CN100400355C - 马达－泵机组 - Google Patents

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Abstract

一种特别是用于汽车伺服转向系统的马达—泵机组，包括一壳体(18)、一泵和一驱动马达(12)。泵做成预制的泵模块(16)。不管是泵模块(16)还是马达(12)都直接安装在壳体(18)内。

Description

马达-泵机组
本发明涉及一种特别是用于汽车伺服转向系统的马达-泵机组，具有一壳体、一泵和一驱动马达。
这种马达-泵机组由德国实用新型第20205936.7号可知，它也可以用于其他应用领域，例如振动稳定系统中，并包括一外壳体、一泵壳体和一马达壳体。在已知机组中泵壳体和马达壳体设置在外壳体内部，外壳体也用作待输送液压流体的储存容器。
本发明提供一种特别紧凑和成本低廉的马达-泵机组，其特征是结构简单、装配方便。
按照本发明在一种开头所述类型的马达-泵机组中规定，泵做成预制的泵模块，不管是泵模块还是马达都直接安装在壳体内。此壳体是用于马达-泵机组所有重要部件的统一的壳体。对于马达可以不用单独的壳体。装配得到简化，因为泵模块是一预装的结构单元，它可以方便地装入壳体。因为按本发明的马达-泵机组具有较少和较简单的连接部位，误差问题也比较简单。
在本发明的优选实施形式中马达是一湿式转子，因此它可以液体冷却。马达可以是一内转子马达，其特征是其紧凑性，或者作为另一种选择是一外转子马达。
按照本发明的一种改进结构，设置一无传感器马达控制系统。取消用来调节马达的霍尔传感器或类似元件，允许更紧凑地设计用于马达的结构空间。在装入马达时不必注意马达位置相对于这种传感器的误差。
在壳体内最好形成-马达舱，它用作液压流体的储存容器，泵模块从它里面抽吸液压流体。由此在马达舱内强制引入的流动调节马达的热平衡，因为在运行时形成的马达热量可以通过液压流体最佳地接受和导出。此外马达的热能散发到液压流体上改善液压泵的冷起动性能。此外马达舱有效地用作马达-泵机组液压流体储存容器的主要组成部分，这允许将液压流体储存容器的用于体积平衡的部分设计得非常紧凑。
在壳体内可以安装一设置在马达舱旁边的电子单元，它装在一支承板上，其中支承板将马达舱密封。因此马达、电子以及泵部件都安装在一唯一的壳体内。电子单元可以包含功率电子部件，它安装在支承板背向马达舱的一侧上，或者在朝向马达舱的一侧上。按照前述的第一种选择方案，功率电子部件避免了与液压流体接触，并通过由支承板向液压流体散发热量进行间接冷却。按照所述第二种选择方案，功率电子部件直接通过液压流体冷却。
在一种优选实施形式中，设有一用来减小振动的共振腔，这种振动特别是产生在使用外齿轮泵时。这样形成的共振器可以设计得与泵几乎无关，即共振器壁的刚性可以设计得与泵本身的功能无关。这有利于减震性能的优化设计。
按照第一种实施形式，共振腔在壳体内形成并通过一共振器盖封闭，此盖做成平的冲压件。这种共振器盖牢固并可经济地制造。按照第二种实施形式，共振腔基本上通过一钟罩形共振器盖构成，它安装在壳体上。这种盖可以做成压铸件或深拉件，这两种实施形式的特征是共振器直接或间接集成在壳体内，这与共振器设计在泵内或作为单独的部件例如安装在泵的端面上的常见马达-泵机组不同。
在共振器盖内最好安装一组合的限压阀和单向阀，这与安装单独的阀相比带来时间和成本的节省。
将泵模块设置在共振腔内证明是特别节省位置的，这造成泵连同所属部件特别紧凑的结构。本发明的这种改进结构建立在这种看法的基础上，即，代替一单独的共振器或一设置在泵内的共振器，通过包围泵模块的装灌液压流体的共振腔也能减小由泵产生的压力波动。
通过这样的方式达到泵模块非常有效的支承，即，泵模块至少有支承地通过差动力支承在壳体内围成马达舱的壁上，差动力由泵模块朝向马达的一侧和背向马达的一侧上的不同大小的受液压流体压力作用的面积造成。用这种方法可以不用随着时间推移可能松脱的螺钉，和用或不用较简单的减震或补偿元件都能实现与马达的连接，其中考虑了泵模块与壳体良好的声学解耦(隔声)。此外减少装配成本和时间消耗。
通过这样的方式还可以进一步简化本发明的马达-泵机组的装配，即，马达和尤其是还有电子单元可以从壳体的第一侧装配，泵模块和尤其是还有共振器盖和容器盖可从第二侧装配。
壳体最好做成整体压铸件，或由压铸和深拉件构成。
本发明的其他特征和优点由以下说明和加以参考的优选实施形式的附图得到。附图中表示：
图1  本发明的按第一种实施形式的马达-泵机组的分解视图；
图2  图1的马达-泵机组的剖视图；
图3  按第一种实施形式的马达-泵机组的一种方案的局部剖视图；和
图4  本发明的按第二种实施形式的马达-泵机组的简化的分解视图。
在图1和2中表示一马达-泵机组10，其中所示的马达-泵机组10的方位大致相当于以后在汽车中的安装位置。马达-泵机组10包括一驱动马达(电机)12、一电子单元14和一泵模块16。马达-泵机组10的这些部件安装在一两面开口的壳体18内。壳体18的底面通过一壳体盖20封闭。在壳体18内形成一马达舱22(见图2)和一共振腔24，它通过一共振器盖26封闭。在共振器盖26内安装一组合的限压阀以及单向阀28。此外马达-泵机组10还包括一具有一罩32和一回流管接头34的钵状容器盖30。容器盖30封闭壳体18的顶面，并围成一液压流体储存容器，壳体18内部基本上设计成“开式”的，使得所有安装在壳体18内的马达-泵机组10的部件都被液压流体包围。
因此机组的驱动马达12做成湿式转子，并且是内部流体回路的内置组成部分。马达12是一支承在壳体18内的带一转子36、一与转子36连接的轴38和一围绕转子36设置的定子40的内转子电动机。壳体18相应的支承区做成销轴，它支承两个滚动轴承和一个或两个滑动轴承或一个流体动力支承单元。但是作为内转子的另一种选择，马达也可以做成外转子。设置一马达的无传感器控制系统，亦即不用霍尔传感器进行马达的控制和调节。
电子单元14包括对于马达-泵机组10的运行和控制所需要的电子部件。电子单元14是一独立的模块，并安装在一支承板42(例如由铝组成)上。支承板42一方面是用于接收在电子部件内形成的热量的热容，另一方面它用作对于马达舱22的密封板，从而有利于将热量传输给液压流体。电子单元14的功率电子部件安装在支承板42的背向马达舱22的一侧上，使它通过向支承板42的传热间接地被液压流体冷却，支承板42的面对马达舱22的一侧与液压流体接触。作为另一种选择，功率电子部件也可以安装在朝向马达舱22的一侧上，从而通过液压流体直接进行冷却。
紧凑的泵模块16形成一预装结构单元，并包含所有主要的泵元件。泵模块16最好做成外齿轮泵，但是也可以做成其他类型的泵。泵模块16安装在共振器腔24内，它在后面还要详细说明，并通过一联轴器44连接在马达轴38上。为了泵模块16的准确定位在泵模块16上成型定位销。并不强制要求将泵模块16实际固定在壳体18的围成马达舱22的壁上，因为泵模块16在装灌液压流体的共振器腔24内在泵模块16起动后产生压力时通过差动力压紧在这个壁上。差动力来自于泵模块16朝向马达12一侧和背向马达12一侧不同大小的受压面积。但是二者择一或额外地也可以设置例如通过螺钉连接的泵模块的固定装置。
马达-泵机组10的通过共振器腔24构成的共振器用来减小特别是由外齿轮泵引起的液压流体的脉动，这里共振器做成壳体18的尽可能一体的组成部分。共振器通过共振器盖26封闭，它是一基本平的金属冲压件。共振器盖26用螺钉固定在壳体18上，但是作为另一种选择也可以做成螺旋盖。
作为另一种选择，代替装在共振器盖26内的组合的限压阀以及单向阀28，也可以设置两个相应的单独的阀，其中阀或其构件至少可以部分安装在壳体18的共振器区域内或集成在它里面。
马达舱22是马达-泵机组10液压流体储存容器的主要组成部分，泵从马达舱中抽吸液压流体。用于体积补偿的储存容器的主要围绕共振器设置的其余区域设计得非常紧凑。但是作为另一种选择这个区域也可以做成单独的，通过软管与马达-泵机组10连接的补偿箱或做成装在马达-泵机组10上的补偿管接头。
壳体18优选做成压铸件或压铸件和深拉件的组合。如前所述壳体18包括共振器和液压流体储存容器部分。此外壳体18具有一压力出口和多个在(相对于壳体高度)壳体中部区域内的外部固定点48。
马达-泵机组10的结构这样设计，即，使马达以及电子部件可从壳体18的一侧，而液压部件(特别是泵模块16、共振器盖26、限压阀以及单向阀28)从相反的一侧装入壳体18中或装在壳体18上。
图3中表示本发明的马达-泵机组10的一种方案，其中由于结构空间的原因正好反方向装入。除了泵模块16装在马达12下面这种相反的取向外，结构几乎没有改变。但是这里限压阀以及单向阀28不装在共振器盖26内，而是装在泵模块16和马达12之间的壳体区域内，使它不再装入马达舱22内。
在图4中所示的马达-泵机组10的实施形式中，与前述实施形式不同共振器腔24基本上通过钟罩形共振器盖26’确定。这里钟罩形共振器盖26’不是做成平的冲压件，而是做成压铸件或深拉件。

Claims (23)

1.马达-泵机组，具有一壳体(18)、一泵和一驱动马达(12)，其特征为：泵做成预制的泵模块(16)，并且不管是泵模块(16)还是马达(12)都直接装入壳体(18)内，其中设有一共振器腔(24)，泵模块(16)安装在共振器腔(24)内；泵模块(16)至少通过在围成马达舱(22)的壁上的差动力有支承地安装在壳体(18)内，其中差动力由泵模块(16)的朝向马达(12)一侧上及背向马达(12)一侧上的受液压流体压力作用的不同大小的面积引起。
2.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：马达(12)是一内转子马达。
3.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：马达(12)是一外转子马达。
4.按权利要求1至3之任一项的马达-泵机组，其特征为：设置一无传感器的马达控制系统。
5.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：马达(12)是一湿式转子马达。
6.按权利要求5的马达-泵机组，其特征为：在壳体(18)内形成用作液压流体储存容器的马达舱(22)，泵模块(16)从它里面抽吸液压流体。
7.按权利要求6的马达-泵机组，其特征为：在壳体(18)内装入一与马达舱(22)相邻设置的电子单元(14)，它安装在支承板(42)上，其中支承板(42)将马达舱(22)密封。
8.按权利要求7的马达-泵机组，其特征为：电子单元(14)包含功率电子部件，它们安装在支承板(42)的背对马达舱(22)的一侧上。
9.按权利要求7的马达-泵机组，其特征为：电子单元(14)包含功率电子部件，它们安装在支承板(42)的朝向马达舱(22)的一侧上。
10.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：共振器腔(24)形成在壳体(18)中并通过一共振器盖(26)封闭，共振器盖做成平的冲压件。
11.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：共振器腔(24)基本上通过一个钟罩形的共振器盖(26’)构成，它安装在壳体(18)上。
12.按权利要求11的马达-泵机组，其特征为：钟罩形共振器盖(26’)做成压铸件或深拉件。
13.按权利要求10至12之任一项的马达-泵机组，其特征为：在共振器盖(26；26’)内安装一组合的限压阀和单向阀(28)。
14.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：在共振器腔(24)周围设置液压流体储存容器的用于体积补偿的部分。
15.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：液压流体储存容器的用于体积补偿的部分做成通过软管与马达-泵机组(10)连接的单独的补偿箱或做成安装在马达-泵机组(10)上的补偿管接头。
16.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：在泵模块(16)上设有定位销。
17.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：设有一容器盖(30)，它围成一液压流体储存容器并封闭壳体(18)的一个侧面。
18.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：一组合的限压阀以及单向阀(28)安装在泵模块(16)和马达(12)之间的壳体区域内。
19.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：马达(12)从壳体(18)的一第一侧安装，泵模块(16)从壳体(18)的一第二侧安装。
20.按权利要求19的马达-泵机组，其特征为：在壳体(18)内装入一与马达舱(22)相邻设置的电子单元(14)，它安装在支承板(42)上，其中支承板(42)将马达舱(22)密封；电子单元(14)也从所述第一侧安装。
21.按权利要求19的马达-泵机组，其特征为：共振器腔(24)形成在壳体(18)中并通过一共振器盖(26)封闭，共振器盖做成平的冲压件；设有一容器盖(30)，它围成一液压流体储存容器并封闭壳体(18)的一个侧面；共振器盖(26；26’)和容器盖(30)也从所述第二侧安装。
22.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：壳体(18)做成整体的压铸件。
23.按权利要求1的马达-泵机组，其特征为：壳体(18)由压铸件和深拉件构成。
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