CN114172339A - 电子换向电机、制动设备和用于制造电子换向电机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子换向电机、制动设备和用于制造电子换向电机的方法,具体而言,电子换向电机尤其是电子换向马达,其具有转子(14),该转子处在可被操纵而旋转运动的转子轴(16)上。为了探测转子轴(16)的转动角度,设置有信号发送器(24),其包括保持元件(28)和布置在保持元件处的磁性元件(26)。提出了用于将保持元件(28)固定在转子轴(16)处的夹紧体(40),该夹紧体构造有至少一个固定部(50、52),其在装配状态中作用于磁性元件(26),并且防止磁性元件(26)相对于保持元件(28)的平移运动以及旋转运动。提出的方案设计成取消在磁性元件(26)和保持元件(28)之间的已知的粘接连接。

Description

电子换向电机、制动设备和用于制造电子换向电机的方法
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的特征的电子换向电机、根据权利要求10的前序部分的特征的具有电子换向电机的可电子防滑控制的制动设备、和根据权利要求11或12的前序部分的特征的用于制造电子换向电机的方法。
背景技术
电子换向电机例如在机动车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情况下驱动压力发生器。在此,电机由制动设备的电子控制器根据需要进行电操控。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。因此,与所输送的压力介质体积成比例地在联接的车轮制动器中建立制动压力。借助于可由电子控制器操控的附加的阀装置,可使制动压力针对每个车轮地与当前在车辆的相应分配的车轮处存在的滑动情况相匹配。因此可防止在制动过程期间抱死车轮,并且因此改善车辆的行驶稳定性。此外,制动过程可取决于当前的交通或行驶情况独立于驾驶员来执行。
在该调节过程中,由压力发生器挤压到制动回路中的压力介质的体积是一关键的控制参量。其可由驱动总成的运行参数来确定。为此,存在的传感器装置探测驱动总成的转子的转动角度和/或转速,并且将测得的信号传输到电子控制器,以接着进行计算评估。
已知的传感器装置由随着转子轴旋转的信号发送器和位置固定地布置的信号接收器构成。信号发送器包括至少一个磁性元件,其借助于保持元件不可相对转动地固定在驱动总成的转子轴处。
根据权利要求1的前序部分的特征的电子换向电机属于现有技术,并且例如在DE10 2017 218 648 A1中予以公开。该已知的电机为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,其在该文献的图1中以侧视图示出。
已知的驱动总成10包括电子换向电马达12,该电马达具有可被驱动成旋转运动的转子14以及与转子14不可相对转动地连接的转子轴16。转子14为常规结构,并且具有铁芯以及多个沿着铁芯的周向方向一个挨一个地布置的永磁体。
永磁体的磁场与定子的电线圈的磁场以已知的方式相互作用。为此,定子包括壳体18,该壳体在其与永磁体相对而置的内表面上配备有电线圈。由于在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。
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,在转子轴16上示例性地布置有多个偏心元件22,以便操纵未示出的装置,例如活塞泵,其横向于转子轴16的纵向轴线L来布置。
根据图1的细节II示出了传感器装置的信号发送器24,以用于电子探测并且评估转子14或转子轴16的转动角度和/或转速。信号发送器24布置在转子轴16的背对转子14的端部处。信号发送器具有磁性元件26,该磁性元件间接地通过保持元件28固定在转子轴16处。保持元件28构造成杯状,并且具有突出的芯轴30,保持元件通过该芯轴30压装到转子轴16的相关联的中心孔32中,并且粘接到该中心孔32中(粘接连接部不可见)。在保持元件28的与芯轴30相对而置的一侧构造有盲孔状的、向外敞开的容纳部34,磁性元件26与外部齐平地安装在该容纳部中。磁性元件26固定在保持元件28的容纳部34中同样通过不可见的粘接连接部实现。
在驱动总成的运行条件下,转子14通常急剧加速或减速。在此,粘接连接部承受高的动态载荷,并且因此相应地容易发生故障。由于粘接连接部,磁性元件固定在保持元件处受到一定的弹性的影响,因此,在探测传感器位置或转动角度时的测量公差相对较大。除此之外,在批量生产中,粘接连接需要大量的维护密集型装置的支出,例如用于粘接剂的配量和固化。必要的保持元件和在转子轴处的中心孔引起额外的成本。
发明内容
相比之下,根据权利要求1的特征的电子换向电机具有的优点是:磁性元件现在传力地或形状配合地固定在转子轴处,而不再材料配合地固定在转子轴处,因此比起在现有技术中说明的情况刚性更好。因此,转动角度信号或转子转速的探测具有更高的精度,这最终改善了电机的电气可操控性,并且因此减少了在实际输送的压力介质体积和期望的理论值之间或在设定的制动压力和理论制动压力之间的可能发生的偏差。此外,缩短了电机的制造过程,因为不需要粘接部位的必要准备或粘接材料硬化的等待时间。用于粘接材料的配量装置或可能需要的用于粘接材料的硬化的紫外线辐射装置都被省去。此外,传力/形状配合的固定过程在工艺技术方面可更容易地进行监测。
提出了借助于夹紧体将用于磁性元件的保持元件固定在转子轴处,夹紧体为此设有用于磁性元件的固定部。
适合作为可行的夹紧体的例如是以如下方式进一步改进的由弹簧钢构成的公差环,该公差环位于在保持元件的内轮廓和转子轴的外轮廓之间的间隙中。这种公差环使得能够实现使用成本上更有利的、具有连续恒定的轴直径的转子轴。由于存在的夹紧体增大了保持元件的径向尺寸,该保持元件因此为磁性元件提供了更大的安装空间。相应更大并且突出超过转子轴的横截面的磁性元件提供更强且更均匀的磁场,信号接收器可更容易地探测和评估该磁场。因此,可更高精度地确定转子轴的经过的转动角度或转速,或者可使用成本上更有利的信号接收器和公差更大的磁性元件。后者又使得构件(例如控制器和电机)的相互互换性变得简单。
从从属权利要求和/或下文的说明中得到本发明的其他的优点和有利的改进方案。
根据本发明,夹紧体具有固定部。设置的第一固定部作用于磁性元件的端侧,并且使该磁性元件通过轴向的预紧与现在更简单地设计的、杯状构造的保持元件的底部贴靠,而第二固定部例如在磁性元件的削平部处贴靠磁性元件,或接合到朝磁性元件的端侧敞开的凹部中,并且因此将磁性元件不可相对转动地固定在保持元件处。固定部在成本上有利地一件式地、优选仅构造在夹紧体的面向磁性元件的一侧,并且相应沿着夹紧体的周向分布地布置。固定部沿夹紧体的纵向方向或径向方向延伸,并且例如可通过可构造在夹紧体处的舌状部的相应的变形来简单地呈现。固定部在夹紧体处的数量、形状、布置或定位可根据需要来选择。夹紧体至少在装配状态中具有套筒的形状。套筒可实施成在周向侧开槽,并且因此可简单且成本上有利地例如通过冲裁和冲压带状板材制成。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例,并且在下文的说明中详细阐述该实施例。
附图部分总计包括2幅图,在其中相互对应的部件始终设有统一的附图标记。
图1以纵向剖视图示出了从现有技术中已知的并且在说明书引言中阐述的电子换向电机的主要构件。
图2借助3D图示示出了在根据本发明的设计方案中的根据图1的细节II。
图3为根据本发明的解决方案在取下保持元件时的俯视图。
具体实施方式
图2示出了电子换向电机的转子轴16的配备有信号发送器24的端部。该端部与未设有标记的第二端部相对而置,在该第二端部上安置有电机的转子,参见图1。转子轴16始终具有恒定的外直径,并且垂直于纵向轴线L切断,因此具有垂直于纵向轴线L取向的轴端侧。从轴端侧到轴周边的过渡部构造为一圈倒角坡面,然而还可替代地倒圆角地来实施。
在转子轴16的示出的端部处安置有呈公差环的形状的夹紧体40。该夹紧体40实施为筒状套筒,其可实施成在周向侧闭合或在周向侧开槽。开槽的套筒可在成本上更有利地通过弯曲带状板材制成。
在转子轴16的纵向轴线L的方向来看,夹紧体40分成转子侧的第一夹紧体区段40a,该第一夹紧体区段在可调节的径向预紧力下与转子轴16的外周齐平地贴靠。第一夹紧体区段40a过渡到中间区段40b中,在该中间区段处形成伸出部(Ausformung)42,该伸出部沿径向向外地从夹紧体40突出。在该实施例中,多个这种伸出部42沿着夹紧体40的整个周边以规则的间隔一个接一个地布置。例如,伸出部彼此相同地设计,并且彼此平行地(parallel)取向。伸出部42具有梯形横截面,其具有在很大程度上平地实施的基部,该基部通过环绕的斜面与其余的夹紧体物理接连。伸出部42主要在转子轴16或夹紧环40的纵向轴线L的方向上延伸。在相应的伸出部42和转子轴16的外周之间围成空气室,通过该空气室,伸出部42为夹紧体40赋予在径向方向上的弹性。
与夹紧体40的中间区段40b联接的是端部区段40c,该端部区段在纵向轴线L的方向上又分成多个轴向区域。相邻于中间区段布置的第一轴向区域44重新齐平地并且在可选择的径向预紧力下与转子轴16的周边贴靠,而接着的、背离中间区域的第二轴向区域46伸出超过转子轴16的端部。端部区段40c总体上约具有夹紧体40的中间区段40b的长度,并且在转子轴16的纵向轴线L的方向上来看构造成比第一轴向区域44更长。在伸出超过转子轴16的第二轴向区域46处与夹紧体40一体地构造有固定部50、52。固定部50、52为夹紧体40的舌状隆起。第一固定部50成直角地向内延伸,或者沿径向从夹紧体40的周边向内突出,而第二固定部52轴向平行于纵向轴线L取向。在信号发送器24的示出的装配状态中,在纵向轴线L的方向上,在向内指向的第一固定部50和转子轴16的端侧之间存在轴向距离或间隙。第一固定部50和第二固定部52相应以可根据具体应用确定的多个数量沿着夹紧体50的周边一个接一个地布置。在此,固定部50、52的交替布置不是强制要求的。沿径向向内指向的第一固定部50例如可通过简单地翻转沿着夹紧体40的周向的舌状隆起中的各舌状隆起制成。
固定部50、52的任务是,将信号发送器24的磁性元件26传力地或形状配合地固定在杯状保持元件28的内部中,使得磁性元件26相对于保持元件28不可实施沿轴向方向的平移运动、以及不可实施沿周向方向的旋转运动,并且这无需材料配合地固定磁性元件26。
为此,磁性元件26基本上柱状地来设计,并且具有垂直于纵向轴线L取向的与平面平行的端侧。在面向转子轴16的端部的端侧作用有夹紧体40的第一固定部50,并且第一固定部50使磁性元件26以其与面向转子轴16的端部的端侧相对而置的端侧通过可调节的轴向预紧力贴靠杯状保持元件28的底部54。在磁性元件26的周边处构造有彼此相对而置的、平的锁紧面
Figure BDA0003250287510000061
56的对,夹紧体40的第二固定部52作用于该锁紧面56,从而磁性元件26不再可相对于保持元件28进行潜在的旋转运动。代替锁紧面56,磁性元件26例如还可具有沿轴向取向的凹部,固定部52接合到该凹部中。
如上所述,保持元件28本身杯状地构造,并且具有筒状的筒部58以及构造在筒部58的端部处的底部54。保持元件28的内直径与夹紧体40在伸出部42的区域中的外直径相匹配,使得通过保持元件28移动到夹紧体40上一方面在保持元件28和夹紧体40之间以及另一方面在夹紧体40和转子轴16之间建立径向力,该径向力将保持元件28轴向固定且不可相对转动地固定在夹紧体40处,并且同时将夹紧体40轴向固定且不可相对转动地固定在转子轴16处。通过保持元件28、夹紧体40和转子轴16的内部或外部尺寸的相互协调,可在结构上调节该有效的径向力。在信号发送器24的最终装配状态下,保持元件58的筒部58在周向侧覆盖夹紧体40。底部54可覆盖保持元件58的整个横截面,并且因此防止布置在保持元件28的内部中的磁性元件26损坏和/或沾污,或在需要时可在底部54处设置破口。杯状的保持元件28尤其和夹紧体40一样由非铁磁材料制成,以便不削弱或不影响磁性元件26的磁场。
图3示出了在去除保持元件28时的信号发送器24的俯视图。可看到基本上柱状构造的磁性元件26,该磁性元件具有其彼此相对而置的平的锁紧面56。固定部52与锁紧面56形状配合地贴靠,并且防止磁性元件26围绕纵向轴线L旋转,纵向轴线垂直于绘图平面伸延,并且因此仅可看作穿过磁性元件26的中心线的交点。因为被磁性元件26遮盖,所以用虚线绘出了第一固定部50,该第一固定部处在磁性元件26的不可见的下端侧,并且将磁性元件26传力地在绘图平面中向上压,并且由此将磁性元件26轴向固定地固定在在图3中去除的保持元件28的内部中。总地示出了四个第一固定部50和两个第二固定部52,其中,固定部50、52的数量以及固定部50、52彼此的示出的相对的布置仅应理解为示例性的,而非限制性的。
为了将信号发送器24装配在转子轴16上,可想到各种方法。
第一方法规定,首先将夹紧体40沿轴向推到转子轴16上,直到即将到达设置的最终位置,然后将磁性元件26借助于夹紧体40的固定部50、52安置在夹紧体40处,并且最后将杯状的保持元件28推到由夹紧体40和磁性元件26构成的组件上。现在将保持元件28连同夹紧体40和磁性元件26按标准地压装到转子轴16上,并且由此调整信号发送器24在转子轴16上的最终位置。
替代的第二方法规定,首先安放信号发送器24,并且接着将预装配的信号发送器24固定在转子轴16处。为此,首先将磁性元件26安置在夹紧体40处,并且然后将该组件以磁性元件26止挡在底部54处的方式安装到信号发送器24的保持元件28中。接着,然后将信号发送器24作为结构单元压装到转子轴16上,直至信号发送器占据了其最终位置。
当然,在不偏离所阐述的本发明的基本思想的情况下,可想到超出本公开内容的变化或补充。该基本思想尤其是将信号发送器24通过传力和/或形状配合不可相对转动地和轴向固定地布置在转子轴16处,使得对此可取消需高成本地建立的粘接连接。

Claims (12)

1.一种电子换向电机(10),尤其电子换向马达,其具有转子(14)和信号发送器(24),所述转子(14)在能被操纵而进行旋转运动的转子轴(16)上,所述信号发送器包括不可相对转动地固定在所述转子轴(16)处的保持元件(28)和布置在所述保持元件(28)处的磁性元件(26),以尤其用于探测所述转子(14)和/或所述转子轴(16)的转动角度,其特征在于,
所述保持元件(28)借助于夹紧体(40)固定在所述转子轴(16)处,该夹紧体放置在所述保持元件(28)的内直径和所述转子轴(16)的外直径之间,并且
所述夹紧体(40)具有作用于所述磁性元件(26)的至少一个固定部(50、52),该固定部在所述信号发送器(24)的装配状态中防止所述磁性元件(26)相对于所述保持元件(28)的平移运动以及旋转运动。
2.根据权利要求1所述的电子换向电机(10),其特征在于,所述保持元件(28)构造成杯状,并且所述磁性元件(26)容纳在所述保持元件的内部中,并且第一固定部(50)使所述磁性元件(26)与所述保持元件(28)的底部(54)贴靠。
3.根据权利要求2所述的电子换向电机(10),其特征在于,所述第一固定部(50)横向于所述夹紧体(40)的纵向轴线L取向,并且与所述磁性元件(26)的面向所述转子轴(16)的端侧贴靠。
4.根据权利要求2或3所述的电子换向电机(10),其特征在于,所述磁性元件(26)通过所述第一固定部(50)按压而在轴向的预紧下抵靠所述保持元件(28)的底部(54)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子换向电机(10),其特征在于,设置有至少一个第二固定部(52),其在与所述磁性元件(26)形成形状配合连接的情况下共同作用。
6.根据权利要求5所述的电子换向电机(10),其特征在于,所述第二固定部(52)轴向平行于所述夹紧体(40)的纵向轴线L延伸,并且与在所述磁性元件(26)的周边处的至少一个分配的锁紧面(56)贴靠。
7.根据权利要求5或6所述的电子换向电机(10),其特征在于,所述第一固定部(50)和所述第二固定部(52)相应与所述夹紧体(40)构造成一体,并且沿着所述夹紧体(40)的周向来布置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子换向电机(10),其特征在于,所述固定部(50、52)构造在所述夹紧体(40)的面向所述磁性元件(26)的一侧。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电子换向电机(10),其特征在于,所述磁性元件(26)能借助于所述固定部(50、52)免粘接材料地布置成相对于所述保持元件(28)轴向固定并且不可相对于所述保持元件(28)转动。
10.一种可电子防滑控制的制动设备,尤其用于机动车,该制动设备具有压力发生器和根据权利要求1至9中任一项的特征的电子换向电机(10),以用于驱动所述压力发生器。
11.一种用于制造电子换向电机(10)、尤其电子换向马达的方法,该电子换向电机具有转子(14)和信号发送器(24),所述转子(14)处在能被操纵而进行旋转运动的转子轴(16)上,所述信号发送器包括不可相对转动地固定在所述转子轴(16)处的保持元件(28)和固定在所述保持元件(28)处的磁性元件(26),以尤其用于探测所述转子(14)和/或所述转子轴(16)的转动角度,
其特征在于,将设有固定部(50、52)的夹紧体(40)安置在所述转子轴(16)上,
将所述信号发送器(24)的磁性元件(26)借助于所述固定部(50、52)布置在所述夹紧体(40)处,并且
将所述信号发送器(24)的杯状实施的保持元件(28)压装到具有所述磁性元件(26)的夹紧体(40)上。
12.一种用于制造电子换向电机(10)、尤其电子换向马达的方法,该电子换向电机具有转子(14)和信号发送器(24),所述转子(14)处在能被操纵而进行旋转运动的转子轴(16)上,所述信号发送器(24)包括不可相对转动地固定在所述转子轴(16)处的保持元件(28)以及布置在所述保持元件(28)处的磁性元件(26),以尤其用于探测所述转子(14)和/或所述转子轴(16)的转动角度,
其特征在于,
首先将所述信号发送器(24)的磁性元件(26)借助于夹紧体(40)的固定部(50、52)布置在所述夹紧体(40)处,
然后将包括所述夹紧体(40)和所述磁性元件(26)的结构单元放入到所述信号发送器(24)的杯状实施的保持元件(28)的内部中,并且
接着将具有所述磁性元件(26)和所述夹紧体(40)的保持元件(28)压装到所述转子轴(16)的端部上。
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