CN116897247A - 用于车辆的转向设备的泵装置、转向设备以及用于制造泵装置的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆(100)的转向设备(102)的泵装置(104)具有：用于将工作介质泵送至第一输出接头(114)或替代地至第二输出接头(116)的泵(112)；用于驱动所述泵(112)的电动马达(118)；以及壳体(200)，所述第一输出接头(114)和所述第二输出接头(116)穿过所述壳体，并且所述壳体布置在所述泵(112)和所述电动马达(118)的周围。

Description

用于车辆的转向设备的泵装置、转向设备以及用于制造泵装 置的方法和设备

技术领域

本方案涉及一种用于车辆的转向设备的泵装置、一种转向设备以及一种用于制造泵装置的方法和设备。

背景技术

在车辆的转向系统中、尤其是在中型和重型商用车的前轴转向系统(也称为为助力转向系统)中，例如循环球式转向传动器(Kugelumlauf-Lenkgetriebe)可以通过外部的单向液压泵来运行。在泵与转向传动装置之间的连接例如可以通过外部管道实现。附加地，需要外部的储油器作为补偿容器。因此，这种转向系统的各个部件可以分布地设置在车辆中。

DE202019101 522U1公开了一种用于车辆、尤其是用于商用机动车的相应的转向支持装置。

发明内容

在此背景下，本方案的任务是实现一种用于车辆的转向设备的改进的泵装置、一种改进的转向设备以及一种用于制造这样改进的泵装置的方法和设备。

该任务通过具有装置权利要求1的特征的泵装置、通过根据权利要求10的转向设备、通过根据权利要求12的方法、通过根据权利要求13的设备以及根据权利要求14的计算机程序来解决。

利用所提出的方案能实现的优点在于能够节省结构空间，这也伴随着重量的节省。此外，由此也降低了生产成本，因为需要更少的构造材料。

因此，提出一种用于车辆的转向设备的泵装置，其中，该泵装置具有：用于将工作介质泵送至第一输出接头或替代地至第二输出接头的泵；用于驱动该泵的电动马达；以及壳体，第一输出接头和第二输出接头穿过该壳体，并且该壳体布置在泵和电动马达的周围。

转向设备能用于车辆、例如商用车。该转向设备构造为用于支持由驾驶员预给定的转向运动。转向设备能够例如构型为液压工作的转向传动器。与此相应地，工作介质能够例如构型为液压油。第一输出接头以及附加地或替代地第二输出接头能够例如构型为到管线系统的接口，该管线系统能够包括呈软管或管道形式的多个管线。电动马达能够操控例如泵，使得工作介质能够在泵装置内循环。壳体能够例如构型为保护套，以便保护电动马达和泵免受外部影响。

根据一个实施方式，泵能够与电动马达一起布置在共同的轴上。这里所提出的方案的这样的实施方式提供了特别节省结构空间的部件的优点，因为能够避免用于电动马达的轴和泵的联接器。

根据一个实施方式，电动马达能够具有带有多个永磁体的转子，其中，彼此相邻的永磁体通过用于引导工作介质通过的缝隙来间隔开。转子能够例如实现为能旋转的转子盘，使得实现泵装置的尽可能紧凑的结构。

根据一个实施方式，缝隙能够构型为用于在转子旋转时输送工作介质。有利地，由此能够实现工作介质穿过缝隙的均匀的穿流。

电动马达能够具有马达绕组，所述马达绕组被工作介质包围。马达绕组能够实现为线圈。

根据一个实施方式，壳体能够具有用于将工作介质从入口沿着壳体的内壁引导至马达绕组的通道。在此，通道能够构型为用于围绕马达绕组引导工作介质。通道能够例如软管状地构型、构型为壳体元件中的凹槽或凹陷部或者管道状地构造。该入口能够指例如在泵与通道之间的接口，或替代地能够指在储存罐与泵装置之间的接口。有利地，通过布置该通道能够借助工作介质来冷却马达绕组。

根据一个实施方式，在泵的侧面上，滚针轴承能够布置在该泵与壳体之间，和/或，在电动马达的侧面上能够设置球轴承。有利地，不需要附加的马达轴承。由此，能够利用简单的手段实现相关部件的非常稳定且成本有利的支承。

根据一个实施方式，电动马达能够构型为盘式转子马达有利地，电动马达由此能够具有扁平的结构，从而节省了结构空间。

根据一个实施方式，泵能够构型为双向液压泵。有利地，以这种方式也能够实现视工作介质的希望的输送方向而定地简单地输出工作介质。

此外，提出一种用于车辆的转向设备。该转向设备具有在这里提出的变型之一中的泵装置、传动装置和控制器。在此，传动装置具有能与方向盘耦接的输入轴和能与转向杠杆耦接的输出轴、为了将扭矩从输入轴传递到输出轴而沿第一方向和第二方向可运动的传动元件以及第一工作介质接头和第二工作介质接头。在此，第一工作介质接头为了使传动元件在使用工作介质的情况下沿第一方向运动而与第一输出接头连接，并且，第二工作介质接口为了使传动元件在使用工作介质的情况下沿第二方向运动而与第二输出接头连接。控制器构造为用于给电动马达提供马达信号，以便运行转向设备的电动马达。

转向设备可以使用在商用车中，例如载货车。传动装置能够例如构造为用于将由驾驶员预给定的转向方向传递到车轮。

根据一个实施方式，转向设备能够具有阀，该阀连接到第一输出接头与第二输出接头之间。

该阀能够例如构型为备用阀，该备用阀在例如紧急情况下或在工作介质的预热阶段中打开，以便例如防止转向运动。

此外，提出一种用于制造在先前提出的变型之一中的泵装置的方法，其中，该方法包括提供泵、电动马达和壳体的步骤以及将泵、电动马达和壳体接合的步骤，以便制造泵装置。

该方法可以例如在对泵装置进行机械制造时使用。

该方法可以例如以软件或硬件或者以软件和硬件构成的混合形式例如在控制器中实现。

这里提出的方案还实现了一种设备，该设备构造为用于在相应的装置中执行、操控或者说实施这里提出的方法的变型的步骤。通过呈该设备形式的方案的这种实施变型也能够快速和高效地解决该方案所基于的任务。

为此，该设备能够具有：至少一个用于处理信号或数据的计算单元，至少一个用于存储信号或数据的存储单元，至少一个到传感器或执行器的、用于读入传感器的传感器信号或将数据信号或控制信号输出到执行器的接口，和/或，至少一个用于读入或输出嵌入在通信协议中的数据的通信接口。计算单元能够是例如信号处理器、微控制器等，其中，存储单元能够是闪存、EPROM或磁存储单元。通信接口能够构造为用于无线地和/或有线地读入或输出数据，其中，能读入或输出有线数据的通信接口能够例如电或光学地从相应的数据传输管线读入这些数据或者将这些数据输出到相应的数据传输管线中。

在一个有利的构型中，通过该设备实现对用于制造泵装置的方法的控制。为此，该设备例如可以访问传感器信号、例如提供信号和接合信号。操控通过执行器、例如提供单元来进行，该提供单元构造为用于提供提供信号和/或接合信号。

也有利的是一种具有程序代码的计算机程序产品或计算机程序，该程序代码可以存储在机器可读的载体或存储介质(例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器)中并且用于执行、实施和/或操控根据前述实施方式之一的方法的步骤，尤其是当该程序产品或程序在计算机或设备上实施时。

附图说明

在以下描述中参考附图更详尽地阐述这里所提出的方案的实施例。附图示出：

图1根据一个实施例的具有转向设备的车辆的示意性图示；

图2根据一个实施例的泵装置的示意性横截面图示；

图3根据一个实施例的用于在转向设备的预热阶段中加热工作介质的方法的流程图；以及

图4根据一个实施例的用于操控用于制造泵装置的方法的设备的框图。

具体实施方式

在本方案的有利实施例的以下描述中，对于在不同附图中示出的和作用相似的元件应用相同或相似的附图标记，其中，省去对这些元件的重复描述。

图1示出根据一个实施例的具有转向设备102的车辆100的示意性图示。车辆100例如能实现为商用车，该商用车构造为用于主要运输物体。由于车辆100可重达数吨，因此车辆100具有转向设备102。转向设备102构造为用于支持车辆100的乘员(例如车辆100的驾驶员)的转向过程。为此，转向设备102具有泵装置104、传动装置106、阀108和控制器110。在此，泵装置104包括用于将工作介质泵送至第一输出接头114或第二输出接头116的泵112、电动马达118和壳体，该电动马达构造为用于驱动泵112，第一输出接头114和第二输出接头116穿过该壳体，并且该壳体布置在泵112和电动马达118的周围。根据这个实施例，泵112与电动马达118一起布置在共同的轴上。根据这个实施例，电动马达118实现为盘式转子马达。泵112例如能实现为双向液压泵。

传动装置106具有能与方向盘耦接的输入轴120和能与转向杠杆122耦接的输出轴124。此外，传动装置106具有为了将扭矩从输入轴120传递到输出轴124而沿第一方向126和第二方向128可运动的传动元件130。传动装置106还包括第一工作介质接头132和第二工作介质接头134，其中，第一工作介质接头132为了使传动元件130在使用工作介质的情况下沿第一方向126运动而与第一输出接头114连接，并且，第二工作介质接头134为了使传动元件130在使用工作介质的情况下沿第二方向128运动而与第二输出接头116连接。转向设备102的阀108连接到第一输出接头114与第二输出接头116之间。这意味着，根据这个实施例的阀108具有第一阀接头136和第二阀接头138。根据这个实施例，第一阀接头136布置在第一输出接头114与第一工作介质接头132之间。与此类似，根据这个实施例，第二阀接头138布置在第二输出接头116与第二工作介质接头134之间。转向设备102还具有控制器110，该控制器构造为用于，给电动马达118提供马达信号，以便运行转向设备102的电动马达118。可选地，控制器110构造为用于，将用于打开转向设备102的阀108的阀打开信号142提供给阀108和/或，可选地将用于关闭阀108的阀关闭信号144提供给阀108。这意味着，在阀108打开时，电动马达118不使转向杠杆122运动。反之，这意味着，当阀108关闭时，阀108阻断工作介质通过阀108的穿流，使得该工作介质根据这个实施例通过传动装置106被泵送并且将由车辆100的驾驶员预给定的转向方向146经由转向直拉杆148传递到车轮150。

根据这个实施例，输入轴120构造为用于，例如将来自车辆100的这里未示出的转向柱的扭矩引入到转向设备102中，输入轴120与该转向柱能连接或连接。经由输入轴120引入的扭矩也可以被称为输入扭矩。根据这个实施例，输入轴120经由转向系统的转向柱与车辆100的这里未示出的方向盘连接或者说机械地耦接。根据这个实施例的输出轴124构造为用于，将扭矩从转向设备102导出或者说将扭矩输出到转向杠杆122。经由输出轴124导出的扭矩也能够被称为输出扭矩或输出力。根据这个实施例，传动元件130构造为用于，将扭矩从输入轴120机械地传递到输出轴124上和/或将输入扭矩转换为输出扭矩。

根据这个实施例，控制器110能够可选地响应于指示低于阈值的温度的温度信号152来操控电动马达118。根据这个实施例，温度信号152由温度传感器154、例如温度计提供给控制器110。根据这个实施例，温度传感器154实现或能实现为泵装置104的一部分。替代地，温度传感器154也能以其他方式布置在车辆100中。可选地，泵装置104还具有输入接头156，泵装置104根据这个实施例经由该输入接头与用于储存工作介质的储存罐158。

换句话说，提出一种具有电动马达、不具有马达轴承的液压泵。这意味着，(也称为转向传动器的)传动装置106根据这个实施例通过双向工作的泵112被控制。为此，泵装置104与传统的已知传动装置106的至少一个缸体连接。根据这个实施例，驱动泵112的电动马达118设计成尽可能紧凑的，以便例如使用在具有尽可能价格便宜的解决方案的系列解决方案中。

图2示出根据一个实施例的泵装置104的示意性横截面图示。这里示出的泵装置104可以类似于或对应于图1中描述的泵装置104。根据这个实施例，泵112居中地布置在泵装置104中并且与电动马达118固定连接。在此，泵112和电动马达118布置在共同的壳体200中，该共同的壳体围绕这两个部件。根据这个实施例，壳体200在外壁上具有多个肋201，所述肋构造为用于增强冷却效果。因此，它们构造为用于改进壳体200的表面的扩大，以便将热量传递到周围环境。此外，泵112和电动马达118具有共同的轴。在面向电动马达118的侧上，泵112盖状地与电动马达118的T形的耦接部位连接。在这个耦接部位处，电动马达118的转子202布置在垂直于泵112取向的轴线203上。根据这个实施例，转子202又具有多个永磁体，其中，彼此相邻的永磁体通过用于引导所述工作介质通过的缝隙204来间隔开。缝隙204在此构型为用于在转子旋转时输送工作介质。根据这个实施例，壳体200具有用于将工作介质从入口沿着壳体200的内壁引导至电动马达118的这里未示出的马达绕组208的通道206。在此，通道206构型为用于围绕马达绕组208引导工作介质。在此，工作介质的流动方向通过绘制的箭头210表明。根据这个实施例，由此同样表明，马达绕组208被工作介质包围，以便例如实现良好的热耦合。总之，泵112从泵输出端212开始通过通道206沿着壳体200的壁在朝向马达绕组208的方向上泵送工作介质，工作介质根据一个实施例在该壁处进行冷却。从那里出来，工作介质根据这个实施例围绕马达绕组208流动并且穿过用作循环泵的缝隙204在朝向壳体壁的方向上流动直到泵输出端212，例如通过换热器214。根据这个实施例，泵装置104在泵112的侧面上具有在泵112与壳体200之间的滚针轴承216。此外，泵装置104在电动马达118的侧面上具有球轴承218。

换句话说，利用这里提出的方案实现了一种省去多个马达轴承以及迄今必需的联轴器(径向补偿)的可能性。代替地，可以一起使用至少一个泵轴承。由此节省了重量、成本和结构空间。这意味着，较小的壳体200可以更好地安装在车辆中。

图3示出根据一个实施例的用于制造泵装置的方法300的流程图。通过方法300制造的泵装置可以相应于在图1或2中描述的泵装置。在此，方法300包括提供泵、电动马达和壳体的步骤302以及将泵、电动马达和壳体接合的步骤304，以便制造泵装置。

这里提出的方法步骤可以重复并且以与所描述的顺序不同的顺序来执行。

图4示出根据一个实施例的用于操控用于制造泵装置的方法的设备400的框图。设备400在此构造为用于执行用于制造泵装置的方法，如该方法在图3中已描述的那样。设备400在此具有提供单元402，该提供单元构造为用于提供提供信号404和接合信号406。

如果一个实施例在第一特征与第二特征之间包括“和/或”连接关系，那么这应解读为该实施例根据一个实施方式不仅具有第一特征而且具有第二特征，而根据另一实施方式具有或者仅第一特征或者仅第二特征。

附图标记列表

100 车辆

102 转向设备

104 泵装置

106 传动装置

108 阀

110 控制器

112 泵

114 第一输出接头

116 第二输出接头

118 电动马达

120 输入轴

122 转向杠杆

124 输出轴

126 第一方向

128 第二方向

130 传动元件

132 第一工作介质接头

134 第二工作介质接头

136 第一阀接头

138 第二阀接头

140 马达信号

142 阀打开信号

144 阀关闭信号

146 转向方向

148 转向直拉杆

150 车轮

152 温度信号

154 温度传感器

156 输入接头

158 储存罐

200 壳体

201 肋

202 转子

203 轴线

204 缝隙

206 通道

208 马达绕组

210 箭头

212 泵输出端

214 换热器

216 滚针轴承

218 球轴承

300 方法

302 提供步骤

304 接合步骤

400 设备

402 提供单元

404 提供信号

406 接合信号

Claims (15)

1.一种用于车辆(100)的转向设备(102)的泵装置(104)，其中，所述泵装置(104)具有以下特征：

用于将工作介质泵送至第一输出接头(114)或替代地至第二输出接头(116)的泵(112)；

用于驱动所述泵(112)的电动马达(118)；以及

壳体(200)，所述第一输出接头(114)和所述第二输出接头(116)穿过所述壳体并且所述壳体围绕所述泵(112)和所述电动马达(118)布置。

2.根据权利要求1所述的泵装置(104)，其中，所述泵(112)与所述电动马达(118)布置在共同的轴上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(104)，其中，所述电动马达(118)具有带有多个永磁体的转子(202)，尤其其中，彼此相邻的永磁体通过用于引导所述工作介质穿过的缝隙(204)来间隔开。

4.根据权利要求3所述的泵装置(104)，其中，所述缝隙(204)构型为用于在所述转子(202)旋转时输送所述工作介质。

5.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(104)，其中，所述电动马达(118)具有马达绕组(208)，所述马达绕组被所述工作介质包围。

6.根据权利要求5所述的泵装置(104)，其中，所述壳体(200)具有用于将所述工作介质从入口沿着所述壳体(200)的内壁引导至所述马达绕组(208)的通道(206)，并且其中，所述通道(206)构型为用于围绕所述马达绕组(208)引导所述工作介质。

7.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(104)，其中，在所述泵(112)的侧面上，滚针轴承(216)布置在所述泵(112)与所述壳体(200)之间，和/或，其中，在所述电动马达(118)的侧面上设置球轴承(218)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置，其中，所述电动马达构型为盘式转子马达。

9.根据前述权利要求中任一项所述的泵装置，其中，所述泵(112)构型为双向液压泵。

10.一种用于车辆(100)的转向设备(102)，其中，所述转向设备(102)具有以下特征：

-根据前述权利要求中任一项所述的泵装置(104)；

-传动装置(106)，所述传动装置具有能与方向盘耦接的输入轴(120)和能与转向杠杆(122)耦接的输出轴(124)、为了将扭矩从所述输入轴(120)传递到所述输出轴(124)而沿第一方向(126)和第二方向(128)可运动的传动元件(130)以及第一工作介质接头(132)和第二工作介质接头(134)，其中，所述第一工作介质接头(132)为了使所述传动元件(130)在使用所述工作介质的情况下沿所述第一方向(126)运动而与所述第一输出接头(114)连接，并且，所述第二工作介质接头(134)为了使所述传动元件(130)在使用所述工作介质的情况下沿所述第二方向(128)运动而与所述第二输出接头(116)连接；以及

-控制器，所述控制器构造为用于给所述电动马达提供马达信号，以便运行所述转向设备的所述电动马达。

11.根据权利要求9所述的转向设备(102)，所述转向设备具有阀(108)，所述阀连接到所述第一输出接头(114)与所述第二输出接头(116)之间。

12.一种用于制造根据权利要求1至9中任一项所述的泵装置(104)的方法(300)，其中，所述方法(300)包括以下步骤：

-提供(302)泵(112)、电动马达(118)和壳体(200)；并且

-将所述泵(112)、所述电动马达(118)和所述壳体(200)接合(304)，以便制造根据权利要求1至9中任一项所述的泵装置(104)。

13.一种设备(400)，所述设备构造为用于实施和/或操控根据权利要求12所述的方法(300)的步骤(302、304)。

14.一种计算机程序，所述计算机程序设置为用于实施和/或操控根据权利要求12所述的方法(300)。

15.一种机器可读存储介质，其上存储有根据权利要求14所述的计算机程序。