用于停车制动器的机电启动器,用于这种启动器的电动马达以及组装方法

摘要

本发明涉及一种机电启动器(17)，所述机电启动器包括启动器外壳和电连接器，所述启动器外壳容纳电动马达(39)和柔性印刷电路板(102)，其中所述柔性印刷电路板放置在所述电动马达上并具有电连接部件(110)，所述电连接部件在被称为连接平面的平面(PR)中延伸，所述电连接部件通常横向于所述电动马达的所述轴的旋转轴线(A2)并具有至少两个电连接孔，所述电连接器包括至少两个内部导电销(58)，其中每一个导电销具有自由后部电连接端部区段(70)，并且其中在所述外壳(18)中所述电动马达(39)的组装位置中，每个电连接区段(70)轴向地延伸穿过所述电连接部件(110)的相关连接孔，其特征在于，在将所述电动马达组装在所述外壳中之前，所述电连接部件(110)在被称为组装平面的平面(PM)中延伸，所述组装平面与所述连接平面(PR)呈锐角(a)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于启动机动车辆的停车制动器的机电启动器，该机电启 动器也可用作构造在液压启动的盘式制动器内的紧急制动器。

本发明还涉及一种这种机电启动器的电动马达。

本发明还涉及一种用于对这种机电启动器和包括这种启动器的制动器进行 组装的方法。

背景技术

尤其是来自文件US-B2-7,021,415或WO-A1-2009/016660，合并了机电停 车制动器的液压控制的盘式制动器的结构是已知的。

按照已知的方式，制动器包括卡钳，卡钳能够支撑并且滑动地引导相对的 摩擦垫，摩擦垫能够与旋转盘协作。

与盘式制动器的主要液压作用分离，盘式制动器包括作为停车制动器或紧 急制动器的用于其启动和操作的机电装置。

为此，制动器包括丝杆螺母单元和电动齿轮马达单元，其中丝杆螺母单元 布置在液压启动的制动器活塞中，电动齿轮马达单元被称为机电启动器，其用 于在两个方向上以旋转的方式驱动丝杆螺母单元的丝杆。

使用属于这个启动器的电动马达来启动停车制动器使得旋拧力矩可被施加 到丝杆螺母单元的丝杆上，所述力矩通过丝杆螺母单元转换为施加到活塞的轴 向上紧推力。

为了产生这种旋拧力矩，启动器包括减速齿轮，减速齿轮由电动马达的输 出轴以旋转的方式驱动进而以旋转的方式驱动机电启动器的输出构件。

机电启动器包括启动器外壳，启动器外壳包括减速齿轮和电动马达的组件。

为了将电动马达电连接到外部，以及例如为了对电动马达供电和控制其操 作，启动器的外壳包括具有内部电销的电连接器，内部电销被设计为连接到马 达的供电电路，这些导电销(为了此目的)具有自由的后部电连接端部区段。

此外，这些销包括用于将其与外部进行电连接的装置。

例如通过对围绕部分导电销的塑料外壳进行二次成型可将电连接器添加在 外壳上到或构造到外壳内。

更具体地，这种机电启动器的已知的设计包括用于启动机动车辆的停车制 动器的机电启动器，该机电启动器包括：

-启动器外壳，该启动器外壳包括开放的后面，并且以下组件至少部分地 容纳在该启动器外壳内：

--电动马达，该电动马达包括后部整流罩和旋转轴，旋转轴的后轴向 末端支撑轴向布置为超出整流罩(fairing)的后面的输出副齿轮(pinion)；

--柔性印刷电路板，该柔性印刷电路板放置在马达的整流罩上包括在 被称为连接平面的平面内延伸的电连接部件，该电连接部件大体上横向于马达 的轴的旋转轴线并且具有至少两个电连接孔；

-以及电连接器，该电连接器包括至少两个内部导电销，所述内部导电销 中的每个具有导电的自由后部电连接端部区段；

并且其中：

通过经由外壳的开放的后面将马达从后向前轴向地插入来将马达放置在外 壳中；

在外壳中的马达的组装位置中，每个电连接区段轴向地延伸穿过电连接部 件的相关连接孔并电连接到形成在所述电连接部件的后面上的导电轨道。

由于外壳的设计，销的自由后部电连接端部区段占据了关于外壳的(尤其 是轴向上的)给定位置。

为了使电动马达能够正确地并可靠地组装在用于将电动马达接收在组装位 置中的外壳的底座中，在通过将导电轨道焊接或钎焊到连接区段的电连接操作 之前，关键的是，通过从后向前将马达的主体或外壳轴向地插入到其底座中的， 马达的组装必须确保(尤其对于自动组装)这些连接区段中的每一个都轴向地 延伸穿过相关的连接孔。

本发明旨在提出一种设计，该设计使用电连接器来确保电动马达的这种正 确组装。

另一份文件EP-A1-1,975,447描述并示出了一种传统的机电制动设备，该机 电制动设备包括类似于权利要求1的前序部分中所指定的传统的电连接器。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种上述类型的机电启动器，其特征在于，在将马 达组装在外壳中之前，电连接部件在被称为组装平面的平面内延伸，其中组装 平面与连接平面形成锐角。

根据启动器的其他特征：

-连接平面与电动马达的轴的旋转轴线正交，并且组装平面关于连接平面 轴向向后倾斜；

-柔性印刷电路板包括用于将柔性印刷电路板附接到整流罩的部件，其中 该部件通过电连接部件延长；

-附接部件在平行于马达的轴的旋转轴线的平面中延伸；

-整流罩包括底座，底座由轴向面和横向面界定，柔性印刷电路板的附接 部件附接到轴向面，横向面与马达的轴的旋转轴线正交，并且柔性印刷电路板 的连接部件承靠横向面以确定组装位置；

-底座的轴向面包括在电动马达的输出副齿轮的对面(opposite)延伸的窗 口，并且柔性印刷电路板的附接部件包括布置在窗口对面的用于副齿轮的旋转 传感器；

-两个销中的每一个为具有两个自由后部端部区段的叉形，并且当电动马 达在外壳中处于组装位置时，四个电连接区段中的每一个轴向地延伸穿过电连 接部件的相关连接孔，并被电连接到形成在柔性印刷电路板的这个电连接部件 的后面上的相关导电轨道；

-导电轨道中的两个被电连接到旋转传感器；

-启动器包括由弹性可变性材料构成的环，该环当被轴向压缩在马达的前 横向端面与启动器的外壳的面向部分之间时被组装；

-销的每个电连接区段包括轴向挡块，轴向挡块与电连接部件的后面的面 向部分协作。

本发明还提出一种用于启动机动车辆的停车制动器的电动马达，电动马达 包括：

-后部整流罩和旋转轴，旋转轴的后轴末端支撑输出副齿轮，输出副齿轮 轴向地布置为超出整流罩的后横向面；

-柔性印刷电路板，柔性印刷电路板放置在马达的整流罩上，包括在一平 面中延伸的电连接部件，电连接部件大体上横向于电动马达的轴的旋转轴线并 具有至少两个电连接孔，电连接孔中的每个能够被内部导电销的自由后部电连 接端部区段轴向地穿过，

其特征在于，电连接部件弹性地承靠整流罩的面向部分以在被称为组装平 面的平面内延伸，组装平面与正交于马达的轴的旋转轴线的平面形成锐角，并 且印刷电路板的电连接部件能从组装位置弹性变性以便占据被称为电连接位置 的位置，在所述电连接位置中，电连接部件在正交于马达的轴的旋转轴线的平 面中延伸。

本发明还提出一种用于组装机电启动器的方法，机电启动器用于启动机动 车辆的停车制动器，该机电启动器包括：

-启动器外壳，启动器外壳其包括开放的后面，并且以下组件至少部分地 容纳在该启动器外壳内：

--电动马达，电动马达包括后部整流罩和旋转轴，旋转轴的后轴向末 端支撑输出副齿轮，输出副齿轮被轴向地布置为超出所述后面；

--柔性印刷电路板，柔性印刷电路板放置在马达的整流罩上，包括在 被称为连接平面的平面内延伸的电连接部件，电连接部件大体上横向于马达的 轴线并且具有至少两个电连接孔，并且，在将马达组装到外壳内之前，电连接 部件在被称为组装平面的平面内延伸，组装平面与所述连接平面形成锐角；

-以及电连接器，电连接器包括至少两个导电销，导电销中的每个具有导 电的自由后部电连接端部区段；

其特征在于，该方法包括以下步骤：

-制造包括这种电连接器的外壳；

-通过经由外壳的开放的后面从后向前轴向地插入这种马达来将其放置在 外壳中，使得在外壳中的电动马达的组装位置中，每个电连接区段轴向地延伸 穿过电连接部件的相关连接孔并被电连接到形成在电连接部件的后面上的导电 轨道。

最后，本发明提供了一种用于组装机动车辆制动器的方法，其特征在于， 该方法包括以下步骤：

制造本发明中的机电启动器；

将由此形成的机电启动器附接到盘式制动器的卡钳的后面上，其中盘式制 动器包括机电启动的停车制动器。

附图说明

本发明的其他特征和有益之处将由以下本发明的实施例并结合附图给出详 细的描述，其中：

图1为本发明的包括机电启动器的停车制动盘式制动器的一般透视图；

图2类似于图1，为示出了图1中制动器的主要组件的分解图；

图3A为图1和2中所示的机电启动器的外壳的大比例尺透视图；

图3B为图3A中的外壳在没有关闭盖或其内部组件的情况下的轴向端视图；

图4为具有在关于马达的第一轴向位置中示出的一列电连接销的机电启动 器的电动马达的透视图，其中一列电连接销朝着关于最终组装和电连接位置的 后部轴向地偏移；

图5为图4中示出的单元从另一个角度看的透视图；

图6为沿图5中示出的单元的轴向面的横截面；

图7为图5中所示的单元的外侧视图，单元上的一列电连接销示出在关于 马达的第二轴向位置中，一列电连接销朝着关于第一轴向位置的后部轴向地偏 移，以及一列电连接销朝着关于最终的电连接位置的后部轴向地偏移；

图8和图9是大比例尺的详细透视图，其示出了在图6和图7所示的第一 和第二轴向位置中的柔性印刷电路板的电连接销和电连接部件的相对位置；

图10A和图10B为沿电动马达的后部整流罩的轴向平面的横截面，其中电 连接部件分别示出在其组装位置和连接位置；

图11为电动马达的后部整流罩的组件的分解透视图；

图12为图11所示的柔性印刷电路板的大比例尺详细透视图；

图13为沿图10A和图10B所示的轴向横截面示出的马达的部分后部整流 罩的大比例尺详细视图，其中电连接销以虚线示出在关于马达的第三轴向位置 (电连接位置)中。

具体实施方式

在以下描述中，使用相同的附图标记来表示相同或类似的元件。

图1和图2示出了盘式制动器10，其没有制动块或与这些块的轴向滑动引 导和返回有关的装置。

盘式制动器本质上包括卡钳12，卡钳12具有后部外壳14，液压制动器活 塞16安装在后部外壳14中以便从后向前(即沿轴线A1在图1中从左到右) 轴向地滑动。

盘式制动器10在后部包括齿轮马达单元或机电启动器17，这里示出的机 电启动器17的外壳18(如以下详细解释)容纳电动马达和行星减速齿轮。

外壳18被添加并被附接到卡钳12的后横向面上，外壳18通过其横向面 20轴向地承靠在卡钳12的后横向面上，横向面20的前末端是开放的，这种情 况下可使用螺钉22来完成附接。

卡钳12的后部外壳14界定了液压轴向腔24，活塞16沿轴线A1轴向地并 滑动式地安装在液压轴向腔24内，在两个方向上被密封。

制动器活塞16是具有柱形罐的整体形状的部件，其后部是轴向开放的，并 且制动器活塞16能够通过其外部的前横向面26与相关的盘式制动器块(未示 出)进行协作。

来自腔24的加压的液压流体的供给通过与卡钳12的后部外壳14相关的朝 着活塞16的前部的轴向推力来触发制动器的液压启动。

对于停车模式或紧急制动模式中活塞16的机械启动，活塞16和腔24容纳 丝杆螺母单元，其中丝杆螺母单元包括后驱动螺杆28和前轴向推力螺母30。

为了驱动螺杆28在两个方向上进行旋转，螺杆28具有后部区段32，在组 装位置可从卡钳12的后横向面接近后部区段32，以例如形成螺杆28的旋转驱 动头，其中螺杆28的旋转驱动头是通过机电启动器17的运动输出构件在两个 方向中以旋转的形式被驱动。

如图3A和3B中所示，外壳18是塑料成型部件，其内在地界定了两个主 要的底座，每个底座具有整体上的柱形罐形状，柱形罐形状具有平行的轴线A1 和A2。

外壳18的后面通过添加的、然后焊接的或胶合的后盖34进行闭合。

在将盖34放置到位之前，两个底座36和38是轴向地向后开放的。

位于图3A和3B左边的第一底座36被设计为容纳行星齿轮(未示出)，其 中在这种情况下，内部有齿的外太阳齿轮40通过成型与外壳18整体地形成。

第一底座36通过环形后壁42轴向地闭合于前部。

环形后壁42具有中心孔44以使得行星齿轮的运动输出构件能够通过。

位于图3B中右手边的第二底座38也是轴向地向后开放的，并被设计为容 纳电驱动马达(图3B中未示出)，电驱动马达的输出副齿轮86通过齿轮装置 (未示出)连接到容纳在第一底座36中的行星齿轮的太阳齿轮。

容纳电动马达的第二底座38通过后壁46轴向地闭合于前部。

如图3A和3B中所示，启动器的外壳18具有临近于底座38并位于外部的 突出部件48，突出部件48形成了用于外部电连接器的外壳，其中外部电连接 器用于机电启动器与机动车辆的外电路(未示出)的电连接，其中机动车辆的 外电路用于对马达供电并控制其操作。

为此，部件48轴向地向后开放，并且包括可接收导电的电连接终端(未示 出)的两对通道50和51。

同样地，外壳18在邻近于能够容纳电动马达的底座38处包括内部电连接 器52，内部电连接器52具有轴向向后开放的两对通道54和56，其中每个通道 能够接收相关连接销(图3B中未示出)的导电区段。

图4和图5尤其示出了由金属通过切割和折弯制成的四个导电销，并且在 图中示出的实施例中，这四个导电销形成嵌入在通过成型(mold)形成的塑料 外壳18中的金属插件。

四个导电销的组包括一对中心销58和一对侧销60。

四个销58、60中的每一个分别包括主轴向区段62和64。

每个中心区段62、64在靠近其前轴向末端处分别包括以导电终端66、68 为末端的轴向向后延伸的L-形部件，其自由端部区段分别延伸穿过外部连接器 48的相关通道50、51。

每个中心轴向区段62、64分别轴向地向后延伸到导电的自由后部端部区段 70、72。

每个导电的自由后部端部区段70、72分别轴向地延伸穿过内部电连接器 52的相关通道56、54以连接电动马达39。

两个侧销60的两个电连接区段72用于向电动马达39供电，而两个中心导 电销58的两个导电区段70被设计为连接到用于生成(尤其表示马达39的轴 81的旋转)电信号的电动马达39的装置上。

中心轴向区段62和64与两个中心销58的两个自由端部区段70一样，在 相同的与轴线A2平行的轴向平面内延伸。

尤其是如图8和图9中详细示出的，在这种情况下，区段70的每个末端是 具有两个平行的轴向齿部70a和70b的U形叉。

因此，每个叉形端部区段70界定了横向背面70c。

电动马达30(其电磁组件未在图6中示出)本质上包括外壳，外壳具有圆 柱形侧壁74，其中圆柱形侧壁74在其前轴向末端处通过界定底座的横向壁76 进行闭合，其中马达39的转子的输出轴81的前端部区段78以围绕轴线A2旋 转的方式安装在底座中。

外壳18的圆柱形壁74的后末端通过后部整流罩80轴向地闭合，后部整流 罩80是界定了底座的塑料成型部件，其中轴81的自由后部端部区段82以围绕 轴线A2旋转的方式放置在底座中，其中自由后部端部区段82轴向地突出超出 整流罩80的后横向面84并支撑以旋转的方式连接到马达39的输出驱动轴81 的输出副齿轮86。

马达39的外壳的整流罩80本质上包括径向定向的横向壁88和圆柱形侧裙 90。

横向壁88包括中心孔89以使轴81的区段82能够轴向地通过。

整流罩80包括轴向定向的大体上呈片状的支撑元件92，支撑元件92从横 向壁88的面84轴向地向后方延伸，通过成型与整流罩80整体地形成。

支撑元件92通过轴向向外定向的平面94进行限定，并且借助两个轴向定 向的相对且平行的向外径向延伸的侧面96来延伸。

每个侧面96具有轴向向后开放的内部轴向槽98。

片状支撑元件92包括中心窗口100，中心窗口100在马达39的输出副齿 轮对面延伸。

借助支撑元件92的轴向面94并与壁88的面84的部分95进行协作，支撑 元件92界定了轴向向后并径向向外开放的底座，其中柔性印刷电路板102安置 并附接在该底座中。

通过圆形止挡区段104来径向向外地界定接收板102的底座的横向背面95。

按照已知的方式，柔性印刷电路板102(通常称为“flex”)本质上包括由 合成材料制成的弹性可变形薄膜106，弹性可变形薄膜106的两个相反的面可 包括导电轨道并支撑电气或电子组件。

根据本发明，电路板102本质上包括轴向定向的平直部件108和大体上横 向定向的平直部件110，其中轴向定向的平直部件108也是马达39的整流罩80 上的电路板的附接部件，横向定向的平直部件110是电路板102的电连接部件。

附接部件108和连接部件110通过大体上弯曲呈直角的中心部件112连接 在一起。

电连接部件110在接近其自由径向末端处具有两对相关联的通孔114a和 114b，中心销58的导电端部区段70的一对相关联的齿部70a、70b可轴向地穿 过该通孔114a和114b。

两对孔114a和114b在连接部件110的后面111上被导电轨道116围绕， 其中导电轨道116用于通过钎焊或焊接(未示出)将销58的齿部70a和70b电 连接到轨道116，并且与印刷电路板102上的电气或电子组件电连接。

这些组件(特别地如图12中所示)被布置在附接部件108的前面107上， 并且特别地包括传感器118，其中传感器118是霍尔效应(Hall-effect)传感器， 其被定位于至少部分地突出穿过与马达39的输出副齿轮相对的窗口100，以形 成副齿轮86的旋转传感器以及由此形成马达39的轴81的旋转传感器。

使用印刷电路板102的轴向定向的附接部件108将印刷电路板102安装在 由前面94和95界定的整流罩80的互补底座中，其中印刷电路板102的面107 承靠面94。

附接部件108的侧边缘具有与面94的轴向侧边缘的形状相匹配的缺口以确 保附接部件108的精确的几何定位。

使用锁定键120来确保附接部件108的锁定到位和附接，锁定键120从后 向前轴向地安装在支撑元件92的槽98中以将附接部件108夹紧并锁定到位， 附接部件108的面107上的组件至少部分地位于窗口100中。

在整流罩80上的印刷电路板102的这个初始组装位置中(即，将马达39 组装在外壳18中之前)，由于柔性电路板102的薄膜106的弹性，连接部件110 在称为组装平面PM的平面内延伸，其中组装平面PM(特别地如图8、10A和 12中所示)关于与轴线A2正交的横向平面是倾斜的。

在这种情况下，连接部件110的这个初始组装位置由轴向向前地承靠在整 流罩80的圆形止挡区段104上的连接部件110的前面113的面向部分确定。

以上描述的印刷电路板102的组装和附接确保了连接部件110以及特别是 孔114a和114b的精确的几何的径向和横向定位。

连接部件110可以从这个组装位置进行轴向向后地弹性地变形(特别地如 图13中所示)以占据称为电连接位置的位置，在该电连接位置，组装部件110 在大体上正交于轴线A2的连接平面PR内径向向外延伸。

以下描述涉及电动马达39在其外壳18的底座38中的组装，以及中心销 58的导电区段70与柔性印刷电路板102的连接部件110的协作。

通过使马达39的前横向壁76轴向地承靠在底座38的后壁46的下面向部 分上，将马达39经由其前部从后向前轴向地插入到底座38中。

在图中所示的设计中，例如由弹性体制成的弹性可变形环130被置于横向 壁76与壁46之间。

环130旨在抑制震动以及尤其是噪音，并且当轴向地被压缩时也作为弹性 垫片来安装以便开始进行用于将电动马达39轴向安装在其外壳18的底座38 中的作用，并且还用在关于外壳18(且由此关于导电销58和60)对马达39 的精确的轴向定位中，和由此对其整流罩80的精确的轴向定位。

然而，根据本发明，这种由弹性材料制成的环可以独立于马达的电连接装 置使用。

将马达39轴向插入到底座38中包括电路板102的连接部件110关于销58 和70的相对轴向运动，以及尤其包括这些组件的渐进轴向接近运动，尤其是 从图6所示的第一相对轴向位置开始，穿过图7所示的第二中间轴向位置并在 图13中使用虚线所示的相对轴向位置结束的渐进轴向接近运动。

当中心销58的导电区段70的齿部70a、70b的自由后端边缘接触连接部件 110的前面113的面向部分时，部件110的“返回”被触发，该“返回”逐渐 减小由组装平面PM与连接平面PR形成的锐角“a”的值。

齿部70a的自由端边缘引起这个返回直到该自由端边缘位于孔114a的对面， 由于连接部件110的角运动，该返回完成了径向向外的短轨迹，该短轨迹尤其 以图7和图9中所示的匹配位置结束，其中齿部70a和70b可以轴向地穿透相 关的孔114a和114b。

齿部穿透孔直到由底面70c形成的止动表面接触到前面113的面向部分。

继续进行相对的轴向运动直到组件处于尤其是图13所示的连接位置PR。

如上所述，并且尤其由于印刷电路板102的弹性以及连接孔的几何定位的 限定和马达39关于连接销58、60的相对定位的限定，当将马达39安装在外壳 18中时，可以实现将中心销58的区段70的齿部70a和70b可靠地并自动地插 入到印刷电路板102的相关的孔114a和114b中。

然后通过完成实际的电连接阶段来继续组装操作，尤其是通过将轨道116 钎焊或焊接到齿部70a和70b并将侧销60的区段72连接到连接插头(未示出)， 然后通过卷曲和/或粘合外壳18的后盖34来闭合外壳18。