DE102019102713A1 - drive unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (1) insbesondere zur Betätigung von Fahrzeugeinrichtungen eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuse (2), einem in dem Gehäuse (2) untergebrachten elektrischen Antrieb (5), einer Vorortelektronik (7) mit zumindest einer bestückten Leiterplatte (10), einem elektrischen Stecker (13) und einem zwischen dem Stecker (13) und der zumindest einen Leiterplatte (10) angeordneten Stanzgitter (16). Um den Bauraum der Antriebseinheit (1) zu optimieren, sind von dem Stanzgitter (16) gebildete Kontaktstifte (15) des Steckers (13) in einer ersten Ebene (E1) parallel zu einer zweiten Ebene (E2) der zumindest einen Leiterplatte (10) angeordnet und das Stanzgitter (16) ist um zumindest ein auf der Leiterplatte (10) bestücktes Bauteil (11) gelenkt.The invention relates to a drive unit (1), in particular for actuating vehicle devices of a motor vehicle with a housing (2), an electric drive (5) housed in the housing (2), on-site electronics (7) with at least one populated printed circuit board (10), an electrical connector (13) and a punched grid (16) arranged between the plug (13) and the at least one printed circuit board (10). In order to optimize the installation space of the drive unit (1), contact pins (15) of the plug (13) formed by the stamped grid (16) are arranged in a first plane (E1) parallel to a second plane (E2) of the at least one printed circuit board (10). arranged and the lead frame (16) is guided by at least one on the circuit board (10) equipped component (11).
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit insbesondere zur Betätigung von Fahrzeugeinrichtungen eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse untergebrachten elektrischen Antrieb, einer Vorortelektronik mit zumindest einer bestückten Leiterplatte, einem elektrischen Stecker und einem zwischen dem Stecker und der zumindest einen Leiterplatte angeordneten Stanzgitter.The invention relates to a drive unit, in particular for actuating vehicle devices of a motor vehicle with a housing, housed in the housing electric drive, on-site electronics with at least one populated printed circuit board, an electrical connector and a arranged between the plug and the at least one printed circuit board stamped grid.
Gattungsgemäße Antriebseinheiten sind insbesondere in Kraftfahrzeugen zur Betätigung von Parksperren, automatisierten Reibungskupplungen und dergleichen vorgesehen. Derartige Antriebseinheiten weisen ein Gehäuse auf, in dem ein Elektromotor und ein Getriebe zur Wandlung der Rotationsbewegung des Rotors des Elektromotors in eine Transversalbewegung sowie eine Vorortelektronik untergebracht sind. Die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentenanmeldung Nr. 10 2017 114 672.5 beinhaltet beispielsweise eine gattungsgemäße Antriebseinheit zur Betätigung einer Parksperre mit einem Gehäuse, in dem eine Vorortelektronik zur Steuerung und Stromversorgung eines Elektromotors untergebracht ist.Generic drive units are provided in particular in motor vehicles for actuating parking locks, automated friction clutches and the like. Such drive units have a housing in which an electric motor and a transmission for converting the rotational movement of the rotor of the electric motor are housed in a transverse movement and on-site electronics. The not previously published German Patent Application No. 10 2017 114 672.5 includes, for example, a generic drive unit for actuating a parking brake with a housing in which a suburb electronics for controlling and powering an electric motor is housed.
Die Druckschrift
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer gattungsgemäßen Antriebseinheit. Insbesondere soll eine Antriebseinheit vorgeschlagen werden, die eine bauraumoptimierte Form aufweist.The object of the invention is the development of a generic drive unit. In particular, a drive unit is to be proposed, which has a space-optimized shape.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.The object is solved by the subject matter of
Die vorgeschlagene Antriebseinheit dient insbesondere der Betätigung von Fahrzeugeinrichtungen eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise zur Aufbringung einer Kraft entlang eines Betätigungswegs. Beispielsweise kann mittels der Antriebseinheit eine Sperrklinke einer Parksperre in ein Sperrrad formschlüssig eingelegt werden, wobei die Sperrklinke selbst beispielsweise mittels einer Transversalbewegung um einen Drehpunkt verdrehbar oder in sonstiger Weise verlagerbar ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann mittels der Antriebseinheit eine Reibungskupplung betätigt werden, wobei eine Teller- oder Hebelfeder einer Reibungskupplung von der Antriebseinheit verlagert wird. Beispielsweise kann eine Feststell- oder Betriebsbremse von der Antriebseinheit betätigt werden, wobei beispielsweise ein oder mehrere Bremsbeläge gegen eine Bremsscheibe gedrückt werden.The proposed drive unit is used in particular for actuating vehicle devices of a motor vehicle, for example for applying a force along an actuating path. For example, by means of the drive unit, a pawl of a parking brake in a ratchet wheel can be positively inserted, wherein the pawl itself may be formed, for example by means of a transverse movement about a pivot point rotatable or otherwise displaceable. For example, by means of the drive unit, a friction clutch can be actuated, wherein a plate or lever spring of a friction clutch is displaced by the drive unit. For example, a parking or service brake can be actuated by the drive unit, wherein, for example, one or more brake pads are pressed against a brake disc.
Die Antriebseinheit enthält ein in bevorzugter Weise in erforderlichem Umfang abgedichtetes Gehäuse, in dem die einzelnen Funktionsteile der Antriebseinheit abgedichtet und bevorzugt elektrisch entstört untergebracht sind. Je nach Ausbildung der Antriebseinheit kann ein elektrischer Antrieb in Form eines bevorzugt bürstenlos elektronisch kommutierten Elektromotors und einem eine Rotorbewegung in eine Translationsbewegung wandelnden Getriebe, beispielsweise ein Kugelgewindetrieb, eine Spindel mit Spindelmutter oder dergleichen vorgesehen sein. Alternativ kann der elektrische Antrieb aus einem Hubmagneten, Piezoelementen oder dergleichen ausgebildet sein.The drive unit includes a sealed in a preferred manner to the extent necessary housing in which the individual functional parts of the drive unit are sealed and preferably housed electrically suppressed. Depending on the design of the drive unit, an electric drive in the form of a preferably brushless electronically commutated electric motor and a rotor movement in a translational motion converting gear, for example a ball screw, a spindle with spindle nut or the like may be provided. Alternatively, the electric drive may be formed from a lifting magnet, piezo elements or the like.
Der elektrische Antrieb wird von einer in dem Gehäuse untergebrachten Vorortelektronik gesteuert und mit elektrischer Energie versorgt. Weiterhin kann die Vorortelektronik gegebenenfalls Messgrößen, beispielsweise Temperatur, Druck oder dergleichen erfassen, auswerten, der Steuerung des elektrischen Antriebs zugrunde legen und/oder an ein äußeres Steuergerät übertragen. Die Vorortelektronik enthält zumindest eine mit elektronischen, passiven und/oder aktiven Bauelementen und/oder elektrischen Bauelementen bestückte Leiterplatte, auf der entsprechende Schaltkreise zur Versorgung und/oder Steuerung des elektrischen Antriebs beziehungsweise Erfassung von Messwerten ausgebildet sind. Je nach zur Verfügung stehendem Bauraum im Gehäuse, elektromagnetischer Verträglichkeit, elektrischer Funktion und/oder dergleichen können eine einzige Leiterplatte oder in mehreren Ebenen angeordnete Leiterplatten vorgesehen sein. Die zumindest eine Leiterplatte kann der Bauform des Gehäuses und/oder des elektrischen Antriebs angepasst sein. Geometrische Formen des elektrischen Antriebs und der Vorortelektronik können sich geometrisch überlagern oder überschneiden.The electric drive is controlled by a housed in the housing suburb electronics and supplied with electrical energy. Furthermore, the on-site electronics can optionally detect and evaluate measured variables, for example temperature, pressure or the like, base them on the control of the electric drive and / or transmit them to an external control device. The on-site electronics contains at least one printed circuit board equipped with electronic, passive and / or active components and / or electrical components, on which corresponding circuits for supplying and / or controlling the electric drive or detecting measured values are formed. Depending on the available space in the housing, electromagnetic compatibility, electrical function and / or the like, a single circuit board or arranged in multiple levels PCBs may be provided. The at least one printed circuit board can be adapted to the design of the housing and / or the electric drive. Geometric shapes of the electric drive and the local electronics can overlap or overlap geometrically.
Das Gehäuse enthält einen elektrischen Stecker, über den elektrische Energie von einem Bordspannungsnetz des Kraftfahrzeugs auf die Vorortelektronik übertragen wird und Daten zwischen einem äußeren Steuergerät des Kraftfahrzeugs beispielsweise über ein Datenbussystem, beispielsweise CAN-Bus (controller area network) ausgetauscht werden. Zur elektrischen Verbindung zwischen dem elektrischen Stecker und der zumindest einen Leiterplatte ist ein sogenanntes Stanzgitter vorgesehen, welches am elektrischen Stecker mehrere Kontaktstifte für eine komplementäre Buchse bereithält und an dem gegenseitigen Ende mittels entsprechender Kontaktstifte mit der zumindest einen Leiterplatte beispielsweise verlötet, verrastet oder in anderer Weise elektrisch und mechanisch fest verbunden ist.The housing contains an electrical connector, via which electrical energy is transmitted from an on-board voltage network of the motor vehicle to the on-site electronics and data is exchanged between an external control unit of the motor vehicle, for example via a data bus system, for example a CAN bus (controller area network). For electrical connection between the electrical connector and the at least one printed circuit board, a so-called stamped grid is provided, which holds a plurality of contact pins for a complementary socket on the electrical connector and at the mutual end by means of appropriate Contact pins with the at least one circuit board, for example, soldered, locked or otherwise electrically and mechanically firmly connected.
Um den Bauraum im Gehäuse optimal zu nutzen beziehungsweise das Gehäuse aufgrund eines optimierten Bauraums kleiner ausführen zu können und damit die Antriebseinheit in engen Bauräumen des Kraftfahrzeugs geeignet unterbringen zu können, sind die von dem Stanzgitter gebildeten Kontaktstifte des Steckers in einer ersten Ebene parallel zu einer zweiten Ebene der zumindest einen Leiterplatte angeordnet und das Stanzgitter ist um zumindest ein auf der Leiterplatte bestücktes Bauteil gelenkt. Dies bedeutet, dass Stecker und zumindest eine Leitplatte parallel zueinander ausgebildet sind und zumindest ein in einer direkten Linie des Stanzgitters angeordnetes voluminöses Bauteil der Leiterplatte in nicht störender Weise umgangen werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Auslegung des Layouts der Leiterplatine aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit oder anderen Funktionszusammenhängen eine Platzierung des zumindest einen Bauteils an einer Stelle zwischen den Kontaktstiften an der zumindest einen Leiterplatte und den Kontaktstiften des Steckers notwendig oder vorteilhaft ist.In order to optimally use the space in the housing or to be able to carry out the housing smaller due to an optimized space and thus to accommodate the drive unit in tight spaces of the motor vehicle, the contact pins of the plug formed by the stamped grid in a first plane are parallel to a second Level of at least one printed circuit board arranged and the lead frame is steered by at least one mounted on the circuit board component. This means that plug and at least one guide plate are formed parallel to each other and at least one arranged in a direct line of the lead frame voluminous component of the circuit board can be bypassed in a non-interfering manner. This is particularly advantageous if a design of the layout of the printed circuit board for reasons of electromagnetic compatibility or other functional relationships, a placement of the at least one component at a position between the contact pins on the at least one circuit board and the contact pins of the plug is necessary or advantageous.
Beispielsweise kann das zumindest eine Bauteil ein von dem Stanzgitter unmittelbar umschlossener Elektrolytkondensator sein, der beispielsweise der Entstörung der Vorortelektronik in Richtung Bordnetz des Kraftfahrzeugs dient. Der Elektrolytkondensator kann dabei einen runden Querschnitt aufweisen und bezüglich seiner Längsachse quer zu den Kontaktstiften, also liegend auf der zumindest einen Leiterplatte angeordnet sein. Durch die liegende Aufnahme des Elektrolytkondensators auf der zumindest einen Leiterplatte kann zudem eine geringe Vibrationsempfindlichkeit der zumindest einen Leiterplatte und es Elektrolytkondensators erzielt werden.For example, the at least one component may be an electrolytic capacitor which is directly enclosed by the stamped grid and which serves, for example, for suppressing the local electronics in the direction of the electrical system of the motor vehicle. The electrolytic capacitor may have a round cross-section and be arranged with respect to its longitudinal axis transversely to the contact pins, so lying on the at least one circuit board. Due to the horizontal recording of the electrolytic capacitor on the at least one printed circuit board also a low vibration sensitivity of the at least one circuit board and it can be achieved electrolytic capacitor.
Das Stanzgitter umgreift das zumindest eine Bauteil in besonders vorteilhafter Weise, wenn die endseitigen, den Kontaktstiften des Steckers gegenüberliegenden Kontaktstifte senkrecht zur zweiten Ebene mit der zumindest einen Leiterplatte verbunden, das heißt senkrecht zur zumindest einen Leiterplatte angeordnet sind.The stamped grid surrounds the at least one component in a particularly advantageous manner, when the end, the contact pins of the connector opposite pins perpendicular to the second plane with the at least one circuit board connected, that are perpendicular to at least one circuit board.
Insbesondere zur weiteren Bauraumeinsparung und zur Isolierung des Stanzgitters kann das Stanzgitter zumindest teilweise in das Gehäuse integriert sein. Beispielsweise kann das Gehäuse hierzu eine komplementär zur Form des zumindest einen Bauteils ausgebildete Tasche aufweisen, in die das zumindest eine Bauteil eingreift. Das Stanzgitter ist dabei zumindest im Bereich dieser Taschen oder außerhalb der Kontaktstifte in dem Gehäuse aufgenommen.In particular, to further save space and to isolate the stamped grid, the stamped grid may be at least partially integrated into the housing. For example, the housing for this purpose may have a complementary to the shape of the at least one component formed pocket into which engages the at least one component. The stamped grid is accommodated in the housing at least in the region of these pockets or outside the contact pins.
Das Gehäuse kann dabei zumindest ein mittels eines Spritzgießverfahrens hergestelltes erstes Gehäuseteil aufweisen, wobei das Stanzgitter in dieses Gehäuseteil eingegossen ist. In bevorzugter Weise ist das Gehäuse aus zumindest zwei mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellten Gehäuseteilen gebildet. Das erste Gehäuseteil kann eine Führung des Steckers bilden. Dies bedeutet, dass der Stecker vollständig in dem ersten Gehäuseteil ausgebildet ist. Die Kontaktstifte des in einem Gehäuseteil aufgenommenen wie integrierten Stanzgitters können aus entsprechenden Öffnungen des Gehäuseteils herausgeführt sein.The housing may have at least one first housing part produced by means of an injection molding process, the stamped grid being cast in this housing part. Preferably, the housing is formed from at least two housing parts produced by means of an injection molding process. The first housing part may form a guide of the plug. This means that the plug is completely formed in the first housing part. The contact pins of the accommodated in a housing part as integrated stamped grid can be led out of corresponding openings of the housing part.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Antriebseinheit enthält daher das erste Gehäuseteil das Stanzgitter und die zumindest eine Leiterplatte. Hierzu können an dem ersten Gehäuseteil entsprechende Aufnahmeelemente, beispielsweise Führungen, Anlagefläche, Nuten und/oder dergleichen angespritzt sein. Das zweite Gehäuseteil dient dabei im Wesentlichen als Deckelteil. Während einer Montage der Antriebseinheit wird die Leiterplatte durch Verlöten oder kalte Verbindung der Kontaktstifte mit der Leiterplatte in dem ersten Gehäuseteil aufgenommen und mittels entsprechender Fügemittel befestigt. Anschließend wird das zweite Gehäuseteil unter Abdichtung gefügt. Während der Fügung der Leiterplatte in das erste Gehäuseteil erstreckt sich das zumindest eine Bauteil teilweise in eine durch das Gehäuseteil und das entsprechend vorgeformte, in das Gehäuseteil eingespritzte Stanzgitter gebildete Tasche.According to an advantageous embodiment of the drive unit, therefore, the first housing part contains the stamped grid and the at least one printed circuit board. For this purpose, corresponding receiving elements, for example guides, contact surface, grooves and / or the like, may be molded onto the first housing part. The second housing part serves essentially as a cover part. During assembly of the drive unit, the circuit board is received by soldering or cold connection of the contact pins with the circuit board in the first housing part and fastened by means of appropriate joining means. Subsequently, the second housing part is joined under sealing. During the joining of the printed circuit board in the first housing part, the at least one component extends partially into a formed by the housing part and the corresponding preformed, injected into the housing part stamped grid pocket.
Mit anderen Worten enthält das Elektronikmodul als Teil der Antriebseinheit mit einem elektrisch kommutierten Motor (BLDC) zur Entstörung in Richtung Bordnetz des Kraftfahrzeugs eine L/C-Gruppe enthaltend Induktivität und einen Kondensator. Durch das üblich große Volumen des Kondensators, beispielsweise einem Elektrolytkondensator wird dieses Bauteil oft liegend auf die Leiterplatte (PCB, printed circuit board) integriert, damit das Elektronikmodul hohe Robustheit gegenüber Vibrationsbelastungen aufweist. Hierzu wird in der Geometrie des Gehäuses wie Kunststoffgehäuses eine sogenannte Tasche vorgesehen, damit das Elektronikmodul in dem Kunststoffgehäuse platzsparend untergebracht werden kann. Bei einer entsprechenden Anordnung des Steckers des Elektronikmoduls in der Nähe des Kondensators, was aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit angezeigt ist, wird das Stanzgitter direkt in die Geometrie der Tasche des Kunststoffgehäuses im Bereich des Kondensators eingelegt und umspritzt. Daraus ergibt sich eine mechanisch robuste und gleichzeitig platzsparende Anordnung des Stanzgitters. Weiterhin verbessert sich auch die Dichtfunktion der Umspritzung des Stanzgitters, so dass die Pfadlänge des Stanzgitters eine untergeordnete Rolle spielt.In other words, the electronic module contains as part of the drive unit with an electrically commutated motor (BLDC) for suppression in the direction of the electrical system of the motor vehicle, an L / C group containing inductance and a capacitor. Due to the usual large volume of the capacitor, such as an electrolytic capacitor, this component is often lying on the printed circuit board (PCB, printed circuit board) integrated so that the electronic module has high robustness to vibration loads. For this purpose, a so-called pocket is provided in the geometry of the housing such as plastic housing, so that the electronic module can be accommodated in the plastic housing to save space. With a corresponding arrangement of the plug of the electronic module in the vicinity of the capacitor, which is indicated for reasons of electromagnetic compatibility, the stamped grid is inserted directly in the geometry of the pocket of the plastic housing in the region of the capacitor and molded. This results in a mechanically robust and at the same time space-saving arrangement of the stamped grid. Farther the sealing function of the encapsulation of the stamped grid also improves, so that the path length of the stamped grid plays a minor role.
Die Erfindung wird anhand des in den
-
1 eine 3D-Ansicht einer Antriebseinheit, -
2 eine geschnittene 3D-Ansicht der Antriebseinheit der1 , -
3 den oberen Teil der Antriebseinheit der1 und2 im Schnitt und -
4 ein Detail der Antriebseinheit der1 bis3 in geschnittener 3D-Ansicht.
-
1 a 3D view of a drive unit, -
2 a sectional 3D view of the drive unit of1 . -
3 the upper part of the drive unit of1 and2 on average and -
4 a detail of the drive unit of1 to3 in cut 3D view.
Die
Die Vorortelektronik
Das Gehäuseteil
Das Stanzgitter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Antriebseinheitdrive unit
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Gehäuseteilhousing part
- 44
- Gehäuseteilhousing part
- 55
- elektrischer Antriebelectric drive
- 66
- Getriebetransmission
- 77
- Vorortelektroniksite electronics
- 88th
- Elektromotorelectric motor
- 99
- Betätigungsgliedactuator
- 1010
- Leiterplattecircuit board
- 1111
- Bauteilcomponent
- 1212
- Bauteilcomponent
- 1313
- Steckerplug
- 1414
- Führungguide
- 1515
- Kontaktstiftpin
- 1616
- Stanzgitterlead frame
- 1717
- Kontaktstiftpin
- 1818
- Taschebag
- 1919
- Elektrolytkondensatorelectrolytic capacitor
- aa
- Längsachselongitudinal axis
- E1E1
- Ebenelevel
- E2E2
- Ebenelevel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2015/144156 A1 [0003]WO 2015/144156 A1 [0003]
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
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DE102018102550 | 2018-02-06 |
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Cited By (2)
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-
2019
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Legal Events
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---|---|---|---|
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