CN108696070B - 控制装置及相应的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造用于机械地控制组件的控制装置(1)的方法，其中，控制装置(1)具有装置壳体(2)，该装置壳体包括电机容纳空间(3)，电动机(4)布置在该电机容纳空间中，该电动机具有包括定子(6)的电机壳体(5)和包括转子轴(8)的转子(7)，通过以下步骤简化变型的产生：选择适于各个特定应用的电动机(4)，其中，不同的电动机(4)由于不同的轴向电机长度(11)而彼此不同，而它们具有相同的电机横截面(12)，使电机容纳空间(3)与所选择的电动机(4)的电机长度(11)适应。

Description

控制装置及相应的制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于机械地控制组件的控制装置以及一种用于制造这种控制装置的方法。

背景技术

在许多技术领域中使用可以通过控制组件控制的控制装置。因此，分别在内燃机上或机动车中的应用特别令人感兴趣。例如，这种控制装置可以用于控制新鲜空气阀或废气阀或节流阀或废气再循环阀或废气门阀或可变涡轮几何形状。在恒温阀中的使用也是可能的，例如，用于内燃机或通常车辆中的优化的热管理。由此越来越多地使用包括电动驱动装置的控制装置。这种电动控制装置包括装置壳体，该装置壳体包括电机容纳空间（themotor accommodating space），在该电机容纳空间中布置电动机，该电机容纳空间具有包括定子的电机壳体和包括转子轴的转子。

由此，各个控制装置对于不同的应用需要不同的驱动功率。使控制装置适应不同功率要求的一种选择是使用不同的电动机。具有不同功率的电动机可以因不同的电机类型而彼此不同，例如，直流、交流或三相电机。对于相同的电机类型，包括不同电机功率的电动机可以例如因不同的绕组、不同的直径和不同的长度而彼此不同。然而，不同电动机的不同几何形状与装置壳体上的相应变化相关联。原则上，可以为电动机的每个功率选择提供相应的装置壳体，由此实现控制装置的变化是相对昂贵的。

发明内容

本发明涉及分别为上述类型的控制装置或者用于制造这种控制装置的方法提出改进的实施方案的问题，其特征尤其在于，可以以相对低的制造成本针对不同的电机功率实现变形。

根据本发明，该问题是通过独立权利要求的主题来解决的。有利的实施方案是从属权利要求的主题。

本发明基于这样的总体思想：实现不同的电机功率，使得不同的电动机具有不同的轴向电机长度，而它们具有相同的电机横截面。换句话说，为了实现不同的电动机，其几何形状仅在轴向长度方面变化，而电机横截面保持恒定。尽管如上所述，电动机仍然例如也可以通过绕组和/或电机类型的设计而变化，只要电机横截面保持相同。现在，为了能够制造包括预定功率的控制装置，首先选择适于各个应用的电动机。随后使装置壳体的电机容纳空间（the motor accommodating space）适应所选电动机的电机长度。为了使控制装置适应不同的功率要求，仅需要在控制装置的几何形状内调整一个尺寸，即设置成容纳相应电机的电机容纳空间的长度。例如，装置壳体的横截面因此可以特别地对于所有变型保持相同。此外还可以保持控制装置的其它组件，诸如例如控制装置的输出和/或齿轮传动装置的联轴器。

现在，下面将通过优选实施方案更详细地描述的多个不同选项实现电机容纳空间与所选择的电动机的电机长度的适应。

根据第一优选实施方案，通过选择用于关闭装置壳体的适于所选择的电动机的盖，可以实现电机容纳空间的适应。在安装状态中，相应的盖轴向限制电机容纳空间。不同的盖由于为电机容纳空间限定不同的轴向尺寸而彼此不同。例如，相应的盖可以以杯形的方式构造，并且可以具有基本上平坦的杯底和基本上圆柱形的杯套。例如，不同的盖由于该杯套的不同轴向高度而可以彼此不同。因此，电机容纳空间可以通过使用不同的盖以特别简单的方式适应于不同的电动机。

因此，其中装置壳体对于所有盖和电动机均相同的进一步发展是特别有利的。因此，在该实施方案中，仅通过合适的盖的选择来实现电机容纳空间的适应。可以以特别成本有效的方式实现具有不变的装置壳体的不同盖的设置。

另一进一步发展提出，装置壳体和盖分别由塑料构成，其中盖有利地与装置壳体焊接。这导致控制装置特别成本有效的制造。焊接的盖也实现了电机容纳空间的紧密闭合，这有效保护电动机以免受污染。

替代地，装置壳体和盖可以由金属构成，其中盖然后通过压接连接件有利地与装置壳体紧固。在此也可以以成本有效的方式实现对电机容纳空间的有效密封，因此可以优选地在装置壳体与盖之间在压接连接件中使用密封件。当装置壳体由塑料制成时，也可以使用具有或不具有独立密封件的这种压接连接件。

其中装置壳体设计成分别用于最小或最短的电动机的进一步发展在此是有利的。因此，特别可能的是，匹配最短的电动机的盖以基本上板形的方式构造，因此尤其不具有值得注意的杯套。在所有其它较长的电动机的情况下，盖相反地以杯形的方式构成，使得从杯底突出值得注意的杯套。

在第二优选实施方案中，通过选择适于所选择的电动机的间隔元件用于桥接装置壳体的轴向限制电机容纳空间的轴向内侧与电机壳体的面向该轴向内侧的轴向外侧之间的轴向距离，实现电机容纳空间的适应。在这种情况下，装置壳体不是为最短的电动机设计的，而是为更长的电动机，尤其是最长的电动机。然后使用间隔元件用于电动机在电机容纳空间内部的最佳定位，其中不同的电机长度可以借助于不同的间隔元件来补偿。电动机可以例如总是以这种方式在电机容纳空间中定位，使得转子轴可以以特别简单的方式与控制装置的相应输出侧啮合，用于转矩传递。

其中间隔元件是弹簧的进一步发展是有利的，该弹簧可以自动适应分别使用的电动机的不同轴向长度。为了能够在所有电机长度的情况下确保所限定的轴向预紧力，使用不同的弹簧，其由于不同的轴向长度而彼此不同。替代地，间隔元件也可以是套筒，由此然后使用不同套筒（其由于不同的轴向高度而彼此不同）用于使电机容纳空间适应不同的电动机。

另一进一步发展提出，装置壳体设计成分别用于最大或最长的电动机。因此，所有使用的电动机总是可以使用相同的装置壳体。同样的盖也可以总是用于关闭电机容纳空间。因此，对于所有变型，盖和装置壳体可以因此以结构相同的方式实现为相同的部件。只有间隔元件不同。

另一进一步的发展提出，通过分别在这种情况下不选择间隔元件或者不在电机容纳空间中插入间隔元件，实现电机容纳空间与最大的电动机的适应。由于所述适应，在这种情况下，在装置壳体的内侧与电机壳体的外侧之间没有需要桥接的轴向距离。内侧和外侧在此尤其彼此直接接触。

根据第三优选实施方案，通过将轴向止挡件缩短到适于所选择的电动机的轴向高度，实现电机容纳空间的适应，该轴向止挡件布置在电机容纳空间中，在装置壳体上一体模制，并且轴向限制电动机在电机容纳空间中的轴向插入深度。在这种情况下省略了单独的间隔元件。事实上，采用一体模制的间隔元件，即所述轴向止挡件，其中轴向止挡件根据需要缩短，以便实现与相应电动机的所期望的适应。由此可以省去不同的分开的间隔元件的设置。在该实施方式中，也可以将装置壳体和相应的盖分别构造为用于所有可以使用的电机长度的相同部件，由此变型的产生是特别成本有效的。

一种实施方案在此也是有利的，在这种实施方案的情况下，在装置壳体上模制的轴向止挡件是为分别用于最小或最短的电动机设计的，其轴向高度在这里也是有利的。因此，只有在使用较大的电动机时，才需要进行轴向止挡件的缩短。由于所述设计，电机容纳空间与最小的电动机的适应被简化，因为在这种情况下，不必缩短轴向止挡件的轴向高度。

可以例如通过根据第二或第三优选实施方案的制造方法制造的根据本发明的控制装置的特征在于，其中包括的电动机可以更换为包括不同电机长度的电动机，而不必为此目的更换可能存在的装置壳体和盖。为此目的，控制装置具有装置壳体，该装置壳体包括电机容纳空间，电动机布置在电机容纳空间中，电动机具有包括定子的电机壳体和包括转子轴的转子。在装置壳体的轴向限制电机容纳空间的轴向内侧与电机壳体的相对轴向外侧之间轴向地构造由轴向止挡件或间隔元件所限定的轴向距离。尤其可以通过更换和/或通过加工轴向止挡件或间隔元件而改变轴向距离，使得包括不同的（尤其是较大的）轴向电机长度的电动机可以插入到电机容纳空间中。

结合附图，本发明的其它重要特征和优点从从属权利要求、附图以及相应的附图描述得出。

不言而喻，上述特征以及下面将描述的特征不仅可以在各特定组合中使用，而且还可以以其它组合或者单独使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

本发明的优选示例性实施方案在附图中示出，并且将在以下描述中更详细地描述，其中相同的附图标记指示相同或相似或功能相同的组件。

在每种情况下示意性地

图1示出了包括电动机的控制装置的高度简化的纵向截面，

图2和图3分别示出了具有不同电机长度的电动机的第一实施方案的第一变型的如图1中的纵向截面，

图4和图5示出了如图2和图3的纵向截面，但是是在第一实施方案的第二变型中，

图6示出了如图1中的纵向截面，但是是第二实施方案中，

图7示出了如图1中的纵向截面，但是是在第三实施方案中，

图8示出了根据图7中的截面线VIII的控制装置的横截面。

具体实施方式

根据图1，用于机械地控制未示出的组件的控制装置1包括装置壳体2，该装置壳体包括电机容纳空间3。控制装置1用于例如控制用于控制横截面（其可以被流动通过）的阀，或者操作用于控制气流的阀。为了与待控制的相应组件驱动耦合，控制装置1具有输出，适合于该目的，该输出诸如例如是枢转臂、小齿轮或输出轴，未在此示出。

控制装置1被定义为电动控制装置1并且相应地具有布置在电机容纳空间3中的电动机4。电动机4具有包括定子6的电机壳体5和包括转子轴8的转子7，该转子轴在电动机4的前侧30上轴向地引导出电机壳体5。转子轴8以适当的方式与控制装置1的上述输出驱动耦合，其未在此示出。该驱动联轴器可以包括齿轮传动装置。在电动机4的操作期间，转子7围绕旋转轴线9旋转。旋转轴线9限定了轴向方向，其在图1中通过双箭头指出并且用10表示。轴向方向10平行于旋转轴线9延伸。平行于轴向方向10，电动机4具有轴向电机长度11。横向于轴向方向10，电动机4具有电机横截面12。

为了能够使控制装置1适应不同的应用，可以使用不同的电动机4。因此，不同的电动机4由于不同的轴向电机长度11而彼此不同，而它们具有相同的电机横截面12。不同的电动机4特别地具有不同的驱动功率。现在，为了能够使电机容纳空间3分别适应不同的电动机4或不同的电机长度11，下面将通过图2至图8示出可以至少部分地彼此组合的多种不同的方式。

根据图2至图5，例如，根据第一实施方案，通过使用不同的盖13轴向地限制电机容纳空间3，可以实现电机容纳空间3适应于不同的电机长度11。因此，相应的盖13在电动机4的轴向背离其前侧30的后侧31的区域中关闭电机容纳空间3。不同的盖13通过限定用于电机容纳空间3的不同轴向尺寸而彼此不同。电机容纳空间3的轴向尺寸在图2至图4中分别用14表示。由装置壳体2限定的该尺寸14的一部分进一步用15表示，而由盖13限定的尺寸14的一部分用16表示。由盖13限定的尺寸14的部分16在图2和图4的示例中几乎可以忽略，使得在这种情况下，电机容纳空间3的轴向尺寸14在理想情况下基本上或主要仅由该装置壳体2的部分15限定。在图2和图4的示例中，以基本上杯形的方式构造盖13。相反，图3和图5分别示出了一种实施方案，其中电机容纳空间3的轴向尺寸14的盖13的部分16是显著的。在这些示例中，盖13分别以杯形的方式构造，使得其具有杯底17和杯套18。该杯套18从杯底17在装置壳体2的方向上延伸并且分别产生电机容纳空间3的轴向尺寸14的期望的轴向延伸或部分（比例）16。

如所看到的，在不同盖13的情况下，装置壳体2可以在结构上保持相同，使得不同的电动机4可以与相同的装置壳体2一起使用以实现相应的控制装置1。

在根据图2和图3的第一变型中，装置壳体2和盖13分别由塑料构成。在这种情况下，盖13有利地与装置壳体2焊接。相应的焊缝在图2和图3中用19表示。

在根据图4和图5的第二变型中，至少盖13由金属制成。装置壳体2和盖13分别优选地由金属制成。在金属盖13的情况下，盖13可以有利地通过压接连接件20与装置壳体2紧固。因此，装置壳体2可以由金属或塑料制成。在此在压接连接件20中有利地布置未示出的密封件，以将装置壳体2和盖13彼此密封。

在图2至图5的示例中，装置壳体2有利地设计成用于最小或最短的电动机4，因此用于具有最小的轴向电机长度11的电动机4，其被设置成用于控制装置1。因此，被设置成用于最短的电动机4的盖13不需要有助于电机容纳空间3的轴向尺寸14。

图6和图7的示例涉及第二实施方案（图6）和第三实施方案（图7），其中通过其它方式实现电机容纳空间3与不同的电机长度11的适应。为了说明目的，在图6和图7中分别示出了不同长度的三个电动机4，即较长的电动机4a、中等电动机4b（因此平均长度的电动机4）以及较短的电动机4c。

根据图6的第二实施方案，在这个示例中，通过使用适于分别选择的电动机4的间隔元件21，实现电机容纳空间3与不同长度的电动机4的适应。在图6的示例中示出了这种间隔元件21的两种变型，即用于中等电动机4b的间隔元件21b和用于较短的电动机4c的较长的间隔元件21c。因此，相应的间隔元件21用于桥接轴向距离22，取决于电动机4，在电机壳体5的轴向内侧23（其轴向限制电机容纳空间3）与轴向外侧24（其面向该轴向内侧23）之间轴向地建立该轴向距离。电机壳体5的该轴向外侧24对应于电动机4的后侧31。换句话说，电动机4经由相应的间隔元件21在装置壳体2上轴向地支撑。因此，间隔元件21一方面与装置壳体2的轴向内侧23轴向接触，另一方面与电机壳体5的轴向外侧24轴向接触。通过其前侧30，电动机4可以借助于这些间隔元件21相对于装置壳体2总是相同地定位，使得例如引导出电机壳体5的转子轴8可以总是以相同的方式与控制装置1的所述输出耦接。

各个间隔元件21可以例如是环形套筒。同样可以想到的是，将间隔元件21构造为弹簧，其将轴向预紧力引入到电动机4中。在作为弹簧的实施方案的情况下，不同的间隔元件21也可以用于不同的电动机4。

在下面将更详细描述的该第二实施方案的情况以及第三实施方案的情况下，装置壳体2有利地设计成用于所使用的最大的电动机4。因此，装置壳体2和支架25在所有实施方案中均相同地构造。装置壳体2固定至该支架25。支架25用于在电动机4的前侧30的区域中关闭电机容纳空间3。通过这种方式简化了变型的实现，因为只需要选择与电动机4匹配的合适的间隔元件21。

在用于最大的电动机4（其在此对应于较长的电动机4a）的装置壳体2的设计的情况下，通过不在电机容纳空间3中插入间隔元件21，所以在第二实施方案的情况下可以实现电机容纳空间3与该最大的电动机4a的适应。因此，在图6中不存在分配给最大的电动机4a的间隔元件21a，因为在这种情况下不需要桥接轴向距离22。事实上，在这种情况下，装置壳体2的轴向内侧23直接与电动机4的轴向外侧24接触。

在根据图7的第三实施方案的示例中，通过相应地调整轴向止挡件26实现了电机容纳空间3与不同的电动机4的适应。轴向止挡件26在装置壳体2上一体模制，并且在电机容纳空间3中实现电动机4的插入深度的轴向限制。通过相应地缩短轴向止挡件26的轴向高度27，有利地实现了该轴向止挡件26与不同的电机长度11的适应。通过材料去除加工，有利地实现各个轴向止挡件26的轴向高度27的缩短。轴向止挡件26可以例如铣削到期望的高度27。

如可以看出的，从图7中可以得到，当达到为相应的电动机4设置的插入深度时，相应的电动机4分别通过其轴向外侧24或后侧31与所述轴向止挡件26轴向接触。为此目的，在每种情况下，对于电动机4的前侧30，也确保了装置壳体2的相同的相对位置。根据图8，各个轴向止挡件26由此可以由多个连接板29形成，这些连接板布置成在周向方向28上分布。替代地，轴向止挡件26原则上也可以设计成以环形方式关闭。

关于其高度27，在装置壳体2上一体模制的轴向止挡件26被设计成针对最小或最短的电动机4处于初始状态，因此处于未缩短的，尤其是未加工的状态，其在此对应于小电动机4c。在这种情况下，轴向止挡件26不需要缩短以适应最小的电动机4c。实际上，轴向止挡件26已经成型为匹配最小的电动机4c。对于较大的电动机4a和4b，轴向止挡件26需要相应地缩短。在图7中可以看出，轴向止挡件26对于中等电动机4b比对于小电动机4c具有较小的高度27。另外值得注意的是，对于大的或最大的电动机4a，轴向止挡件26分别完全缩短或完全移除。在这种情况下，电动机4的外侧24直接支撑在装置壳体2的内侧23上。

因此，在图6和图7的示例中，通过使用不同的间隔元件21或者相应地调整（优选地缩短）轴向止挡件26的高度27，因此可以通过具有不同电机长度11的不同的电动机4更换电动机4。

在此介绍的用于制造控制装置1的方法的特征在于，针对所提供的各个应用选择合适的电动机4，并且电机容纳空间3适应所选择的电动机4的电机长度11。在图2至图5的示例中，通过选择适于所选择的电动机4的盖13，实现了电机容纳空间3的适应。

在图6的示例中，通过选择适于所选择的电动机4的间隔元件21并且将其插入到电机容纳空间3中，实现了电机容纳空间3的适应。在装置壳体2被设计成匹配最大的电动机4a并且所选择的电动机4是最大的电动机4a的特殊情况下，间隔元件21未被选择而且并未插入到电机容纳空间3中。在这种特殊情况下，电动机4因此被插入电机容纳空间3中而没有间隔元件21。

在图7的示例中，通过相对于相应的所选择的电动机4调整（优选地缩短）轴向止挡件26的轴向高度27，实现了电机容纳空间3的适应。在其中选择最小的电动机4c的第一特殊情况下，当处于未加工状态的轴向止挡件26被设计用于该最小的电动机4c时，可以放弃对轴向止挡件26的高度27的调整。在其中使用最大的电动机4a的第二种特殊情况下，可以设置成，当装置壳体2被设计成与最大的电动机4a匹配时，轴向止挡件26被设计成完全移除。因此，最大的电动机4a然后可以直接支撑在装置壳体2上，因此不经由轴向止挡件26。

Claims (9)

1.一种用于制造机械地控制组件的控制装置（1）的方法，

-其中，所述控制装置（1）具有电动驱动装置，所述电动驱动装置具有装置壳体（2），所述装置壳体包括电机容纳空间（3），电动机（4）布置在所述电机容纳空间中，所述电动机具有包括定子（6）的电机壳体（5）和包括转子轴（8）的转子（7），

-具有以下步骤：

-选择适于各个应用的电动机（4），其中，不同的电动机（4）由于不同的轴向电机长度（11）而彼此不同，而它们具有相同的电机横截面（12），

-使所述电机容纳空间（3）与所选择的电动机（4）的电机长度（11）适应，其中

通过选择用于从后侧（31）关闭所述装置壳体（2）的适于所选择的电动机（4）的盖（13），实现所述电机容纳空间（3）的适应，其中，相应的盖（13）在安装状态下轴向限制所述电机容纳空间（3），其中，不同的盖（13）由于为所述电机容纳空间（3）限定不同的轴向尺寸（14）而彼此不同，所述装置壳体（2）被设计成用于最小的电动机（4），盖（13）以杯形的方式构造，具有杯底（17）和杯套（18），杯套（18）从杯底（17）在装置壳体（2）的方向上延伸并且分别产生电机容纳空间（3）的轴向尺寸（14）的期望的轴向部分（16），或者

通过将轴向止挡件（26）缩短到适于所选择的电动机（4）的轴向高度（27），实现所述电机容纳空间（3）的适应，所述轴向止挡件布置在所述电机容纳空间（3）的轴向内侧（23），并且在所述装置壳体（2）上一体模制，并且从后侧（31）轴向限制所述电动机（4）在所述电机容纳空间（3）中的轴向插入深度，在所述装置壳体（2）上模制的所述轴向止挡件（26）的轴向高度（27）被设计成用于最小的电动机（4），通过相应地材料去除加工缩短轴向止挡件（26）的轴向高度（27），实现了轴向止挡件（26）与不同的电机长度（11）的适应。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

对于所有的盖（13）和电动机（4），所述装置壳体（2）均是相同的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

-所述装置壳体（2）由塑料构成，

-所述盖（13）由塑料构成并且与所述装置壳体（2）焊接。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

-所述装置壳体（2）由金属或塑料构成，

-所述盖（13）由金属构成并且通过压接连接件（20）与所述装置壳体（2）紧固。

5.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述轴向止挡件由多个连接板（29）形成，连接板（29）沿周向（28）布置；或者

所述轴向止挡件为环形；

所述轴向止挡件通过铣削到期望的高度（27）。

6.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

最大的电动机直接支撑在装置壳体（2）上，不经由轴向止挡件（26）。

7.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

通过不缩短所述轴向止挡件（26）的轴向高度（27），实现所述电机容纳空间（3）与最小的电动机（4）的适应。

8.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述装置壳体（2）以这种方式与最大的电动机（4）适应，使得通过完全移除所述轴向止挡件（26），实现所述电机容纳空间（3）与最大的电动机（4）的适应。

9.一种根据如权利要求1-8任一项所述方法制备的用于机械地控制组件的控制装置，

-包括装置壳体（2），所述装置壳体包括电机容纳空间（3），电动机（4）布置在所述电机容纳空间中，所述电动机具有包括定子（6）的电机壳体（5）和包括转子轴（8）的转子（7），

-其中，在所述装置壳体（2）的轴向限制所述电机容纳空间（3）的轴向内侧（23）与所述电机壳体（5）的相对轴向外侧（24）之间轴向地构造的由轴向止挡件（26）限定的轴向距离（22），

-其中，所述轴向距离（22）能通过相应地材料去除加工所述轴向止挡件（26）而改变，使得包括不同轴向电动机长度（11）的电动机（4）能轴向地插入所述电机容纳空间（3）中。

Images