CN112868166A - 电驱动装置，制动设备和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在电动液压制动设备中应用的电驱动装置(2)，所述电驱动装置包括：壳体(4)；以及由壳体(4)接纳的定子‑转子单元(8)、(26)，用于使缸‑活塞装置中的活塞移动以便产生制动压力。在此，定子‑转子单元(18)、(26)具有定子(18)，该定子具有由多个可磁化的、形成极的定子齿SZ1、SZ2...SZ11、SZ12组成的布置结构，其中，定子齿SZ1、SZ2...SZ11、SZ12被分成单独的、插入壳体(4)中的齿对SZ1&SZ2、SZ3&SZ4...SZ11&SZ12。在此，齿对SZ1&SZ2、SZ3&SZ4...SZ11&SZ12中的每个齿对被自有且共用的、形成线圈(20)的一部分的金属线缠绕，该齿对的两个线端部DA、DE与由塑料制成的单独的壳体插入件(8)电接触(20)，该壳体插入件与壳体(4)接合并且在此覆盖定子‑转子单元(18)、(26)。各个定子齿SZ1、SZ2...SZ11、SZ12在壳体(4)中以并排的方式被相对彼此压紧并且被抵靠壳体(4)压紧。

Description

电驱动装置，制动设备和车辆
技术领域
本发明涉及一种电驱动装置、具有这种电驱动装置的制动设备以及具有这种制动设备的车辆。
背景技术
所提出的电驱动装置被设置为在电动液压制动设备中使用，其中，电驱动装置驱动滚珠丝杠传动装置，该滚珠丝杠传动装置本身使缸-活塞装置的活塞移动以便产生制动压力。
在此，车辆可以理解为必须被供给液态和/或气态燃料以运行的各种车辆、但特别是乘用车和/或商用车。此外，所述车辆也可以是部分电动或者全电动车辆、但特别是乘用车和/或商用车。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于电动液压制动设备的尽可能紧凑的电驱动装置，该电驱动装置此外可以尽可能简单地制造和装配。在此，电驱动装置应能尽可能低成本地制造。
该目的通过具有权利要求1的特征的电驱动装置实现。此外提出一种对这种电驱动装置在车辆的电动液压制动设备中的应用并且要求保护该应用(参见权利要求13)。此外，提出一种具有这种电驱动装置的制动设备并且要求保护该制动设备(参见权利要求14)。此外，使具有这种制动设备的车辆受到保护(参见权利要求15)。本发明的有利实施方式是从属权利要求的主题。
在此提出，在各个定子齿上注塑成型有由塑料制成的线圈架以形成第一端侧面板和第二端侧面板，所述第一端侧面板在定子的安装位置朝向转子，而所述第二端侧面板在该安装位置背离转子，其中，属于线圈的相应线绕组被围在第一面板与第二面板之间。
根据本发明的一个实施方案提出，将各个线绕组在分别对应的第一面板与第二面板之间具有梯级。
根据本发明的另一个实施方式，在各个线圈架上在相应的第二面板的一侧上形成有由塑料制成的销状的锚固部段，该锚固部段沿着电驱动装置的纵向方向延伸穿过壳体插入件中的对应的开口直到超过壳体插入件的背离定子-转子单元的端面，锚固部段接合到该端面的后方，以便将壳体插入件与定子以形锁合的方式连接。在此，这些塑料锚固部段可以填塞在壳体插入件中。在此，填塞理解为在相应的锚固部段与壳体插入件之间建立力锁合和形锁合的连接，其中，锚固部段塑性变形。因此，不需要使用附加的、单独的元件使壳体插入件相对于定子固定。由此也可以使电驱动装置的纵向延伸距离最小化。
根据本发明的另一个实施方案，壳体插入件包围由至少两个彼此间隔开的、导电的接触元件组成的接触布置结构，用于定子的线圈的至少两相的供电，其中，接触元件利用塑料彼此电绝缘。
在此，接触元件具有用于定子与插头的外部接触的第一接触部段和用于定子与相应的接触元件的内部接触的第二接触部段。所述第一接触部段和第二接触部段也被称为接触柱或接触片。
根据本发明的另一个实施方案，第一接触部段和第二接触部段从壳体插入件的塑料部分沿电驱动装置的纵向方向从壳体插入件的背离定子-转子单元的端面中伸出。由此也可以使电驱动装置的纵向延伸距离最小化。
在此提出，齿对的各个线端部沿电驱动装置的纵向方向被引导穿过壳体插入件中的对应的开口直到超过壳体插入件的背离定子-转子单元的端面，并且与壳体插入件电接触。
在本发明的一个特别有利的实施方案中，接触布置结构具有三个彼此间隔开的、导电的接触元件，用于线圈的三相的供电。
附图说明
本发明的其它有利的改进方案由从属权利要求和下面对优选实施方式的说明中得出。图中示出：
图1示出所提出的电驱动装置的透视图，
图2示出图1中所示的电驱动装置的分解图，
图3示出形成齿对的两个定子齿的布置的透视图，
图4示出图1中所示的电驱动装置的线圈的透视图，
图5示出图1中所示的电驱动装置的转子的透视图，
图6示出图1中所示的壳体插入件连同图4中所示的线圈的另一透视图，
图7示出图4中所示的线圈的内部接触的放大透视图，
图8示出在图1中所示的壳体插入件与图4中所示的线圈之间的连接的放大透视图，
图9示出壳体插入件的两个另外的透视图，
图10示出壳体插入件的三个接触元件，其具有不弯折的和弯折的第一和第二接触部段。
具体实施方式
所提出的电驱动装置2被设置为用于在电动液压制动设备中应用。电驱动装置2被设计为电子换向的三相(U相、V相、W相)直流电机，该直流电机构造为内转子。电驱动装置2包括壳体4，该壳体例如由金属板材经深拉形成并且该壳体能通过法兰6安置到电动液压制动设备的壳体上。在壳体4中安装有定子-转子单元18、26，该定子-转子单元驱动在此未示出的滚珠丝杠传动装置，该滚珠丝杠传动装置用于移动缸-活塞装置的活塞以便产生制动压力。
与不同于在此所提出的应用的另一应用相关联地，在该附图说明的范围内所提出的电驱动装置也可以作为电子换向的交流电机运行。
此外，单独的、塑料包覆成型/包塑成型的壳体插入件8与壳体4接合，转子26的管28的部段10延伸穿过该壳体插入件的中心开口，前述的滚珠丝杠传动装置布置在所述部段中(参见图1)。“单独的”在此是指壳体插入件8不是定子18的一部分。
在此，壳体插入件8包围由三个彼此间隔开的、导电的接触元件KEU、KEV、KEW组成的接触布置结构22(参见图2以及图10)，所述接触元件利用壳体插入件8的塑料彼此电绝缘。在此，所述接触元件KEU、KEV、KEW中的每个接触元件具有部分圆形/圆弧形的基底部段BA，在所述基底部段上形成有单个第一接触部段UI、VI、WI以及总共四个第二接触部段UII、VII、WII(参见图10)。
在此，不仅第一接触部段UI、VI、WI而且第二接触部段UII、VII、WII都从壳体插入件8的背离定子-转子单元18、26的端面中伸出。此外，定子18的线圈20的各个线端部DA、DE穿过壳体插入件8中的对应的开口被引出壳体插入件8以外，从而该线端部也从所述端面中伸出。在此，线端部是线圈20的线绕组DWU、DWV、DWW的线起点DA(A＝起点)或线终点DE(E＝终点)。在该实施例中，总共6个线绕组形成线圈20。这些线端部在此与分别对应的第二接触部段UII、VII、WII接触。线端部在此可以与相应的接触部段UII、VII、WII通过电阻焊接以材料锁合的方式连接(参见图1或图6中的连接部14)。
第一接触部段UI、VI、WI用于定子18与插头的外部接触。而第二接触部段UII、VII、WII用于定子18与三个接触元件KE1、KE2、KE3的内部接触(参见图2连同图10)，所述三个接触元件分别被分配给线圈20的三相U、V、W之一。
接触部段UII、VII、WII在此成对地分配给线圈部段、也就是说线绕组DWU的起点和与之相邻的线绕组DWV、DWW的终点，其中，该线圈部段属于线圈20的U相、V相、W相之一。在此，彼此对向设置的成对接触部段UII、VII、WII分别接触一个属于同一U相、V相或W相的线圈部段(参见图10)。在此，接触元件KEU、KEV、KEW可以如此区分(Teilung)，即在彼此相关的接触部段UII、VII、WII之间的间距不同(参见图10)。但是，如果线圈20的线端部DA、DE被相应地引导离开，那么这种间距也可以基本上相同。
图2和图7连同图10在此表明，对应于每个接触元件KEU、KEV、KEW设置的总共四个第二接触部段UII、VII、WII——这些第二接触部段本身通过对应的接片部段SA形成在基底部段BA上——中的两个相邻的第二接触部段将线绕组DWU、DWV、DWW之一的线起点DA与相邻于该线绕组的线绕组DWU、DWV、DWW的线终点DE连接。这两个相邻的线绕组DWU、DWV、DWW在此属于U相、V相、W相之一(参见图4)。
此外，由定子18的塑料制成的各个销状的锚固部段16也从所述端面中伸出，该锚固部段形成在定子18上并且通过壳体插入件8中的对应的开口延伸穿过壳体插入件8。这些塑料锚固部段16在此例如通过所谓的热填缝以形锁合的方式填塞在壳体插入件8中。
为了加固壳体4，可以在壳体板中在法兰6的区域中设置彼此均匀间隔开的隆起区域，在该隆起区域中分别形成有径向向内定向的隆起部。此外，在相应的隆起部的区域中，在法兰中形成有固定孔，以便可以将壳体4安置在电动液压制动设备的壳体上。
定子18与壳体4被压紧地接合。由定子18包围的、永久磁化的转子26包括管28，该管与衬套30挤压连接。在此，衬套30承载由多个本身与线圈20共同作用的、构造为壳磁体的永磁体32组成的布置结构。此外，管28在其两个端部中的一个端部上与轴承套36激光焊接，该轴承套本身延伸穿过用作“固定轴承”的角接触滚珠轴承34，管28通过该角接触滚珠轴承接纳在壳体4的一个端部的区域中。管28还通过用作“浮动轴承”的滚珠轴承38接纳，该滚珠轴承通过壳体插入件8定心地接纳。在此，壳体插入件8通过例如环形的——例如构造为波纹弹簧的——弹簧元件24压靠到滚珠轴承38或其外环部分上，该弹簧元件本身由壳体插入件8围住。在此，弹簧元件24可以通过以下方式与壳体插入件8材料锁合地连接，即，在塑料包覆成型的壳体插入件8的情况下该弹簧元件被相应地一起被包覆。此外，壳体插入件8作为盖或者说壳体及轴承盖覆盖定子-转子单元18、26。
总之，壳体插入件8兼有以下功能：
·浮动轴承38的接纳和定心，
·浮动轴承38的夹紧，
·线圈20的内部接触和外部接触，
·与定子18的形锁合连接，和
·定子-转子单元18、26的覆盖。
将所有这些功能集成到单独的壳体插入件8中伴随着降低制造成本和简化这种电驱动装置2的装配。此外，得到电驱动装置2的非常紧凑的结构形式。
此外，所提出的壳体插入件8减小了在电驱动装置2的纵向方向X-X上要考虑的长度公差(长度公差链的减小)。
此外，将接触布置结构22集成到壳体插入件8中引起形成线圈20的、在壳体4中的各个线绕组DWU、DWV、DWW的非常紧凑或非常紧密的布置(紧凑或紧密的“封装”)，这是因为省去了围住一个部段(例如定子18的端部部段)并且本身包含所述接触布置结构的塑料包覆成型部。
在此，被压紧地布置在壳体4中的定子18示例性地包括总共十二个可磁化的、形成极的定子齿SZ1、SZ2...SZ11、SZ12的环形的布置。在此，这些定子齿SZ1、SZ2...SZ11、SZ12被分成单独的齿对SZ1&SZ2、SZ3&SZ4...SZ11&SZ12，其中，齿对SZ1&SZ2、SZ3&SZ4...SZ11&SZ12中的每个齿对被其自有且共用的、并且形成线圈20的一部分的金属线缠绕(参见图3和图4)。在此，相应的齿对的两个线端部DA、DE(图3)与之前描述的壳体插入件8电接触。
各个定子齿SZ1、SZ2...SZ11、SZ12在此由各个金属片层组合成层叠芯部。各个层叠芯部在此借助于压印/压花(
Figure BDA0003013780400000061
)保持在一起，压花本身借助于印模沿层叠芯部的纵向延伸方向X-X产生。在此，压花在相应的层叠芯部的整个纵向延伸部X-X上延伸，从而在各个金属片层之间形成形锁合，该形锁合将金属片层保持在一起。
在此，在各个定子齿SZ1、SZ2...SZ11、SZ12上注塑成型有由塑料制成的线圈架，以在定子齿的第一端侧的端部区域中形成第一面板Pi(i＝内部)，并且在定子齿的第二端侧的端部区域中形成第二面板Pa(a＝外部)。在此第一端侧的面板Pi在定子18的安装位置朝向转子26，而第二端侧的面板Pa在定子18的安装位置背离转子26。因此，第一面板Pi也可以称为内面板，而第二面板Pa也可以称为外面板。在此，被分配给相应的定子齿的、属于线圈20的线绕组DWU、DWV、DWW被围在面板Pi与面板Pa之间。线圈架在此可以被这样喷射成型，使得该线圈架完全地或者仅部分地包裹相应的定子齿(例如参见图3)。
图3说明两个形成齿对的定子齿SZ1、SZ2的布置，这两个定子齿为了利用共用的金属线缠绕而彼此相对地布置，使得最初在齿对的使用位置外端部——或者第二端侧的端部——彼此相对。
在此这样缠绕，使得对于两个齿中的一者——在此为SZ1——逆时针地缠绕，而对于另一个齿——在此为SZ2——顺时针地缠绕。此外这样缠绕，使得在相应的第一面板Pi与第二面板Pa之间、在线绕组DWU、DWV、DWW中形成台阶S，其中，朝向面板Pa的、外部的线绕组部段比内置的或者说内部的线绕组部段厚。因此，面板Pa也形成为比面板Pi长。在缠绕之后，两个定子齿SZ1、SZ2彼此偏转(参见图3中的箭头示意图)，以便最后可以插入根据图4中的显示的壳体4中。因此，在所描述的、可示例性理解的实施方式中，总共六个齿对SZ1&SZ2、SZ3&SZ4...SZ11&SZ12依次地插入壳体4中。在此，各个定子齿SZ1、SZ2...SZ11、SZ12在壳体4中以并排的方式被相对彼此压紧并且被抵靠壳体4压紧。
在各个线圈架上，在相应的面板Pa的一侧上形成有与线圈架包覆成型的、销状的锚固部段16——也称为锚固突起，该锚固部段沿着电驱动装置2的纵向方向X-X从面板Pa中伸出并且该锚固部段在一定程度上是面板Pa的延长部(参见图7和图8)。在此，如前面已经描述的那样，该锚固部段16延伸穿过壳体插入件8中的对应的开口直到超过壳体插入件8的背离定子-转子单元18、26的端面，锚固部段16为了形锁合而接合到该端面的后方。在此可参考前面提到的各个锚固部段16的热填塞，通过该热填塞引起在壳体插入件8与定子18之间的不可拆松的形锁合。
齿对SZ1&SZ2、SZ3&SZ4...SZ11&SZ12的各个线端部DA、DE沿电驱动装置2的纵向方向X-X被引导穿过壳体插入件8中的对应的开口直到超过壳体插入件8的背离定子-转子单元18、26的所述端面，并且与壳体插入件8通过分别对应的接触部段UII、VII、WII电接触。在此，所述接触使得线绕组DWU、DWV、DWW之一的线起点DA分别和与之相邻的线绕组DWU、DWV、DWW的线终点DE借助于由壳体插入件8包围的接触布置结构22连接，更确切地说通过所述接触元件KEU、KEV、KEW之一连接。这些分别相邻且相互连接的线绕组DWU、DWV、DWW在此属于U相、V相、W相之一。
所提出的线圈设计方案同样有助于实现形成线圈20的各个线绕组DWU、DWV、DWW的非常紧凑或非常紧密的布置(紧凑或紧密的“封装”)。与所提出的壳体插入件8相结合，结果得到非常紧凑的电驱动装置2，该电驱动装置此外可以简单地制造和安装。此外，电驱动装置2能成本有利地制造。
尽管在前面的描述中说明了示例性的实施方案，但应指出的是，能实现大量的变型。此外还应指出，这些示例性的实施方案仅是举例，而不应以任何方式限制保护范围、应用和结构。相反，通过前面的描述为本领域技术人员提供了用于实施至少一个示例性实施方案的指导，其中，特别是在所述组成部分的功能和布置方面可以进行各种改变，而不脱离由权利要求和该等同特征组合所得出的保护范围。

Claims (15)

1.一种在电动液压制动设备中使用的电驱动装置(2)，所述电驱动装置包括：
·壳体(4)，以及
·由壳体(4)接纳的定子-转子单元(18、26)，其用于使缸-活塞装置中的活塞移动以便产生制动压力，
其中，定子-转子单元(18、26)具有定子(18)，该定子具有由多个可磁化的、形成极的定子齿(SZ1、SZ2...SZ11、SZ12)组成的布置结构，其中，定子齿(SZ1、SZ2...SZ11、SZ12)被分成单独的、插入壳体(4)中的齿对(SZ1&SZ2、SZ3&SZ4...SZ11&SZ12)，其中，齿对(SZ1&SZ2、SZ3&SZ4...SZ11&SZ12)中的每个齿对被自有的且共用的金属线缠绕，该金属线形成线圈(20)的一部分，该齿对的两个线端部(DA、DE)与由塑料制成的单独的壳体插入件(8)电接触，该壳体插入件与壳体(4)接合并且在此覆盖定子-转子单元(18、26)，
其中，各个定子齿(SZ1、SZ2...SZ11、SZ12)在壳体(4)中以并排的方式被相对彼此压紧并且被抵靠壳体(4)压紧。
2.根据权利要求1所述的电驱动装置(2)，其中，在各个定子齿(SZ1、SZ2...SZ11、SZ12)上注塑成型有由塑料制成的线圈架以形成第一端侧面板(Pi；i＝内部)和第二端侧面板(Pa；a＝外部)，所述第一端侧面板在定子(18)的安装位置朝向转子(26)，而所述第二端侧面板在该安装位置背离转子(26)，其中，属于线圈(20)的相应线绕组(DWU、DWV、DWW)被围在第一面板(Pi)与第二面板(Pa)之间。
3.根据权利要求2所述的电驱动装置(2)，其中，各个线绕组(DWU、DWV、DWW)在分别对应的第一面板(Pi)与第二面板(Pa)之间具有梯级。
4.根据权利要求2或3所述的电驱动装置(2)，其中，在各个线圈架上在相应的第二面板(Pa)的一侧上形成有由塑料制成的销状的锚固部段(16)，该锚固部段沿着电驱动装置(2)的纵向方向(X-X)延伸穿过壳体插入件(8)中的对应的开口直到超过壳体插入件(8)的背离定子-转子单元(18、26)的端面，锚固部段接合到该端面的后方。
5.根据权利要求4所述的电驱动装置，其中，各个塑料锚固部段(16)填塞在壳体插入件(8)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电驱动装置，其中，壳体插入件(8)包围由至少两个彼此间隔开的、导电的接触元件(KEU、KEV、KEW)组成的接触布置结构(22)，用于定子(18)的线圈(20)的至少两相(U、V、W)的供电，其中，接触元件(KEU、KEV、KEW)利用塑料彼此电绝缘。
7.根据权利要求6所述的电驱动装置，其中，接触元件(KEU、KEV、KEW)具有第一接触部段(UI、VI、WI)和第二接触部段(UII、VII、WII)，所述第一接触部段用于定子(18)与插头的外部接触，而所述第二接触部段用于定子(18)与相应的接触元件(KEU、KEV、KEW)的内部接触。
8.根据权利要求7所述的电驱动装置，其中，第一接触部段(UI、VI、WI)和第二接触部段(UII、VII、WII)从壳体插入件(8)的塑料部分沿着电驱动装置(2)的纵向方向(X-X)从壳体插入件(8)的背离定子-转子单元(18、26)的端面中伸出。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电驱动装置，其中，齿对(SZ1&SZ2、SZ3&SZ4...SZ11&SZ12)的各个线端部(DA、DE)沿电驱动装置(2)的纵向方向(X-X)被引导穿过壳体插入件(8)中的对应的开口直到超过壳体插入件(8)的背离定子-转子单元(18、26)的端面，并且与壳体插入件(8)电接触。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的电驱动装置，其中，接触布置结构(22)具有三个彼此间隔开的、导电的接触元件(KEU、KEV、KEW)，用于线圈(20)的三相(U、V、W)的供电。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电驱动装置，其中，设置有具有十二个定子齿(SZ1、SZ2...SZ11、SZ12)的环形的布置结构，所述十二个定子齿形成总共六个齿对(SZ1&SZ2、SZ3&SZ4...SZ11&SZ12)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电驱动装置，其中，壳体(4)由金属板材经深拉形成。
13.一种电驱动装置在电动液压制动设备中的使用，所述电驱动装置是根据权利要求1至12中任一项所述的电驱动装置。
14.一种制动设备，其具有根据权利要求1至12中任一项所述的电驱动装置。
15.一种车辆，其具有根据权利要求14所述的制动设备。
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