CN113541404B - 电子换向电动机、制动设备和制造电子换向电动机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子换向电动机(10)、特别是电子换向电动马达。为了检测由电动机(10)的转子轴(16)所完成的转动角度或转速，该转子轴(16)装配有传感器装置的信号发送器(24)。信号发送器置具有磁体元件(26)，所述磁体元件借助于保持元件(28)固定在转子轴(16)处。提出一种传力连接地设置在转子轴(16)上的夹紧体(46)，将保持元件(28)压紧到所述夹紧体上。

Description

电子换向电动机、制动设备和制造电子换向电动机的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的特征的电子换向电动机、根据权利要求11的前序部分的特征的可电子防滑控制的制动设备和根据权利要求12的前序部分的特征的用于制造电子换向电动机的方法。
背景技术
电子换向电动机例如在机动车辆的可电子防滑控制的制动设备中用作驱动总成，以便在制动压力调节的范围中驱动压力发生器。在此，由制动设备的电子控制仪器以匹配要求的方式执行电动机的电操控。在电操控的情况下，压力发生器在制动回路内输送压力介质。然后，在所连接的车轮制动器中与输送的压力介质体积成比例地构建制动压力。借助于附加的可由电子控制仪器操控的控制装置，能够为车轮单独地根据滑移比调节该制动压力，所述滑移比当前处于车辆的分别相关联的车轮。因此防止在制动过程期间卡死车轮进而改进车辆的行驶稳定性。此外，能够根据当前的交通或行驶情况独立于驾驶员执行制动过程。
由压力发生器挤出的压力介质体积在该调节过程中为决定性的控制变量。所述控制变量能够以电子方式确定。为此，现有的传感器装置检测驱动总成的转子的转速和/或转动角度，并且将测量到的信号转发给电子控制仪器以随后进行评估。借此，在操控马达时能够实现最佳的动态。
这种传感器装置由环绕马达轴的信号发送器和位置固定设置的信号接收器构成。已知的信号发送器装配有磁体元件。
根据权利要求1的前序部分的特征的电子换向电动机属于现有技术并且例如在DE10 2017 218 648 A1中公开。已知的电动机是用于可电子防滑控制的车辆制动设备的压力发生器的驱动总成，所述驱动总成为了简化起见在图1中以侧视图示出。
该已知的驱动总成10包括电子换向电动马达12，其具有可被驱动以旋转运动的转子14以及与转子14不可相对转动连接的转子轴16。转子14以常规方式构建并且具有一铁芯以及多个沿该铁芯的圆周方向彼此并排设置的永磁体。
转子14的所述永磁体的磁场以已知的方式和方法与定子的电线圈的磁场共同作用。所述定子包括驱动总成10的壳体18，所述壳体在其与永磁体体相对置的内面上装配有电线圈。由于磁场之间的相互作用，转子14和转子轴16实施共同的旋转运动。
为此，转子轴16示例性地借助于滚动轴承20可转动地支承在驱动总成10的壳体18中。根据图1，例如将多个偏心元件22设置在转子轴16上，以便操作未示出的装置，例如横向于转子轴16的纵轴线L设置的活塞泵。
根据图1的细节II示出传感器装置的信号发送器24，所述传感器装置用于电子检测和评估转子14或转子轴16的转动角度和/或转速。所述信号发送器24设置在转子轴16的背离转子14的端部处。所述信号发送器具有磁体元件26，所述磁体元件间接地经由保持元件28固定在转子轴16处。保持元件28杯形地构成并且具有突出的芯轴30，借助所述芯轴将所述保持元件压入马达轴16的对应的定心钻孔32中并且粘贴在其中(不可看见)。在保持元件28的与其相对置的侧上构成向外敞开的盲孔状的容纳部(34)，磁体元件26外部齐平地装入所述容纳部中。同样通过粘接连接(不可看出)将磁体元件26紧固在保持元件28的容纳部34中。
在该驱动总成的运行条件下，转子14通常被强烈加速或减速。在此，粘接连接部承受高的热负荷和动态负荷。另外，磁体元件从环境中吸引金属杂质，并且由此导致污染。另外，在保持元件以及转子轴的定心钻孔的制造中产生高成本。最后，磁体元件的轴向端部位置及其相对于转子轴线的同轴性具有相对大的公差。
发明内容
因此，根据权利要求1的特征的电子换向电动机具有如下优点：更可靠且更精确地将信号发送器固定在转子轴处。结果，由此以更高的精度检测转动角度信号或转子转速，这最终随之产生改进电动机的电操控性进而减小实际运送的压力介质体积和期望的理论值或实际设定的制动压力和期望的制动压力之间的可能偏差。除此之外，简化了大批量电动机的制造过程。
根据该建议，这些优点通过保持元件来实现，所述保持元件借助于夹紧体传力连接地固定在转子轴处。可能的夹紧体例如可以是公差环。所述公差环位于保持元件的内轮廓和转子轴的外轮廓之间的间隙中，并且实现使用便宜的转子轴，所述转子轴不需要任何特殊的结构上的设计来固定信号发送器，因此能够以连续的轴直径圆柱形地构成。此外，由于夹紧体可以使用具有增大的径向尺寸的保持元件。这种保持元件为磁体元件提供更大的安装空间，能够装入更大的、即超出转子轴的横截面的磁体元件。这种磁体元件具有相应更强的且更均匀的磁场，所述磁场能够由信号接收器更简单地检测和评估。因此，以更高的精度确定转子轴所经过的转动角度或转速，或者信号接收器和信号发送器的磁体元件之间的更大的公差是可行的。这又简化了部件、即例如控制仪器和电机的可相互交换性。
由从属权利要求中和/或从下面的描述中得到本发明的其他的优点和有利的改进形式。
通过保持元件的闭合的且遮盖磁体元件端侧的底部将磁体元件设置在保持元件的内部中，并且在安装时和在随后的运行期间被保护以防损坏和污染。
借助于由弹性材料构成的需要时可布置在转子轴和磁体元件之间的公差补偿元件，能够相对精确地设定磁体元件和转子轴之间的在转子轴的纵轴线L的方向上的间距并且保持在窄的范围内。此外，由此避免磁体元件在保持元件内部中的轴向间隙以及避免通过金属转子轴负面地影响磁体元件的磁场。
替选于此，磁体元件能够在预安装步骤中粘入到保持元件中。在该解决方案中，沿轴向方向在磁体元件和转子轴之间气隙足以避免通过转子轴影响磁体元件的磁场。于是能够弃用单独的公差补偿元件。
呈弹簧弹性的径向敞开的套筒造型的夹紧体能够简单地安置在电动机轴处并且优选在径向预紧的情况下紧固在其处。与保持元件组合地实现将装配有磁体元件的保持元件可靠地且尤其在安装时自对中地锚固在转子轴处，所述保持元件又在径向预紧的情况下压紧在所述夹紧套上。
夹紧体在制造保持元件时补偿公差，由此所述保持元件能够以成形技术进而尤其便宜地制造，例如以深冲方法制造。
在保持元件的内部中在需要时磁体元件可以通过挤压连接和/或通过粘贴连接紧固。在此，保持元件在结构上可以构造为，使得其具有用于磁体元件的多个支撑部位，所述支撑部位在磁体元件和保持元件之间限定可用粘结剂填充的空间。所述空间的横截面是可变的，并且由此可以匹配于不同的热膨胀。
有意义的是：保持元件在安装电机之后安置到壳体处，以便借此相对于壳体定位保持元件。借此能够最小化轴向尺寸以及出现的安装公差。
总体而言，具有这样构造的信号发送器的传感器装置的特征在于其高精度以及低成本。
附图说明
在附图中示出本发明并且在如下的描述中详细地阐述。附图为此包括多个图，在所述图中彼此相应的构件统一地设有相同的附图标记。
详细地示出：
图1示出已经在开始阐述的且从现有技术中已知的电子换向电动机的侧视图；
图2示出根据图1的根据本发明的第一构成方案的细节II，和
图3示出根据图1的根据本发明的第二构成方案的细节II。
具体实施方式
在图2中示出电子换向电动机中的转子轴16的远离转子的端部。转子轴16的该端部承载信号发送器24。所述信号发送器包括磁体元件26，所述磁体元件设置在保持元件28的内部中并且借助于所述保持元件28不可相对转动地固定在转子轴16上。
保持元件28为此杯形地构造并且具有空心柱形的杆40，所述杆在其端部处由底部42封闭。保持元件28以其敞开的端部被推到转子轴16上，使得杆40的一部段和转子轴16的一部段相互重叠。底部42还覆盖磁体元件26的背离转子轴16的端面。用于磁体元件26的支撑部位能够构造在底部42处，以便如果设有磁体元件的话，限定在磁体元件26和保持元件28之间的粘贴间隙的横截面，从而将磁体元件26粘接到保持元件42中。结合图3的描述更详细深入讨论保持元件28处的支撑部位的设置和造型。
保持元件28的径向外部尺寸构造为大于转子轴。由此，在转子轴16的外圆周和保持元件28的杆40的内轮廓之间设定包围转子轴的间隙44。
在转子轴16和保持元件28之间的间隙44中嵌入套筒形构造的夹紧体46，所述夹紧体以其内圆周齐平地贴靠在转子轴16的外圆周上并且以其外圆周齐平地贴靠在保持元件28的内圆周上。在有利的改进方案中，夹紧体46可以构造为径向敞开的或切口的套筒，所述套筒可以弹性地扩张，以便将其安装在转子轴16上。夹紧体46和保持元件28的尺寸和材料特性彼此相协调，使得在安装状态下可靠地排除了转子轴16和安装的信号发送器24之间的相对运动。
保持元件28的闭合的底部42径向地突出于转子轴16的端面。另外，在底部42和转子轴16的端面之间存在轴向间距。由此在保持元件28的内部中得到相对大的安装空间，在所述安装空间中容纳信号发送器24的相应大尺寸设计的磁体元件26。所述磁体元件26至少局部地齐平地贴靠在底部42的端侧上并且齐平地贴靠在保持元件28的杆40的圆周侧。在磁体元件26和保持元件28之间能够设有传力连接的连接部、例如压紧连接部和/或材料连接的连接部、例如粘贴连接部，以将构件相互紧固。在使用粘接连接的情况下，可以在保持元件28处构造有支撑部位(图3)，以便在磁体元件26和保持元件28之间限定可以用粘结剂填充的粘接间隙。所述粘接间隙的横截面可以针对出现的不同的热负荷来优化。
在根据图2所示的实施例中，替选于或补充于此，在磁体元件26和转子轴16的端面之间附加地存在公差补偿元件48。所述公差补偿元件48盘形地构造，并且一侧贴靠在转子轴16的端面上并且另一侧贴靠在磁体元件26的与其相对置的端面上。所述公差补充元件由弹性材料、例如硅树脂构成，因此在安装信号发送器24时实现组件总长度的可调节性。此外，公差补偿元件48阻碍磁体元件26的磁场朝转子轴16的方向传播以及减弱，并且还避免在转子轴端部和磁体元件26之间出现的轴向间隙。
图2还示出在安装后不再存在的安装辅助装置50。借助于所述安装辅助装置50，信号发送器24可以固定在转子轴16上，而所述转子轴16在此没有被加载轴向力。应避免轴向力作用于转子轴16上，因为通过所述轴向力会损坏转子轴16在电子换向电动机中已经建立的支承。
安装辅助装置50是具有侧向敞开的切口形的凹陷部52的安装板。所述安装板为了在圆周侧容纳转子轴16而设有径向间隙。
因此，为了安装信号发送器24，将转子轴16侧向地引入凹陷部52中，使得转子轴16的一部段朝一侧伸出到安装辅助装置50上。转子轴16的该部段用于固定信号发送器24。
为此，首先将夹紧体46固定在转子轴16上。在夹紧体46由弹性材料构造成呈切口的套筒造型的情况下，所述套筒的直径能够被扩宽并且以其开口向前侧向地卡接到转子轴16上。因此，在安装夹紧体46时，转子轴16不受到轴向力。在安装状态下，夹紧体46以其一端部贴靠安装辅助装置50的端侧。
然后，此时与磁体元件26以及必要时与公差补偿元件48装配成一个结构单元的保持元件28以其敞开的端部从背离安装辅助装置50的一侧起推移到夹紧体46上并且在此压紧到所述夹紧体46的外圆周上。为此，装配好的保持元件28被加载轴向力，直到该保持元件占据其最终位置。在此出现的轴向力经由夹紧体46传递给安装辅助装置50并且由安装辅助装置50导出，而不加载转子轴16。
在保持元件28的最终位置中，必要时存在的公差补偿元件48一侧贴靠在磁体元件26的端侧上并且另一侧贴靠在转子轴16的端侧上。另外，由转子轴16和附接的信号发送器24构成的单元的总长度处于预先限定的公差范围内。在将保持元件28压紧到固定环46上时，通过公差补偿元件48的可能的变形能够将预先限定的总长度设定在窄的范围内。能够经由总长度确定信号发送器24和相关联的信号接收器(未示出)之间的轴向间隙。
通过设置在转子轴16上的夹紧体46的套筒形的形状结合保持元件28的杆40的柱形的形状，通过将所述保持元件28压紧到夹紧体46和在此产生的构件之间的重叠，同时实现信号发送器24良好地在转子轴16上的定心。
图3根据按图1的细节II的立体图示出本发明的第二实施变型形式。
在该第二实施例中，将公差环作为夹紧体46以便将装配有磁体元件26的保持元件28居中地固定在转子轴16处。所述公差环设置在转子轴16的外径和保持元件28的内径之间的间隙44中。所述公差环套筒状地构造并且由弹簧板构成，所述弹簧板弯曲成近似闭合的环。所述环的内径略小于转子轴16的外径。沿着所述环的圆周面以彼此间的相互间距形成多个成形部54，所述成形部分别在公差环的宽度的部分区域上延伸。成形部54增大夹紧体46的外尺寸并且连续地通到边缘56处为止，所述边缘确定所述夹紧体46的内径。
夹紧体46在径向预紧的情况下固定在转子轴16的自由端部的外圆周处，而在成形部54在转子轴16和夹紧体46之间的区域中得到空腔58。所述空腔58给予夹紧体46在径向方向上的弹性，所述弹性通过成形部54的结构上的造型能够应用特定地来确定。
配备有磁体元件26的保持元件28以其敞开的端部压紧到夹紧体46的成形部54上。所述成形部54的外尺寸和保持元件28的内径因此相互协调，使得保持元件28以径向向内、即朝转子轴16的纵轴线L定向的预紧作用于成形部54。所述径向预紧经由成形部54导出至夹紧体46的车轮56进而有助于将夹紧体46或保持元件28传力连接且不可相对转动地锚固在转子轴16上。
在保持元件28的内部中设置有磁体元件26。所述磁体元件在根据图3的实施例中经由粘接连接部60固定在保持元件28的底部42上。在磁体元件26的朝向转子轴16的端侧和转子轴16本身之间存在气隙S，所述气隙基于其尺寸而防止金属转子轴16可能干扰性地影响磁体元件26的磁场。
为了在保持元件28的内部中构造用于磁体元件26的机械的支撑面62，在所述保持元件28的底部42上在其圆周上分布地设有多个模压部64。所述模压部例如成形为具有平底的向外敞开的凹槽，放射状地朝保持元件28的底部42的中央伸展，然而仅沿着所述底部42的外边缘部段延伸。由此，在保持元件28的内部中，得到在中央构造的、相对大的、可用固定磁体元件26的粘结剂填充的中央区域66，所述中央区域具有放射状的凸起，所述凸起在保持元件28的模压部64之间扩展。根据所述模压部64的造型和数量能够将磁体元件26与保持元件28的粘结连接部60的横截面匹配于不同的热膨胀特性。
显然地，在不脱离独立权利要求所限定的保护范围的情况下，可以对所描述的发明进行超出阐述内容的改变或补充。

Claims (19)

1.一种电子换向电动机(10)，其具有：位于能够操作以便旋转运动的转子轴(16)上的转子(14)；
不可相对转动地固定在所述转子轴(16)上的信号发送器(24)；
和所述信号发送器(24)的磁体元件(26)，
所述磁体元件借助于保持元件(28)不可相对转动地锚固在所述转子轴(16)上，其特征在于，
所述保持元件(28)借助于夹紧体(46)传力连接地固定在所述转子轴(16)上，其中所述夹紧体(46)嵌入到所述保持元件(28)和所述转子轴(16)之间的间隙(44)中，所述保持元件(28)杯形地构造并且具有杆(40)以及在所述杆(40)的一端部处的闭合的底部(42)，其中所述底部(42)覆盖所述磁体元件(26)的背离所述转子轴(16)的端面。
2.根据权利要求1所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，在所述保持元件(28)的内部构造有用于所述磁体元件(26)的支撑部位(62)，所述支撑部位在所述磁体元件(26)和所述保持元件(28)之间设定能够用粘结剂填充的空间。
3.根据权利要求1或2所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述磁体元件(26)容纳在所述保持元件(28)的内部并且设置在所述底部(42)和所述转子轴(16)的端部之间。
4.根据权利要求1或2所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，当所述磁体元件(26)材料连接地固定在所述保持元件(28)中时，在所述磁体元件(26)和所述转子轴(16)的对应端部之间设有轴向的气隙S，或者
当所述磁体元件(26)传力连接地固定在所述保持元件(28)中时，在所述磁体元件(26)和所述转子轴(16)的对应端部之间设置有公差补偿元件(48)，所述公差补偿元件由弹性材料构成。
5.根据权利要求4所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述磁体元件(26)通过粘结连接部(60)固定在所述保持元件(28)中。
6.根据权利要求4所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述磁体元件(26)通过挤压连接部固定在所述保持元件(28)中。
7.根据权利要求4所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述公差补偿元件由硅树脂构成。
8.根据权利要求1或2所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述夹紧体(46)为套筒形。
9.根据权利要求8所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述夹紧体(46)为由弹簧弹性材料构成的径向敞开的套筒。
10.根据权利要求1或2所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述保持元件(28)至少局部地在径向预张紧的情况下固定在所述夹紧体(46)的外圆周处。
11.根据权利要求1或2所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述保持元件(28)一件式地构成，并且能够以成型技术来制造。
12.根据权利要求11所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述保持元件(28)能够以深冲方法来制造。
13.根据权利要求4所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，沿所述转子轴(16)的纵轴线L的方向观察，所述磁体元件(26)借助所述公差补偿元件(48)无间隙地保持在所述保持元件(28)和所述转子轴(16)之间。
14.根据权利要求1或2所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述磁体元件(26)传力连接地和/或材料连接地紧固在所述保持元件(28)处。
15.根据权利要求14所述的电子换向电动机(10)，其特征在于，所述磁体元件(26)借助于挤压连接部和/或借助于粘贴连接部(60)紧固在所述保持元件(28)处。
16.一种可电子防滑控制的制动设备，所述制动设备具有压力发生器和用于驱动所述压力发生器的根据权利要求1至15中任一项所述的电子换向电动机(10)。
17.根据权利要求16所述的制动设备，其特征在于，所述制动设备用于机动车。
18.一种用于制造电子换向电动机(10)的方法，所述电子换向电动机具有：转子(14)，所述转子位于能够操作以便旋转运动的转子轴(16)上；
不可相对转动地固定在所述转子轴(16)上的信号发送器(24)；
和所述信号发送器(24)的磁体元件(26)，所述磁体元件借助于保持元件(28)不可相对转动地锚固在所述转子轴(16)处，
其特征在于，
所述保持元件(28)杯形地构造并且具有杆(40)以及在所述杆(40)的一端部处的闭合的底部(42)，其中所述底部(42)覆盖所述磁体元件(26)的背离所述转子轴(16)的端面，
夹紧体(46)设置在所述电动机的所述转子轴(16)上，
所述保持元件(28)装配有所述磁体元件(26)并且装配有所述磁体元件(26)的所述保持元件(28)以敞开的端部压紧到所述夹紧体(46)的外圆周上。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，使用安装辅助装置(50)，在压紧所述保持元件(28)时将安装到所述转子轴(16)上的所述夹紧体(46)支撑在所述安装辅助装置处。
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