CN115135564A - 用于机动车辆的电动助力转向系统的驱动单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于机动车辆的电动助力转向系统(1)的驱动单元(4),该驱动单元包括电动马达(41),该电动马达具有定子壳体(5),该定子壳体附接有控制器壳体(7),在该控制器壳体中定位有控制电路板(8),并且该电动马达具有连接单元(6),该连接单元附接至定子壳体(5)并且具有电连接元件和至少一个定位元件(61),其中,连接元件电连接至电动马达(41)和控制电路板(8),并且定位元件(61)与控制电路板(8)相互作用以进行相对定位。为了实现更简单且更牢固的组装,本发明提出了定位元件(61)与控制器壳体(7)相互作用以进行相对定位。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的电动助力转向系统的驱动单元,该驱动单元包括电动马达,该电动马达具有定子壳体,该定子壳体附接有控制壳体,在该控制壳体中布置有控制电路板,并且该电动马达具有附接至定子壳体的连接单元,该连接单元具有电连接元件和至少一个定位元件,其中,连接元件电连接至电动马达和控制电路板,并且定位元件与控制电路板相互作用以实现相对定位的目的。
现有技术
在现有技术中,已知具有动力辅助的机动车辆转向系统,其中,除了由驾驶员手动地施加在方向盘上的转向扭矩外,动力辅助以及可能的附加的转向角度通过机电式动力辅助被引入到转向系中,以辅助和减少驾驶员所需的工作量。
动力辅助借助于电动助力驱动器而生成,该电动助力驱动器具有带有电动马达的驱动单元,该电动马达的转子轴经由动力辅助齿轮箱联接至转向系。
在现有技术中、例如根据DE 10 2018 216 744 A1已知通用驱动单元。该通用驱动单元包括带有定子壳体的马达,定子或相绕组附接在该定子壳体中,并且转子以可旋转的方式安装在定子壳体中,该转子具有轴向坐置的转子轴。马达由具有电子部件的电控制电路电致动,该电子部件在也称为印刷电路板或PCB的控制电路板上布置并相互连接。该控制电路板布置在也称为控制电路板壳体的控制壳体中,该控制壳体连接至定子壳体以形成也称为动力组件的紧凑模块。马达的相绕组和控制电路板经由连接单元电连接和机械连接。连接单元在一个侧部处固定至定子壳体并电连接至马达的相绕组,并且在另一侧部处连接至控制壳体并电连接至控制电路板。
在已知的驱动单元的情况下,连接单元具有呈定位销形式的定位元件,定位销以形状配合的方式接合在控制电路板中的对应插口开口中。因此,定位元件与控制电路板相互作用成使得控制电路板相对于连接单元定位和对准,并且因此实现相对于定子壳体的定位和对准。在控制电路板的安装状态下,控制电路板以受保护的方式容纳在控制壳体中。然而,此处不利的是,控制壳体相对于控制电路板未对准或者仅不充分地对准。即控制壳体就其本身而言紧固至定子壳体或连接单元。因为定子壳体、连接单元与控制电路板之间的连接件关于控制电路板的对准的公差彼此相加,可能更难以安装控制电路板并且在安装期间损坏风险增加。
鉴于上面解释的问题,本发明的目的是实现驱动单元的更简单且更牢固的安装。
发明内容
根据本发明,该目的通过具有权利要求1的特征的驱动单元以及如权利要求9中所述的用于生产驱动单元的方法来实现。有利的改进方案是从属权利要求的主题。
在一种用于机动车辆的电动助力转向系统的驱动单元的情况下,该驱动单元包括电动马达,该电动马达具有定子壳体,该定子壳体附接有控制壳体,在该控制壳体中布置有控制电路板,并且该电动马达具有附接至定子壳体的连接单元,该连接单元具有电连接元件和至少一个定位元件,其中,该连接元件电连接至电动马达和控制电路板,并且定位元件与控制电路板相互作用以实现相对定位的目的,根据本发明提供的是,定位元件与控制壳体相互作用以实现相对定位的目的。
电动马达特别优选地布置在定子壳体中,该定子壳体包括带定子绕组或相绕组的定子,并且转子以可旋转的方式安装在该定子壳体中,该转子具有轴向地坐置的转子轴。
根据本发明,连接单元定位并固定在定子壳体上,并且连接单元提供至少一个定位元件、优选地提供多个定位元件。根据本发明,构造和设计定位元件以使控制电路板和控制壳体两者能够相对于连接单元精确地对准。换句话说,控制电路板和控制壳体各自直接在定位元件上对准,并且因此,在相同定位元件上以平行于彼此的方式而不是经由如现有技术中的串联布置的连接件相对于连接单元定位和对准。因此,避免了现有技术中串联布置的连接件的公差的不可避免的和潜在破坏性的相加,并且确保了控制电路板和控制壳体的改善和更精确的定位。由于布置结构的提高的尺寸精度,简化了安装、特别是自动化制造情况下的安装。控制壳体与定位元件之间的相对取向在很大程度上与公差无关,使得通过控制电路板在该定位元件上的根据本发明的对准来确保控制电路板相对于控制壳体的对应地精确对准。由于这种可重现的低公差对准,安装得以简化,并且在控制电路板插入控制壳体中时以及在连接单元与控制电路板之间的连接件结合在一起时,由于相对错误的取向,损坏风险降低。
有利效果特别地通过根据本发明的定位元件或多个定位元件来实现,定位元件或多个定位元件首先提供了用于对准和定向控制壳体和控制电路板的共同参考位置,因此,可以减少并且很大程度上避免与公差相关的问题和在安装期间损坏的风险。
控制壳体可以例如借助于紧固螺栓而固定至、例如凸缘安装至定子壳体,紧固螺栓穿过并旋拧通过对应的紧固孔口。由于足够大的预定游隙,可以实现在由定位元件限定的相对位置的固定。控制壳体可以优选地例如通过凸缘连接件紧固至定子壳体的外部,例如相对于由转子轴线限定的轴向方向在前部紧固至定子壳体的外部。替代性地或附加地,可以提供可拆卸和/或不可拆卸的连接器件以实现对控制壳体相对于连接单元和定子壳体的由根据本发明的定位元件或多个定位元件预定的相对位置进行固定的目的。
在控制壳体相对于定位元件定位并固定时,可以实现控制电路板在根据本发明的定位元件或多个定位元件上的对准和定位。此处,控制电路板可以以可拆卸的方式或以不可拆卸的方式连接至至少一个定位元件,或者替代性地或附加地连接至控制壳体。
控制电路板在定位元件上的同时定位和固定具有有效安装的优势。定位元件或多个定位元件可以同时用作连接单元与控制电路板和/或控制壳体之间的紧固元件或连接元件。可以以可拆卸的方式或以不可拆卸的方式实现固定,例如通过钎焊、粘附剂粘结、压配合、旋拧、夹紧等实现固定。此处,可以想象的并且可能的是,连接件构造成使得该连接件是导电性的并且连接单元与控制电路板之间的电连接借助于导电定位元件来产生。因此,制造和安装成本可以降低。因此,一些定位元件设计为电动马达的相插头,而其他定位元件用于定位。
控制壳体可以向外突出超过定子壳体的横截面,例如横向于转子轴线的轴向方向侧向地突出。因此,可以使用比定子壳体的内部横截面中可用的安装空间大的控制电路板。此外,这能够使附接至控制电路板的电子部件的冷却得到改善。这些与现有技术相比是其他的优势,在现有技术中,控制电路板与控制壳体一起布置在定子壳体的内部,因此,安装空间和热传递的可能性可能受到限制。
可以提供的是,至少一个定位元件以形状配合的方式接合在控制壳体中的对应的定位插口中。为此,定位插口可以具有例如凹部或优选地轴向贯通开口,定位元件可以沿安装方向插入到凹部或优选的轴向贯通开口中以形成形状配合。安装方向可以优选地与轴向方向对应,并且形状配合在该方向上和/或横向于该方向可能是有效的。定位元件或多个定位元件同样可以接合在控制电路板中的对应的定位插口中,例如以形状配合的方式接合在凹部或贯通开口中。
可以以低成本实现的有效实施方式是,至少一个定位元件具有在马达的轴向方向上对准的定位销。连接单元可以优选地以使得一个或更多个定位销在前部轴向突出的方式附接至定子壳体。控制壳体和控制电路板中的与定位销对应的定位插口可以简单地设计为开口或凹部,定位销可以简单地通过被轴向地推动而容纳在开口或凹部中。轴向贯通开口可以优选地设置在例如控制壳体中,定位销可以沿轴向方向被推动通过轴向贯通开口。控制电路板可以使用对应的定位插口——同样为凹部或开口——来定位以及可选地固定在定位销的从控制壳体的贯通开口轴向突出的一部段、定位部段上。定位销和对应的定位插口的这种布置可以以低成本形成,并且能够实现简单且牢固的安装。在安装期间,首先控制壳体可以被推动到定位销或多个定位销上,并且然后控制电路板可以被推动到定位销或多个定位销上。
定位销可以具有圆形或非圆横截面、例如多边形或以其他方式定形状的横截面,该横截面与定位插口的插口开口的内部横截面相对应。因此能够实现沿与轴向安装方向对应的轴向方向的简单插入。可以通过形状和尺寸的对应适应来产生横向于安装方向的形状配合。还可以可选地例如通过形成长形的孔或狭槽来提供限定的游隙,因此可以补偿沿一个方向的公差,这不会对控制壳体和控制电路板的根据本发明的相对对准有负面影响。
至少一个定位元件或一个连接元件相对于另一定位元件或连接元件可以从定子壳体突出得更远。换句话说,突出更远的所述至少一个定位元件因此比其他定位元件或其他多个定位元件或者比其他连接元件或其他多个连接元件要长。较长的定位元件优选地比其他定位元件或连接元件长至少1mm或长至少2mm。因为优选地设计为定位销的定位元件沿轴向方向轴向地突出更远,该定位元件可以轴向地插入到对应的定位插口、优选地插入到插口开口中,其中,相对于安装方向轴向地坐置得更后且尚未接合在对应的定位插口中的其他定位元件或多个定位元件可以有其他相对的取向。一旦一个定位元件或替代性的两个定位元件已经以形状配合的方式插入限定的安装位置中时,其他定位元件就会相对于对应的定位插口自动地对准并且可以通过进一步的轴向运动被安装。因此,安装可以被简化。
可以提供的是,至少一个定位元件具有用于接合在控制壳体中的至少一个第一定位部段和用于接合在控制电路板中的至少一个第二定位部段。例如,第一定位部段可以具有比第二定位部段大的横截面,例如在定位销的情况下具有较大的直径。例如,可以形成沿轴向方向台阶状的定位销。控制壳体可以沿轴向安装方向使用形成为贯通开口的定位插口以形状配合的方式超过第二定位部段被推动到第一定位部段上。在最终的安装状态下,当控制壳体坐置并固定在第一定位部段上时,第二安装部段从控制壳体轴向地突出。控制电路板现在可以被推动到该突出的第二定位部段上,直到第二定位部段以形状配合的方式坐置在控制电路板的对应定位插口中为止。因此,控制电路板可以相对于定位元件并且因此同时相对于控制壳体对准。
控制壳体的定位插口和控制电路板的定位插口与其他定位插口相比可以具有不同的直径,使得至少一个较长且轴向突出更远的定位元件可以更简单地定位并被推动通过。
至少一个定位元件可以具有连接元件。因此,可以形成连接元件,使得该连接元件与定位元件结合在一起。例如,连接或接触元件可以具有带有一体式电导体的定位销,一体式电导体例如由金属材料制成。例如,接触元件可以设计为由线制成的接触销。
连接元件可以至少在一些地方具有非导电材料的涂层。例如,一个或更多个连接元件可以各自具有接触销,接触销附加地还可以具有定位元件的定位部段或用作定位元件。例如,一个或更多个这种连接元件或接触销可以涂覆有由热塑性、电绝缘塑料包覆模制制成的塑料。以该方式,涂层可以具有一个或更多个绝缘部段,所述一个或更多个绝缘部段也可以设计为根据本发明的定位元件的定位部段。
接触销可以优选地设置为具有定位部段的弯曲的线部段,这些定位部段沿转子轴线的方向从塑料轴向地突出。在每种情况下,连接部段都可以设置在相对于定位部段较远的端部区域处,以导电连接至相绕组的线端部。连接部段可以成角度,以简化用于安装和产生导电连接的过程,例如通过压接或焊接。
为了嵌入连接本体中,最终的弯曲接触销可以放置在注射模具中,并且然后用熔融塑料包覆模制。然后,定位部段作为裸线部段从塑料突出
有利的改进方案可以提供的是,多个定位元件设计成使得多个定位元件在单件——该单件优选地作为塑料注射模制部分——中彼此连接。因此,连接单元、包括定位元件可以从制造技术的角度以良好的方式并且以低尺寸公差制成为注射模制部分,注射模制部分优选地由热塑性塑料制成。有利的改进方案可以提供的是,一个或更多个连接元件、例如金属接触销嵌入在连接单元的塑料注射模制部分中。此处特别有利的是在定位元件中嵌入连接或接触元件。通过下述这种一体化能够实现有利的多功能性:例如,如上所述,可以在塑料注射模制过程中以低成本并且以高的准确度提供台阶状的定位销,并且多个这种定位销可以与连接单元结合为单件。
为了将连接单元安装在定子壳体上,优选地可以提供的是,设置有以可拆卸的方式或以不可拆卸的方式固定至彼此的对应的紧固元件。紧固元件优选地构造和设计成使得紧固元件可以沿轴向安装方向结合在一起,以随后固定就位。例如,紧固元件可以具有可以以形状配合的方式结合在一起的螺柱、所谓的线圈架和对应的插口开口。可以借助于焊接、粘附剂粘结、填缝、铆接等有效地、牢固地且尺寸上准确地实现不可拆卸的连接。
有利的改进方案可以提供的是,控制壳体在其远离定子壳体的侧部上用控制壳体盖来封闭,使得保护控制电路板的电子部件和马达的其他敏感元件免于污物和水分。
本发明还涉及一种用于生产用于机动车辆的电动助力转向系统的驱动单元的方法,其中,控制壳体附接至电动马达的定子壳体,在控制壳体中布置有控制电路板,其中,具有电连接元件和至少一个定位元件的连接单元附接至定子壳体,该方法包括下述步骤:
-将连接单元定位并固定在定子壳体上,
-将控制壳体在连接单元的定位元件上对准并将控制壳体相对于定子壳体固定,
-将控制电路板在定位元件上对准并将控制电路板相对于定子壳体固定。
在根据本发明的方法中,可以采用与根据本发明的驱动单元的设计有关的上述所有特征和程序。
首先提供定子壳体,在该定子壳体中可以以可旋转的方式安装有电动马达的转子,使得电动马达的转子准备运行。如上所述,连接单元可以优选地沿轴向安装方向在前部固定至定子壳体。例如,连接单元的对应紧固元件和定子壳体的对应紧固元件可以优选地沿轴向安装方向以形状配合的方式彼此结合并彼此固定。因此,连接单元以使得根据本发明的定位元件或多个定位元件定位并对准以便随后安装控制壳体的方式相对于定子壳体固定就位。定位元件可以优选地具有在前部处轴向地突出的至少一个定位销、优选地多个销状的长形定位销。
然后,控制壳体在连接单元的至少一个定位元件上对准并相对于定子壳体固定。在对准期间,一个或更多个紧固插口、优选地贯通开口在对应定位元件、优选地定位销的前面轴向对准地布置。控制壳体沿轴向方向通过轴向安装运动被推动到连接单元上,直到定位销优选地以形状配合的方式穿透对应的定位开口为止,并且因此控制壳体优选地坐置在对应的第一定位部段上。此处,定位元件优选地通过第二定位部段轴向地突出超过控制壳体。由于本发明,这些第二定位部段仅通过简单地将其推动而相对于控制壳体精确地定位。
然后,控制电路板在定位元件上对准并且相对于定子壳体固定。出于对准的目的,对应的定位插口——例如控制电路板中的轴向定位开口——在定位元件的前面轴向对准地布置,该定位元件优选地设计为定位销。然后,控制电路板沿轴向安装方向朝向控制壳体移动,直到控制电路板插入控制壳体中并且定位销或多个定位销的所述第二定位部段以形状配合的方式穿透控制电路板的对应定位开口为止。因此,控制电路板在定位元件或多个定位元件上自动地对准并且因此相对于控制壳体同时对准。
然后,控制电路板的固定可以例如通过钎焊、粘附剂粘结、压配合、旋拧、夹紧等以可拆卸的方式或以不可拆卸的方式来实现。此处可以想象的并且可能的是,将连接件构造成使得该连接件是导电的。控制电路板可以优选地被紧固在定位元件或多个定位元件上。由于控制电路板的固定,相对于安装方向布置在控制电路板下方的控制壳体也可以同时固定至连接单元。
连接单元优选地经由电连接元件而电连接至定子绕组,并且借助于连接元件而电连接至控制电路板。连接元件可以结合到定位元件中并且例如具有导电销,该导电销优选地经由导电连接比如钎焊等而机械连接且电连接至控制电路板。
根据本发明的方法的优点在于,在安装控制壳体时,定位元件或多个定位元件自动地对准,并且可以简单且精确地实现控制电路板随后安装在该定位元件或多个定位元件上。因此,安装期间损坏的风险降低,特别是还在自动安装方法的情况下。
连接单元可以优选地以不可拆卸的方式紧固在一个或更多个紧固元件上,所述一个或更多个紧固元件相对于定子壳体和/或连接单元沿定子壳体的轴向方向突出。轴向方向由转子轴线预定。紧固元件可以包括例如在前部处轴向突出的一个或更多个紧固销或突出部或所谓的线圈架,连接单元使用对应的紧固开口例如通过铆接、压配合等被轴向地推动并固定在一个或更多个紧固销或突出部或所谓的线圈架上。连接单元相对于定子壳体的精确对准可以通过以形状配合的方式相互作用的紧固元件来实现。
定位元件可以优选地具有沿轴向方向延伸的至少一个定位销,并且具有对应定位插口的控制壳体和具有对应定位插口的控制电路板沿轴向方向被推动到所述至少一个定位销上。将控制壳体和控制电路板轴向地推动能够实现特别简单的安装。控制电路板和/或控制壳体中的插口开口可以以低成本形成为定位插口。
在安装期间,可以提供的是,控制壳体定位在定位元件的第一定位部段上,并且控制电路板定位在第二定位部段上。横向于安装方向的定位可以简单地通过相应的定位部段在对应的定位插口或开口中的形状配合接合来实现。例如,定位销可以是台阶状的并且具有带有不同直径和/或横截面的轴向连续的定位部段。为了安装,首先控制壳体可以被轴向地推动到第一定位部段上,并且然后控制电路板可以被轴向地推动到第一定位部段上。
控制电路板可以例如通过不可拆卸的连接件或可拆卸的连接件而固定至定位元件中的至少一个定位元件。因此,控制壳体可以同时固定在定位销上。
在安装期间,可以优选地提供的是,连接单元的电连接元件电连接至定子上的对应连接元件和控制电路板上的对应连接元件。电连接可以例如通过钎焊、压接等或者替代性地通过可拆卸的插头连接器等与机械连接一起或同时产生。
在控制壳体已经安装在定子壳体上并且控制电路板已经附接在控制壳体中之后,控制壳体可以通过附接盖子或控制壳体盖而封闭,使得控制电路板优选地以密封的方式被封围。
至少一个中性点连接器可以附接至连接本体。中性点连接器由作为良好导体的材料形成、例如由铜形成,并且在每种情况下中性点连接器具有至少三个接触元件比如接触凸片或凸耳,接触凸片或凸耳可以在中性点处导电地连接至三相绕组的绕组线的在中性点侧部上的那些端部。例如,中性点连接器可以形成为金属片或线部分,并且优选地以不可拆卸的方式附接至连接单元的连接本体,例如通过焊接而附接至连接单元的连接本体。接触元件同样可以在如图示的中性点连接器处成角度,并且从连接单元沿转子轴线的方向突出。优点在于中性点可以以低成本与连接单元结合,因此,可以促进安装并且可以节省结构空间。
附图说明
下面借助于附图对本发明的有利实施方式进行详细说明,在附图中:
图1以示意性立体图示出了用于机动车辆的助力转向系统,
图2示出了根据图1的助力转向系统的驱动单元,
图3以示意图示出了根据图2的驱动单元,其中,驱动单元在轴向方向上被拉开,
图4示出了根据图2或图3的驱动单元处于根据本发明的方法的第一安装状态的示意图,
图5示出了图4之后的处于第二安装状态的示意图,
图6示出了图5之后的处于第三安装状态的示意图,
图7示出了图5中所示的安装状态的侧视图,
图8示出了图6之后的处于第四安装状态的示意图,
图9示出了图8之后的处于第五安装状态的示意图,
图10示出了图9之后的处于第六安装状态的示意图,
图11示出了如图2中所示的处于完全安装的最终状态的示意图,
图12以示意性拉开图示出了根据图1至图11的驱动单元的连接单元,
图13以与图8对应的视图示出了处于第一安装状态的第二实施方式中的驱动单元的示意图,
图14以与图5对应的视图示出了根据图13的驱动单元,
图15以与图4对应的视图示出了根据图14的驱动单元,
图16以示意性立体图示出了根据图13至图15的驱动单元的连接单元,
图17以与图4相似的另一示意性立体图示出了根据图16的连接单元,
图18以示意性拉开图示出了根据图13至图17的驱动单元的连接单元。
具体实施方式
在不同的附图中,相同的部分始终设置有相同的附图标记,并且因此通常每次也仅提及一次。
图1示出了附接至转向轴2的助力转向系统1,该转向轴2以可绕转向轴2的纵向轴线L、转向轴轴线旋转的方式安装。转向轴2具有内轴21,该内轴21以扭矩锁定的方式布置在外轴2中,并且使得内轴21可以沿纵向方向可伸缩地进行调节。在转向轴2相对于驾驶方向的后端部处,转向轴2具有用于附接方向盘(未图示)的紧固部段23。
电动力辅助驱动器3具有齿轮箱、优选地具有涡轮,该涡轮的输出轮以不可旋转的方式联接至转向轴2、即联接至内轴21。
根据本发明的驱动单元4在输入侧附接至齿轮箱31,该驱动单元4在图2中单独地示出为处于未安装状态。
驱动单元4具有电动马达41。马达41具有定子壳体5,在该定子壳体5中以可绕转子轴线R旋转的方式安装有转子轴42。转子轴线R限定了驱动单元4的轴向方向。离合器43——该离合器43在该示例中可以被设计为爪形离合器——在齿轮箱侧附接至转子轴42,以实现与齿轮箱31扭矩锁定连接的目的。
图3以分解图示出了驱动单元4,在该分解图中,各个部件被图示出、在转子轴线R的轴向方向上被拉开。
相绕组44附接在定子壳体5中。
连接单元6在远离齿轮箱31的侧部上轴向地附接至定子壳体5,连接单元6具有设计为平行且轴向地突出的定位销61的定位元件。
控制壳体7附接至定子壳体5,控制壳体7横向于转子轴线R突出超过定子壳体5的横截面并且具有设计为贯通开口71的定位插口,定位销61可以沿轴向方向被推动到这些贯通开口71中并且贯通开口71以形状配合的方式容纳定位销61。
控制电路板8远离定子壳体5布置在控制壳体7的内部中,该控制电路板8也称为印刷电路板或PCB并且在控制电路板8上构建并且相互连接了带有非电子部件的控制电路。控制电路板8具有设计为贯通开口81的定位插口,贯通开口81与连接单元7的定位插口71轴向地对准。定位销61设计成使得在安装状态下定位销61从控制壳体7轴向地突出通过贯通开口71并且可以被轴向地推动到控制电路板8的贯通开口81中以进行安装。
通过附接盖9,控制电路板8紧密地封围在控制壳体7中。插头壳体91附接在盖9与控制电路板8之间,电连接器(未图示)可以插入到插头壳体91中以连接至控制电路板8的电源触头。
在图4至图10中示出了处于连续安装状态的根据本发明的方法的驱动单元1的生产。
可以在图4中看到的是,连接单元6具有被设计为塑料注射模制部分的共同连接本体62,定位销61从连接本体62轴向地突出。定位销61具有第一定位部段63,该第一定位部段63是通过塑料包覆模制导电接触销而形成,该导电接触销由作为良好导体的金属材料制成。从第一定位部段63轴向突出的接触销64形成第二定位部段64,这些第二定位部段64具有比第一定位部段63的横截面小的横截面。定位销61因此设计成使得定位销61在轴向方向上是台阶状的。
连接本体62具有轴向贯通紧固开口65,轴向贯通紧固开口65与定子壳体5上的轴向突出的销状紧固突出部45、即所谓的线圈架相对应。
从图4中所示的安装状态开始,连接单元6沿箭头的方向轴向地朝向定子壳体5移动,直到紧固突出部45以形式配合的方式穿透紧固开口65并通过填缝、铆接、粘附剂粘结等紧固在紧固开口65中使得连接单元固定为止,如图5中所示。
在下一步骤中,如图6和图7中所示的,控制壳体7相对于定子壳体5定位成使得贯通开口71与定位销61轴向地对准。
可以在图7中的横向于轴向方向的侧视图中清楚看到的是,在所示的示例中,定位销中的两个定位销61a比其他定位销轴向突出得更远,并且定位销61a具有比定位销61的长度L1长的长度或高度L2。如果控制壳体7然后朝向定子壳体5轴向地移动以进行安装,则定位销61a首先穿透相关联的贯通开口71a,因此实现了控制壳体7的相对取向和对准,使得确保了其他定位销61插入到相关联的贯通开口71中。控制壳体7的贯通开口71、71a可以具有不同的直径,使得定位销61、61a可以更简单地被定位和被推动通过。
在图8中所示的安装状态中,控制壳体7通过定位销61、61a相对于连接单元6并且因此还相对于定子壳体5定位,定位销61、61a通过它们的第一定位部段63以形状配合的方式穿过贯通开口71、71a(参见图7),。定位销61、61a的第二定位部段64因此从控制壳体7轴向地突出。
如图9中所示的,然后控制电路板8相对于控制壳体7轴向地定位成使得贯通开口81与定位销61轴向地对准、即与从控制壳体7轴向地突出的定位部段64轴向地对准。
控制电路板8于是沿轴向方向朝向控制壳体7移动,直到首先轴向更远突出的定位销61a被推动通过对应的贯通开口81a并且然后其他定位销61被推动通过对应的贯通开口81a,直到获得图10中所示的安装状态为止。控制电路板8现在坐置在控制壳体7中,并且像控制壳体7一样,控制电路板8横向于轴向方向在相同的定位销61上对准。因为贯通开口81的内径调整成使得该内径与第二定位部段64的直径或横截面准确地匹配,因此可以产生精确的定位。然而为了避免机械冗余和应力状态,单个或多个贯通开口81、81a被设计为在横向方向上具有游隙的长形孔,因此,控制电路板8相对于控制壳体7的对准没有受到不利影响。控制电路板8的贯通开口81、81a可以具有不同的直径,使得可以定位销61、61a可以更简单地被定位并被推动通过。
在图10中的安装状态中,控制电路板8轴向地坐置在形成于第一定位部段63与第二定位部段64之间的轴向台阶表面上。因此,附加地实现了控制电路板8相对于控制壳体7的精确的轴向定位。定位销61、61a因此同时在轴向方向上和横向于轴向方向具有定位效果。
突出的定位部段64可以例如通过纤焊而连接至控制电路板8。因此,除了机械定位和固定外,在具有第二定位部段64的接触销与构建在控制电路板8上的控制电路之间产生了导电连接。
然后,控制壳体7通过盖9的轴向附接被封闭,使得控制电路板8被封围在控制壳体7中,如图11中的与图2中的状态相对应的最终安装状态一样。例如,插头壳体91可以在盖9与控制电路板8之间夹紧。
连接单元6在图12中被示意性地拉开图示,其中,由金属接触销64——该金属接触销64优选地由线形成——形成的第二定位部段64被图示为与由塑料注射模制过程形成的连接本体分离。此处可以清楚地看到弯曲的连接部段66,这些连接部段66基本上面向与接触销64相同的方向(在附图中向上),但是此处连接部段66明显较短。这些连接部段66可以导电地连接至相绕组44,例如通过压接、压配合、钎焊和/或焊接等连接至这些相绕组44的绕组线的端部。
图13、图14和图15示出了根据本发明的驱动单元4的第二实施方式,其中,相同的附图标记用于具有相同效果的部分。图13中的视图对应于图8中的视图,图14中的视图对应于图9中的视图,并且图15中的视图对应于图4和图9中的视图。
在图17中以如图4中的第一实施方式的立体图示出了第二实施方式中的连接单元6,并且在图16中以另一立体图示出了连接单元6。图18示出了类似于图12的示意性拉开图。
可以借助于图16和图17中单独的图看到连接单元6具有平坦的连接本体62,该平坦的连接本体62相对于转子轴线R是环形的,并且同样可以优选地形成为塑料注射模制部分。由线部段形成的也称为第二定位销的接触销64牢固地嵌入连接本体62中,优选地在注射模制过程中通过用塑料包覆模制而牢固地嵌入连接本体62中。接触销64的端部部段形成定位销61,这些端部部段由接触销64形成并平行于转子轴线R突出。此处在图17中可以清楚地看到所有定位销61从连接本体62轴向地突出相同的量。
定位销61穿过与连接本体62形成为单件的定位部段63并且从连接本体62沿转子轴线R的方向轴向地突出。
可以形成为例如金属片部分的两个中性点连接器67优选地以不可拆卸的方式附接至连接本体62,例如通过焊接而附接至连接本体62。中性点连接器67由作为良好导体的材料形成、例如由铜形成,并且每个中性点连接器67具有至少三个接触凸片68,所述至少三个接触凸片68可以在中性点处导电地连接至三相绕组44的绕组线的在中性点侧部上的那些端部。如所图示的,接触凸片68同样可以在中性点连接器上成角度并沿转子轴线R的方向突出。
连接单元6沿转子轴线R的方向轴向地插入到定子壳体5中,如由图15中的箭头所指示的。转子轴42在此穿过环形连接本体62的中心。
在所示的第二实施方式中,当连接单元6被安装时,控制壳体7可能已经附接至定子壳体5。以其他方式,如以上参照图4和图5实现了安装。以上结合图3解释了实现安装的详细方式。
如图14中所图示的,当连接单元6被插入时,定子绕组44连接至接触销64的连接部段66和中性点连接器67的接触凸片68。
然后,控制电路板8沿由转子轴线R预定的轴向方向插入到定子壳体5中,如由图14中的箭头所指示的。定位销61和定位部段63因此与控制电路板8中的贯通开口81接合,因此,控制电路板8固定就位。
图18示出了连接单元6的示意性拉开图。由线部段形成的接触销64嵌入在形成为塑料注射模制部分的连接本体62中,如已经在上面针对图12中的第一实施方式所描述的一样。中性点连接器67同样可以被注射模制或之后被附接。
附图标记
1 助力转向系统
2 转向轴
21 内轴
22 外轴
23 紧固部段
3 动力辅助驱动器
31 齿轮箱
4 驱动单元
41 马达
42 转子轴
43 离合器
44 相绕组
45 紧固突出部
5 定子壳体
6 连接单元
61,61 a定位销
62 连接本体
63 第一定位部段
64 第二定位部段(接触销)
65 紧固开口
66 连接部段
67 中性点连接器
68 接触凸片
7 控制壳体
71 贯通开口
8 控制电路板
81 贯通开口
9 盖
91 插头壳体
R 转子轴线
Claims (13)
1.一种用于机动车辆的电动助力转向系统(1)的驱动单元(4),所述驱动单元(4)包括电动马达(41),所述电动马达(41)具有定子壳体(5),所述定子壳体(5)附接有控制壳体(7),所述控制壳体(7)中布置有控制电路板(8),并且所述电动马达(41)具有附接至所述定子壳体(5)的连接单元(6),所述连接单元(6)具有电连接元件和至少一个定位元件(61),其中,所述连接元件电连接至所述电动马达(41)和所述控制电路板(8),并且所述定位元件(61)与所述控制电路板(8)相互作用以实现相对定位的目的,其特征在于,所述定位元件(61)与所述控制壳体(7)相互作用以实现相对定位的目的。
2.根据权利要求1所述的驱动单元,其特征在于,所述至少一个定位元件(61)以形状配合的方式接合在所述控制壳体(7)中的对应的定位插口(71)中。
3.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元,其特征在于,所述至少一个定位元件(61)具有在轴向方向上对准的定位销(61)。
4.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元,其特征在于,所述至少一个定位元件(61a)相对于另一定位元件(61a)从所述定子壳体(5)突出得更远。
5.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元,其特征在于,所述至少一个定位元件(61)具有用于接合在所述控制壳体(7)中的至少一个第一定位部段(63)和用于接合在所述控制电路板(8)中的至少一个第二定位部段(64)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元,其特征在于,所述至少一个定位元件(61)具有连接元件。
7.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元,其特征在于,连接元件至少在一些地方具有非导电材料的涂层。
8.根据前述权利要求中的一项所述的驱动单元,其特征在于,所述控制壳体(7)在所述控制壳体(7)的远离所述定子壳体(5)的侧部上用控制壳体盖(9)来封闭。
9.一种用于生产用于机动车辆的电动助力转向系统(1)的驱动单元(4)的方法,其中,控制壳体(7)附接至电动马达(41)的定子壳体(5),在所述控制壳体(7)中布置有控制电路板(8),其中,具有电连接元件和至少一个定位元件(61)的连接单元(6)附接至所述定子壳体(5),所述方法包括下述步骤:
-将所述连接单元(6)定位并固定在所述定子壳体(5)上,
-将所述控制壳体(5)在所述连接单元(6)的所述定位元件(61)上对准并将所述控制壳体相对于所述定子壳体(5)固定,
-将所述控制电路板(8)在所述定位元件(61)上对准并将所述控制电路板(8)相对于所述定子壳体(5)固定。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述连接单元(6)以不可拆卸的方式紧固在一个或更多个紧固元件(61)上,所述一个或更多个紧固元件(61)相对于所述定子壳体(5)和/或所述连接单元(6)沿所述定子壳体(5)的轴向方向突出。
11.根据权利要求9或10中的一项所述的方法,其特征在于,所述定位元件(61)具有至少一个定位销(61),所述定位销(61)沿轴向方向延伸,并且具有对应定位插口(71)的所述控制壳体(7)和具有对应定位插口(81)的所述控制电路板(8)沿所述轴向方向被推动到所述定位销(61)上。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述控制壳体(7)定位在所述定位元件(61)的第一定位部段(63)上,并且所述控制电路板(8)定位在第二定位部段(64)上。
13.根据权利要求9至12中的一项所述的方法,其特征在于,所述连接单元(6)的电连接元件电连接至所述控制电路板(8)和相绕组(44)的对应连接元件。
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