CN106533070A

CN106533070A - 执行器的制造方法

Info

Publication number: CN106533070A
Application number: CN201610804853.XA
Authority: CN
Inventors: 多纳特·安德烈; 迈克尔·瓦策克; 泰汗·布伊; 伊万·布克
Original assignee: Johnson Electric Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Johnson Electric SA; Johnson Electric Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2016-09-05
Publication date: 2017-03-22
Also published as: US20170070130A1; DE102016116679A1; US10224790B2; CH711507A1

Abstract

本发明公开了一种执行器的制造方法，包括用以驱动输出轴(10)的电机(1)，用以产生输出轴旋转位置信号的传感器(20)，和用以安装执行器的包括安装点(31a‑31c)的支撑面(30a)，制造所述执行器时包括以下步骤：A1)设置输出轴(10)和传感器(20)，A2)驱动输出轴，以使传感器提供预定的信号值，限定输出轴的角度位置的定位点，A3)限定所述输出轴的实际角度位置作为一个实际值，和A4)基于实际值和定位点之间的偏差，机械调节至少一个执行器组件，以使输出轴的输出端(40b)的角度位置根据定位点进行机械调节。

Description

执行器的制造方法

技术领域

本发明涉及执行器的制造方法，特别是一种执行器，包括用于驱动输出轴的电动马达和传输输出轴角度的传感器设备和支撑执行器的支撑面。

背景技术

执行器器用于驱动可动调节部件，例如一个汽车的空调系统中控制翼片移动。

在生产中，执行器在工作台准备现场安装。一般来说，执行器安装的位置和输出轴的定位需要精确的规范说明，这样它能够与调整组件连接。但是，由于制造过程出现的公差，传感设备有时不能对输出轴的初始位置提供精确的值。为此引入电子刻度进行制动器安装，其中电子控制器重新编码。这样，输出轴及其连接的组件从初始位置到最终位置根据传感设备的信号进行刻度。电子刻度事实上使得传感设备精确测定了输出轴的角度位置和调整组件。然而，这需要更多的安装成本，使得安装流程复杂。

发明内容

它是本发明的一个目的是提供一种执行器制造方法，该方法下执行器在安装前对输出轴的角度位置已经有了较为精确的配置。

一种执行器的制造方法，包括用以驱动输出轴(10)的电机(1)，用以产生输出轴旋转位置信号的传感器(20)，和用以安装执行器的包括安装点(31a-31c)的支撑面(30a)，制造所述执行器时包括以下步骤：A1)设置输出轴(10)和传感器(20)，A2)驱动输出轴，以使传感器提供预定的信号值，限定输出轴的角度位置的定位点，A3)限定所述输出轴的实际角度位置作为一个实际值，和A4)基于实际值和定位点之间的偏差，机械调节至少一个执行器组件，以使输出轴的输出端(40b)的角度位置根据定位点进行机械调节。

较佳地，所述机械调整包括以下步骤中的至少一个：1)基于实际值和定位点之间的偏差，所述输出轴(10)与附加组件(40)比较，以机械方式不同的偏差选择相结合，2)至少一个组件(21；23；30a)设置为基于实际值和定位点之间的偏差，3)至少一个组件(21；23；30a)基于实际值和定位点之间的偏差进行选择。

较佳地，附加组件(40)与输出轴(10)可连接，包括输入端(40a)和输出端(40b)，旋转时彼此形成角度(β)，对于步骤A1)，设置还包括电机(1)和包括安装点(31a-31c)的支撑面(30a)；对于步骤A4)，附加组件连接输出轴。

根据本发明一个构思，提供一种执行器的制造方法，包括用以驱动输出轴(10)的电机(1)，用以产生输出轴旋转位置信号的传感器(20)，和用以安装执行器的包括安装点(31a-31c)的支撑面(30a)，制造所述执行器时包括以下步骤：B1)根据传感器(20)提供一个输出轴(10)的预定角位置，限定一个定位点，B2)设置传感器(20)的至少一部分，B3)根据步骤B2)中传感器提供的预定角位置数据，确定一个定位点，B4)基于实际值和定位点之间的偏差，机械调节至少一个执行器组件，以使传感器(20)为输出轴(10)提供的信号与定位点比较。

较佳地，B2)组件包括印刷电路板(23)；对于步骤B3)，测量组件以得到实际值，其中当所述偏差超过阈值的情况下，步骤B4)进行以下步骤以减少偏差：1)更换印刷电路板(23)，2)配置印刷电路板(23)。

较佳地，步骤B2)包括滑块(21)，步骤B3)中设置包括获得实际值，其中当所述偏差超过阈值的情况下，步骤B4)进行以下步骤以减少偏差：1)更换滑块(21)，2)机械配置滑块(21)。

根据本发明另一个构思，提供一种执行器的制造方法，包括用以驱动输出轴(10)的电机(1)，用以产生输出轴旋转位置信号的传感器(20)，和用以安装执行器的包括安装点(31a-31c)的支撑面(30a)，制造所述执行器时包括以下步骤：C1)根据传感器(20)提供一个输出轴(10)的预定角位置，限定一个定位点，C2)设置输出轴(10)和传感器(20)，C3)根据步骤C2)中传感器提供的预定角位置的信号值数据，确定一个定位点，C4)确定实际值和定位点之间的偏差，其中，最后制造执行器，当所述偏差超过阈值的情况下，调节至少一个执行器组件。

较佳地，步骤C3)中，限定实际值基于多个传感器(20)的预订角位置的信号值的测量和彼此比较，这些信号值的平均值作为真实值。

较佳地，设置印刷电路板(23)以获得电阻值，其中基于实际值和定位点之间的偏差来选择印刷电路板进行机械调整。

较佳地，所述设置包括平行导体路径(22a，22b)、交叉导体路径段(27a-27e)。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例所示的执行器组件的立体示意图。

图2是图1的组件和壳体的分解图，其中齿轮组的一部分和电机未示出。

图3是图1所示组件和壳体的俯视图。

图4是传感设备在机械调节之前和之后提供的信号的曲线图。

图5是图3所示执行器的附件的侧视图。

图6是图5所示附件的俯视图。

图7是图3所示执行器和图5所示附件的立体图。

图8是本发明另一个实施例下的执行器，其中，所述装配点是可配置的。

图9示出图4的图，其中由传感器提供的信号从目标值偏离，

图10示出了图1所示执行器的另一个实施例。

具体实施方式

本发明将参照附图以各种实施例的方式进行说明。在说明书附图中，具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。附图中的部件大小和特点只是为了便于说明和揭示本发明的各个实施例，并不是要对本发明进行穷尽性的说明，也不对本发明的范围进行限制。

图1中所示的执行器。包括电动机1与经由减速器5耦合到输出轴10的驱动转轴1a，以及用来检测输出轴10的角位置的传感器20。接着，执行器具有用于将电动机1驱动到例如一个(未示出)驱动电子设置在电路板上。

传感器20包括一个电位器，电位计提供一个信号，传递输出轴10的角位置。图2示出了这种传感器20一个可能的实施例。传感器包括一个滑块21，滑块贴装在齿轮组5的齿轮件5a上并可沿一或多个导体路径22移动。本实施例中设置在印刷电路板23上，电路板安装有连接销针。

在图2所示的实施例中，电位器耦合到齿轮件5a，齿轮件5a是齿轮组的最后一级，并以刚性连接的方式连接到输出轴10。传感器20也可以设计为将电位器耦合到齿轮组5其它的齿轮上，或耦合至马达1的输出轴。传感器20可以以非接触方式感应角位置。例如，齿轮上设置磁铁与静止的磁场传感器(例如霍尔传感器)相互作用。

部件1，2和20设置在壳体30内，如图7所示。壳体30包括第一壳体部和第二壳体部。第一壳体部如图2所示是一个壳身30a，第二壳体部是一个壳盖30b。壳身30a和壳盖30b能够组合连接。参见图3，壳体30设置通孔以便输出轴10通过其中。安装面进一步设置固定点31a-31c，以安装执行器。安装面例如可以是空调单元的一部分。本实施例中，固定点31a-31c设置在壳身30a上，壳身成为部件1、5和20的支撑面。固定点31a-31c形成为凸起部，与壳身30a一体制成。固定点31a-31c的数量、设计和位置可以变化。部件1，2和20可以设置在不同于壳体30的其它设置了固定点的支撑面上。

图3示出了X轴和Y轴组成的坐标系。坐标系的Z轴垂直于页面表面并与轴10’平行。输出轴10可转动设置此处。安装面上的安装点可以预先设定于该坐标系，其对应于固定点31a-31c和输出轴10所连接物体的位置和方向，如活板。理想地，该坐标轴中的输出轴10在执行器安装在安装面时获得一个预定的角位置，传感器20提供一个预设的信号值。例如，输出轴10在初始位置和最终位置之间转动，传感器20对两者各提供对应信号。但是，由于传感器20和其它部件在制造时形成的公差，传感器20提供的信号和输出轴10的角位置会出现不一致，该偏差通常可以在几度的范围内。

图4示出了由传感器20提供的电压信号值V和输出轴旋转角度α之间的关系。信号曲线25对应于理想的状态，而波形26从非校正的传感器20得出，从而沿横轴得到偏差α₀。

为了补偿这个偏差α₀，制造过程中可以进行机械调整。这种调整可以以各种方式来实现。

实施例一

执行器装配到图3所示程度。固定点31a-31c上的孔已经完成，通过螺钉或螺栓将执行器固定在安装面。固定点31a-31c从而形成xyz坐标系中执行器的位置。输出轴10转动使得传感器20输出预定的信号值。基于理想的波形25，已预知输出轴转到的角度的定位点。输出轴10的实际位置从而被测量。这导致偏差α₀被补偿。这种测量可以利用一个计量器实现。计量器贴装于固定点31a-31c并在输出轴10的目标位置设置标记。为了可看到地区别输出轴10的实际角位置，这里可以设置标记11。

随后，从多种不同的附加部件选取合适的部件贴装在输出轴10。图5和6示出这种辅助部件40。它包括一个输入端40a和输出端40b。端部40a和40b被设置成相对于一个角度β相互转动。这个角度β根据不同的附件选择有所不同。

为了形成零误差的安装过程，输入端40a可以设置有标记41，其应该毗邻输出轴10上的标记11设置。

输出轴10设置腔体12，腔体可容纳输入端40a，如图7所示。腔体12和输入端40a互相兼容设计并有包括环形形状。这样，通过将输入端40a嵌入腔体12形成刚性连接。当然，同样可以采用其它形式装配辅助部件40和输出轴10。

输出端40b设计为优先与相邻被执行器驱动的部件连接。

实施例二

执行器装配到图8所示程度。固定点32a-32c尚未完成。例如，固定孔还未形成。输出轴10已与需要的输出端40b装配使得能够驱动毗邻部件。

装配过程中，输出轴10转动，使得传感器20提供预定值。根据理想波形25，已预知输出轴转到的角度的定位点。

随后决定输出轴10在xy坐标系中的位置，其中安装面上的安装点位置确认。这样补偿了α₀。这样壳体30和执行器作为一体归为xy平面，直至偏差α₀得到补偿。偏差α₀的测量可以通过输出端40b的位置设置补偿件来完成。壳体30被旋转直至接触补偿件。

固定点32a-32c随后通过冲压、钻孔、切削等合适的方式制成。这些工艺可以通过冲压工具、钻孔机、激光水刀或其它合适的工具完成。

可以理解地，固定点31a-31c已经设置了通孔，这样在安装固定点32a-32c只需去除较少的材料。

可替换地，在固定点32a-32c中设置可移动的固定元件，这样设计固定点31a-31c。制造过程中，移除固定元件直至偏差α₀得到补偿。固定元件从而被固定。

实施例三

也可以制造执行器的过程中，可以调整传感器20以测量偏差α₀。例如，可以以设置壳元件30a的方式设置不同的壳元件，但是不同之处在于安装传感器的一部分的安装原理差异，这样该部分可以根据固定点31a-31c的变化角位置安装在壳元件上。例如，各壳元件包括销针固定，销针在安装时固定在传感器部分的腔体中，而销针在壳元件中的位置可变化。

根据图2，在执行器的安装过程中，导体路径22设置于载板23，其位置在壳元件30a上调节。为测量误差α₀，载板23与元件5a、10和21组装在一起，输出轴10移动使得传感器20发出特定的信号值α₀。输出轴10的角位置的定位点和实际角位置的区别提供误差α₀信息。在该制造阶段，元件5a、10和21与壳元件30a配对，随着组装进程，误差逐渐减少或者消失。

在上面所示的例子中，输出轴的角度位置相对于传感器被调节，以便补偿该偏差α₀。另外，也可以调整传感器20以使传感器信号被改变。图9示出与图4相似的图形，包括理想波形25和传感器20的未校准波形26。可以看到，波形26的值从波形沿着竖轴移动了偏差V₀。

为了补偿这个偏差V₀，在执行器的制造中，传感器20需要进行机械调整。

为了这个目的，输出轴10设置在一预定的角位置，传感器20发出的信号被记录，其限定了一个实际值。基于理想波形25，传感器20的定位点已知，需要被由传感器设备20在输出轴10的预定角位置提供。随后进行机械调整使得传感器20提供一个调整至定位点的信号。这一步可以以各种方式来实现。

实施例四：更换电路板

在图2中所示的实施例中，传感器20包括一个印刷电路板23和导体路径22，其接触一个旋转滑块21。每个导体路径22产生电阻轨迹以根据滑块的角位置生成不同的信号。

制造过程中出现大量的印刷电路板23。由于制造公差，印刷电路板并不完全相同。这就导致导体电路产生不同的电阻。需要进行“匹配”。其中选用设置兼容电阻的印刷电路板23，使得传感器的误差V₀降低。

还可以想到，提供多个不同的印刷电路板23。例如，提供不同类型的印刷电路板23，其中每种类型根据导体路径22的电阻实际值对应特定的偏差。例如五种类型的电路板，每个类型对应-4％、-2％、0、+2％和+4％。当然，类型的数量和偏差可以不同。制造过程中，对印刷电路板23进行挑选以得到最低的偏差V₀。

实施例五：安装电路板

调整误差的另一种选择是制造执行器之后安装印刷电路板23。

例如，印刷导体电路时产生不规则现象。这种不规则的东西使用激光进行清除以减少误差V₀。

还可以提供连接到一个导体轨迹22的区域并进行调整以改变其电阻。另外，图10示出了相应的变化。可以看到第一导体路径22a和第二导体路径22b。它们沿中心呈环状。第一导体路径22a是一个封闭环，连接至第一连接器24a。第二导体路径是一个开放环，其中一端连接至第二连接器24b而另一端通过区域27连接至第三连接器24c。区域27包括平行交叉的导体路径段27a-27e。为改变电阻，一或多个导体路径段27a-27e通过激光在制造时彼此隔绝。图10仅是示出区域27的一个实施例，显然其它尺寸和设计同样可能。

实施例六：选择滑块

滑块21的长度决定了它与导体路径22接触的位置。可以选择不同长度的滑块。在制造执行器时，可以对滑块21进行选择以使传感器20得到降低的V₀。

实施例七：配置滑块

制造执行器时，最后准备滑块，例如通过弯曲、切削或其它加工程序。这样，调整了滑块和导体路径22的接触位置，从而传感器20的信号也相应调整。

实施例4-7的机械调整可以在执行器各自的制造期间进行。为了确定实际值，需要传感器20传来的信号。传感器20可以通过组装和测量组件来产生信号。如果实际值的偏差过大，可以调整或更换其中某个组件。

可以理解地，传感器20仅有一部分在测量出组装和测量，这包括传感器标准件的固定部。通过测量数据，对执行器组件进行机械调节和组装。例如，滑块和输出轴通过标准印刷电路板在测量处进行组装和测量。借助测量值，选出兼容的印刷电路板使得传感器20为输出轴预定的角位置提供信号，从而减少偏差。

实施例八：制造中配置滑块

在一个进一步的实施例中，制造时持续测量执行器，并使用这些数据调整随后制造的执行器。例如，记录对应传感器提供的输出轴预定角位置的数值用以制造执行器。该数值随即用来与另一个做比较，优化运动的方式来限定实际值。如果该实际值距定位点偏差过大，则调整执行器的制造方式。例如，调整对应执行器的印刷电路板或滑块，这样减少定位点和真实值之间的误差。同样，印刷电路板和/或滑块通过设置以降低偏差。借助这个过程，补偿了定位点和实际值之间的偏差。然而，实际值距定位点之间的偏差的变化依然存在。

下表总结了机械调整的不同方法：

表中的第三行开始用“附件为输出轴”，对应于第一实施例。这种类型的生产中，单个执行器的实际值偏差变化得到补偿(见“是”，第三列)。没有必要升级组分(见“否”，第四列)，即使可以想象附件的不同变体(见“是”，第五列)。附加部件并不需要被配置(见“否”，第六列)。

表中的第四行开头“组件升级必要性”对应于第二个实施例。与第一个实施例对比，何种变化不需要在支撑面进行预加工。安装点独立调整。

在表中第五行，“选择印刷电路板”开头对应实施例4和8。标有“提前测量”的行对应于实施例4，其中测得至少部分组装的传感器，根据该测定结果，选择印刷电路板和/或替换印刷电路板。根据不同的应用中，可以使用不同的印刷电路板，也可以在制造电路板时进行变化(第五列中，“是/否”)。标有“的平均值”的行对应实施例8，在生产中，根据预先制备的执行器得到的实际值选择印刷电路板，例如以运动着的形式。

表中的第六行的“配置印刷电路板”指实施例5和8。同样，两者可能性由“提前测量印刷电路板”详细说明，其对应制造调整(实施例5)和基于移动的生产(实施例8)。

类似地，表中第六行开头“选择滑块”，概括了实施例6和8的可能性。表中第七行开头“配置滑块”，概括了实施例7和8的可能性。

文中各实施例介绍了执行器的制造，其包括一个传感器以测量输出轴的精确角度。通过这种方法，传感器不需要高精度设备。任何制造相关的误差都能够以简单而高效的方式通过机械调整方式得到补偿。制造的执行器可以安装在安装面上不需要进一步的调整，尤其是不需要对电子控制器重新编码来获得输出轴精确的角位置。

该执行器可以用于在车辆中的通风系统、加热系统和/或空调系统，特别是汽车襟翼。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定。说明书和权利要求书中的用词仅出于陈述内容的目的进行描述，并不排斥其它附加的涵义。例如，不同的机械调整方式可以叠加，尤其是输出轴角位置和传感器可以变化以使偏差沿着图4水平轴和图9竖直轴得到更多的补偿。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种执行器的制造方法，包括用以驱动输出轴(10)的电机(1)，用以产生输出轴旋转位置信号的传感器(20)，和用以安装执行器的包括安装点(31a-31c)的支撑面(30a)，其特征在于：制造所述执行器时包括以下步骤：

A1)设置输出轴(10)和传感器(20)，

A2)驱动输出轴，以使传感器提供预定的信号值，限定输出轴的角度位置的定位点，

A3)限定所述输出轴的实际角度位置作为一个实际值，和

A4)基于实际值和定位点之间的偏差，机械调节至少一个执行器组件，以使输出轴的输出端(40b)的角度位置根据定位点进行机械调节。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述机械调整包括以下步骤中的至少一个：

1)基于实际值和定位点之间的偏差，所述输出轴(10)与附加组件(40)比较，以机械方式不同的偏差选择相结合，

2)至少一个组件(21；23；30a)设置为基于实际值和定位点之间的偏差，

3)至少一个组件(21；23；30a)基于实际值和定位点之间的偏差进行选择。

3.根据权利要求2所述的方法，其中附加组件(40)与输出轴(10)可连接，包括输入端(40a)和输出端(40b)，旋转时彼此形成角度(β)，对于步骤A1)，设置还包括电机(1)和包括安装点(31a-31c)的支撑面(30a)；对于步骤A4)，附加组件连接输出轴。

4.一种执行器的制造方法，包括用以驱动输出轴(10)的电机(1)，用以产生输出轴旋转位置信号的传感器(20)，和用以安装执行器的包括安装点(31a-31c)的支撑面(30a)，其特征在于：制造所述执行器时包括以下步骤：

B1)根据传感器(20)提供一个输出轴(10)的预定角位置，限定一个定位点，

B2)设置传感器(20)的至少一部分，

B3)根据步骤B2)中传感器提供的预定角位置数据，确定一个定位点，

B4)基于实际值和定位点之间的偏差，机械调节至少一个执行器组件，以使传感器(20)为输出轴(10)提供的信号与定位点比较。

5.根据权利要求4所述的方法，其中步骤B2)组件包括印刷电路板(23)；对于步骤B3)，测量组件以得到实际值，其中当所述偏差超过阈值的情况下，步骤B4)进行以下步骤以减少偏差：

1)更换印刷电路板(23)，

2)配置印刷电路板(23)。

6.根据权利要求4所述的方法，其中步骤B2)包括滑块(21)，步骤B3)中设置包括获得实际值，其中当所述偏差超过阈值的情况下，步骤B4)进行以下步骤以减少偏差：

1)更换滑块(21)，

2)机械配置滑块(21)。

7.一种执行器的制造方法，包括用以驱动输出轴(10)的电机(1)，用以产生输出轴旋转位置信号的传感器(20)，和用以安装执行器的包括安装点(31a-31c)的支撑面(30a)，其特征在于：制造所述执行器时包括以下步骤：

C1)根据传感器(20)提供一个输出轴(10)的预定角位置，限定一个定位点，

C2)设置输出轴(10)和传感器(20)，

C3)根据步骤C2)中传感器提供的预定角位置的信号值数据，确定一个定位点，

C4)确定实际值和定位点之间的偏差，

其中，最后制造执行器，当所述偏差超过阈值的情况下，调节至少一个执行器组件。

8.根据权利要求7所述的方法，其中步骤C3)中，限定实际值基于多个传感器(20)的预订角位置的信号值的测量和彼此比较，这些信号值的平均值作为真实值。

9.根据权利要求8所述的方法，其中设置印刷电路板(23)以获得电阻值，其中基于实际值和定位点之间的偏差来选择印刷电路板进行机械调整。

10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其中所述设置包括平行导体路径(22a，22b)、交叉导体路径段(27a-27e)。