧上具有用于将电路板与构件机械连接的插入式夹具。

为了实现高的传动比从而为了使用具有紧凑的尺寸的高速旋转的直流马达，作为蜗轮蜗杆传动装置的传动装置构成有蜗杆和与蜗杆接合的并且与从动轮连接的蜗轮，所述蜗杆与直流马达的马达轴连接。

附图说明

本发明的一个优选的实施方式接下来示例性地参照图中的附图描述，其中相同的器件或者部件连续地设有相同的附图标记。部件和特征的在附图中示出的尺寸基本上为了视图的概览和清楚起见而选择并且不一定是按比例的。附图示出：

图1示出具有直流马达、传动装置和插接器的驱动单元的等距视图；

图2示出将电刷载体、轴瓦和插接器集成在一起的构件的等距视图；

图3示出根据图2的构件的前视图；

图4和5示出由根据图2和3的构件和电路板组成的推入式模块关于传动元件从不同观察方向观察的等距视图；

图6和7示出根据图4和5的插入到传动装置壳体中的推入式模块与嵌入式马达轴关于传动装置的蜗杆和涡轮的等距视图；

图8和9示出插入到传动装置壳体的开口中的推入式模块的等距视图；以及

图10示出具有直流马达、传动装置和插接器的驱动单元的前视图。

具体实施方式

在图1中以等距视图示出的紧凑的驱动单元1包括直流马达2、传动装置3和插接器41，所述插接器具有用于容纳插头的插接接触部，所述插头具有用于给直流马达2供给电流并且与驱动单元1的电子器件连接的电流供给线路和电子装置线路。直流马达2具有极罐20、换向装置和与马达轴22连接的电枢21(图3)，所述极罐具有位于内部的永久磁体，所述换向装置具有换向器23和电刷24、25。

传动装置2包括双壳的传动装置壳体30，所述传动装置壳体具有：插入开口31；四个用于连接这两个壳体壳的固定凸台36；多个设置在传动装置壳体30内部的传动元件；具有从动轮33的从动轴32。插入开口31垂直于马达轴22并且垂直于从动轮33的轴线纵向延伸。插入开口31在驱动单元1的安装状态中通过构件4覆盖，所述构件构成为结构化的塑料板并且除了插接器41外还具有在图2中示出的电刷载体40和用于支承直流马达2的电枢21的轴瓦42。为了将构件4与传动装置壳体30连接设有三个连接元件10、11、12，例如呈螺纹连接件形式的连接元件。直流马达2的电枢21支承在极罐20的端侧的轴承和轴瓦42的轴承开口43中。

构件4以简单的方式以塑料注塑成型法制造，使得即使是复杂的结构也能够集成到构件4中。

图2以等距视图示出构件4与集成到构件4中的电刷载体40、插接器41和轴瓦42以及两个插入式夹具91、92，所述插入式夹具用于定位在图4至7中示出的电路板5并且用于将其机械连接，所述电路板用于容纳电气和电子器件6。多个与设置在电刷载体40中的电刷和接地电势连接的接触部-插接连接部71以及多个与插接器41的接触部连接的接触部-插接连接部72与电路板5的相应金属化的插入开口连接并且同时建立与电路板5的机械连接。作为接触部-插接连接部71、72优选的是具有有弹性的芯部和锡表面的压配合接触部，所述芯部和锡表面有弹性地插入到电路板5的通过铜层金属化的钻孔中。

在图3中示出的构件4的前视图示出插接器、电刷载体40以及用于将构件4与传动装置壳体30连接的固定法兰120，插接器具有设置在其中的六个接触部-插接连接部72，所述接触部-插接连接部与接触插头的相应的接触衬套连接。构件4的俯视图在直流马达的极罐被取下的情况下示出具有马达轴22的电枢21、换向器23以及与电刷载体40连接的电刷容纳部24、25。从图4中还可见固定法兰100和110，所述固定法兰在传动装置壳体30上构成用于与极罐20连接。

在图4和5中从彼此相反的视图中示出由构件4和与构件4连接的电路板5组成的推入式模块7。

在电路板5上设置有多个电子器件6，所述电子器件优选构成为SMD构件(表面安装设备)，所述SMD构件为了形成扁平组件借助于能焊接的连接面直接焊接到电路板5上。图4和5的等距视图除了电路板5与构件4通过接触部-插接连接部71、72引起的支撑性的电和机械连接外还示出设置用于定向和支承的插入式夹具91、92。如接下来根据图7的等距视图所详细阐述的那样，电路板5具有电路板突出部50，所述电路板突出部用于容纳霍尔传感器81(图5)，所述霍尔传感器用于检测旋转角、转速或者旋转方向，所述霍尔传感器指向与马达轴50连接的环形磁体82(图7)。

如可从图4和5的等距视图中所得知的那样，但是尤其如从接下来所阐述的图6和7的等距视图中所得知的那样，电路板5设置在平行于传动装置3的构成为蜗轮35的传动元件的平面中并且与该传动元件重叠，使得能够相应地使用大平面的电路板5用于容纳多个电气和电子器件6，而不必改变紧凑的驱动单元1的外部尺寸。

图6和7以等距视图在省略传动装置壳体的情况下图解说明蜗轮35的通过电路板5引起的重叠部，所述等距视图具有插入到构件4的轴瓦42中的马达轴22与固定在马达轴上的、与蜗轮35啮合的传动装置3的蜗杆34，所述电路板5垂直于构件4的长度在所示出的实施例中仅通过传动装置3的从动轴32限界。但是重叠部的扩宽通过如下方式可以是毫无问题的：电路板5设有将从动轴32围住的凹口，使得蜗轮35近似完全被重叠。

在图6和7中等距示出的推入式模块7为了安装驱动单元1而插入到传动装置壳体30的开口31中并且经由固定法兰100、110和120借助于连接元件10、11、12与传动装置壳体30连接。

图8以等距视图示出在取下直流马达的极罐的情况下与传动装置壳体30连接的构件4和插入到电刷载体40中的电刷24、25以及从构件4与传动装置壳体30的连接部中伸出的马达轴22，而图9示出在极罐20插到电刷载体40或轴瓦42上时完整的驱动单元1的等距视图并且图10示出所述完整的驱动单元的前视图。

附图标记列表

1 驱动单元

2 直流马达

3 传动装置

4 构件

5 电路板

6 电子器件

7 推入式模块

10、11、12 连接元件

20 极罐

21 电枢

22 马达轴

23 换向器

24、25 电刷

30 传动装置壳体

31 传动装置壳体的开口

32 从动轴

33 从动齿轮

34 蜗杆

35 蜗轮

36 固定凸台

40 电刷载体

41 插接器

42 轴瓦

43 轴承开口

50 马达轴

71、72 接触部-插接连接部

81 霍尔传感器

82 环形磁体

91、92 插入式夹具

100、110、120 固定法兰