DE102006048526A1 - Electric motor for power assistance of a steering system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere zur Servounterstützung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs, mit einer Elektroeinheit, aufweisend wenigstens einen Stator, einen Rotor, eine Rotorwelle und ein Lager für die Rotorwelle. Des weiteren weist der Elektromotor ein Gehäuse auf, in welches die Elektroeinheit einschiebbar ist. Zur axialen Ausrichtung und Abstützung der Elektroeinheit in dem Gehäuse ist wenigstens ein um die Elektroeinheit umlaufender O-Ring vorgesehen.The invention relates to an electric motor, in particular for the power assistance of a steering system of a motor vehicle, having an electric unit, comprising at least one stator, a rotor, a rotor shaft and a bearing for the rotor shaft. Furthermore, the electric motor has a housing into which the electrical unit can be inserted. For axial alignment and support of the electrical unit in the housing at least one circulating around the electrical unit O-ring is provided.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere zur Servounterstützung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to an electric motor, in particular for power assistance of a Steering system of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Elektromotoren und deren Einsatzmöglichkeiten sind aus dem allgemeinen Stand der Technik in vielfältiger Weise bekannt. Ein Einsatzgebiet der Elektromotoren besteht darin, diese zur Servounterstützung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs einzusetzen. Dabei ist ein Einsatz von Elektromotoren sowohl bei elektrohydraulischen als auch bei elektromechanischen Servolenkungen bekannt.electric motors and their possible uses are of the general state of the art in many ways known. A field of application of electric motors is this for power assistance to use a steering system of a motor vehicle. There is one Use of electric motors both electrohydraulic and known in electromechanical power steering systems.
Bei elektromechanischen Servolenkungen wird die Lenkunterstützung mit Hilfe eines Elektromotors realisiert. Im Allgemeinen wirkt der Elektromotor dabei direkt oder über ein zwischengeschaltetes Getriebe (z. B. ein Riemengetriebe) auf eine Zahnstange zum Auslenken der Fahrzeugräder ein. Der Elektromotor arbeitet dabei nur dann, wenn der Fahrer eine entsprechende Lenkunterstützung benötigt. Die elektromechanische Servolenkung kann ganz ohne hydraulische Komponenten auskommen, was eine Reduktion der Kosten und der Variantenvielfalt von Lenkungskomponenten sowie eine verbesserte Umweltbilanz zur Folge hat. Zudem kann die Lenkungsreglung leicht mit anderen Fahrzeugsystemen, z. B. einem ESP, kombiniert oder um Assistenzfunktionen, z. B. für automatisches Einparken und Spurhalten, erweitert werden.at electromechanical power steering will provide the steering assistance Help of an electric motor realized. In general, the electric motor acts here directly or via an intermediate transmission (eg a belt transmission) a rack for deflecting the vehicle wheels. The electric motor works only if the driver needs a corresponding steering assistance. The electromechanical Power steering can do without any hydraulic components, which is a reduction of the costs and the variety of steering components and improved environmental performance. In addition, the Steering control easily with other vehicle systems, eg. B. one ESP, combined or with assistance functions, eg. B. for automatic Parking and tracking, to be extended.
Da es sich bei Lenksystemen um Massenprodukte handelt, ist es besonders bedeutsam, dass der Elektromotor einfach zu montieren ist, geringe Kosten verursacht und wenig Platz benötigt. Aus diesem Grund weisen die Elektromotoren, die zur Servounterstützung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden, im Allgemeinen eine Elektroeinheit auf, die in ein hiervon unabhängiges Gehäuse einschiebbar ist. Die Elektroeinheit (die selber kein Gehäuse aufweist) setzt sich im wesentlichen aus bekannten Komponenten, wie einem Stator, einem Rotor, einer Rotorwelle und einem Lager für die Rotorwelle, zusammen. Bei dem Gehäuse, in das die Elektroeinheit eingeschoben wird, kann es sich einerseits um ein Integralgehäuse handeln, bzw. ein Lenkungsgehäuse mit einem angegossenen Gehäuse für den Elektromotor, oder um ein externes Gehäuse, z. B. ein Strangpressprofil aus Aluminium. Eine Ausbildung des Gehäuses derart, dass dieses an ein Lenkungsgehäuse angegossen ist, reduziert die Kosten und verringert den notwendigen Platzbedarf. Die Elektroeinheit, welche auch als Elektromotorpatrone bezeichnet wird, ist durch die Trennung von dem Gehäuse individuell und flexibel einsetzbar.There steering systems are mass-produced, it is special Significantly, the electric motor is easy to assemble, low cost caused and little space needed. For this reason, have the electric motors for power assistance of a Steering system of a motor vehicle, in general an electric unit, which can be inserted into a housing independent therefrom is. The electrical unit (which itself has no housing) sits in the essentially from known components, such as a stator, a rotor, a rotor shaft and a bearing for the rotor shaft, together. In the case, in which the electrical unit is inserted, it can be on the one hand around an integral housing act, or a steering housing with a molded housing for the electric motor, or to an external housing, for. B. an extruded aluminum. An embodiment of the housing in such a way that this to a steering housing is poured, reduces costs and reduces the necessary Space requirements. The electric unit, which also referred to as electric motor cartridge is, by the separation of the housing is individual and flexible used.
Die Trennung der Elektroeinheit des Elektromotors von dem Gehäuse erfordert es jedoch, dass die Elektroeinheit einfach und kostengünstig in dem separaten Gehäuse axial ausgerichtet und abgestützt werden kann. Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Elektroeinheit über Spannstifte in dem Gehäuse gegen ein Verdrehen zu sichern und axial auszurichten. Die Spannstifte erfordern jedoch eine aufwändige und teure Bearbeitung.The Separation of the electrical unit of the electric motor requires from the housing However, that the electrical unit is simple and inexpensive in the separate housing axially aligned and supported can be. For this purpose, it is known from the prior art, the Electric unit over Spring pins in the housing to secure against rotation and to align axially. The dowel pins however, require a complex and expensive editing.
Aus der Praxis ist es zudem bekannt, die Elektroeinheit mittels Blechlaschen gegen ein Verdrehen gegenüber dem Gehäuse zu sichern und über Spiralfedern (z. B. Wurmfedern) axial im Gehäuse auszurichten. Durch die Blechlaschen ist es zwar möglich, die Elektroeinheit schnell und kostengünstig gegen ein Verdrehen zu sichern, allerdings verursachen die Spiralfedern bei der Montage Probleme, da sich diese zusammenschieben und aufwerfen. Daraus resultieren erhöhte Einpresskräfte. Zudem ist es notwendig, dass die Elektroeinheit Nuten zur Aufnahme der Federn aufweist, deren Bearbeitung jedoch teuer und aufwändig ist.Out In practice, it is also known, the electric unit by means of sheet metal tabs against twisting the housing secure and over Align coil springs (eg worm springs) axially in the housing. By the It is possible the electrical unit quickly and cost-effectively against twisting too secure, however, cause the coil springs during assembly Problems as they push together and pose. This results increased Joining forces. In addition, it is necessary that the electric unit grooves for receiving has the springs, but their processing is expensive and expensive.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Standes der Technik besteht darin, dass der Elektromotor nicht zu dem Getriebe bzw. zu der Rotorwelle hin abgedichtet ist.One Another disadvantage of the known prior art is that that the electric motor is not to the transmission or to the rotor shaft is sealed off.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Technische AufgabeTechnical task
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor, insbesondere zur Servounterstützung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs, zu schaffen, der die Nachteile des Standes der Technik löst, insbesondere einfach montierbar ist und bei dem die Elektroeinheit sicher und zuverlässig axial in dem Gehäuse ausgerichtet und abgestützt ist.Of the The present invention is therefore based on the object, an electric motor, especially for power assistance a steering system of a motor vehicle, to create the disadvantages of the prior art solves, especially easy to install and where the electrical unit safe and reliable axially in the housing aligned and supported is.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by claim 1 solved.
Technische LösungTechnical solution
Der wenigstens eine O-Ring ermöglicht eine vorteilhafte Montage der Elektroeinheit in das Gehäuse, ohne dass erhöhte Einpresskräfte notwendig sind. Durch den wenigstens einen O-Ring wird zudem eine zuverlässige axiale Ausrichtung und Abstützung der Elektroeinheit in dem Gehäuse erreicht. Vorteilhaft ist es dabei, wenn zwei O-Ringe vorgesehen sind. Eine Anordnung der O-Ringe an den jeweils gegenüberliegenden Enden der Elektroeinheit (umlaufend um deren Außenumfang) hat sich dabei als besonders geeignet herausgestellt. Zusätzlich zu der axialen Ausrichtung der Elektroeinheit in dem Gehäuse dichten die O-Ringe außerdem die Elektroeinheit nach außen, insbesondere auch zum Getriebe bzw. zur Rotorwelle hin, ab.The at least one O-ring allows an advantageous mounting of the electrical unit in the housing, without increased pressing forces are necessary. The at least one O-ring also achieves reliable axial alignment and support of the electrical unit in the housing. It is advantageous if two O-rings are provided. An arrangement of the O-rings at the opposite ends of the electrical unit (circumferentially around the outer circumference) has been found to be particularly suitable. In addition to the axial alignment of the electrical unit in the housing, the O-rings also seal the electrical inlet unit to the outside, in particular to the gearbox or to the rotor shaft, from.
Ein Einsatz von Spannstiften oder Federn, z. B. von Spiralfedern, wie dies gemäß dem Stand der Technik notwendig war, kann durch die erfindungsgemäße Lösung entfallen. Somit lässt sich der erfindungsgemäße Elektromotor in besonders einfacher, schneller und kostengünstiger Weise montieren. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Elektroeinheit (Stator, Rotor, Rotorwelle und ein Lager für die Rotorwelle) in das vorgesehene Gehäuse einzuschieben. Vorgesehen sein kann dabei, dass die O-Ringe vor dem Einschieben in das Gehäuse an der Elektroeinheit (umlaufend um deren Umfang) montiert sind.One Use of dowel pins or springs, z. B. of coil springs, such as this according to the state The technique was necessary, can be eliminated by the inventive solution. Thus lets the electric motor according to the invention assemble in a particularly simple, fast and cost-effective manner. For this it is only necessary that the electrical unit (stator, rotor, Rotor shaft and a bearing for to insert the rotor shaft) into the intended housing. Intended may be that the O-rings before insertion into the housing on the Electric unit (circumferentially around the circumference) are mounted.
Von Vorteil ist es, wenn der Stator den Rotor umfasst und auf die stirnseitigen Enden des Stators topfförmige Abschlusselemente aufgepresst sind. In dem ringförmigen Abschnitt zwischen den beiden stirnseitig aufgebrachten topfförmigen Abschlusselementen wird der Außenumfang der Elektroeinheit durch den Stator gebildet. Die topfförmigen Abschlusselemente bilden die Stirnseiten der Elektroeinheit und dichten diese in diesem Bereich ab. Von Vorteil ist es dabei, wenn jeweils ein O-Ring um ein Umfangswandungsteil eines topfförmigen Abschlusselements umläuft. Somit ist der zwischen den topfförmigen Abschlusselementen freiliegende Stator nach außen abgedichtet.From It is advantageous if the stator comprises the rotor and on the front side Ends of the stator cup-shaped End elements are pressed on. In the annular section between the both frontally applied cup-shaped end elements is the outer circumference the electrical unit formed by the stator. The cup-shaped closing elements form the end faces of the electrical unit and seal them in this Range off. It is advantageous here, if in each case an O-ring to a peripheral wall part of a pot-shaped closure element rotates. Consequently is the between the pot-shaped Termination elements exposed stator sealed to the outside.
Um das beim Betrieb des Elektromotors auftretende Drehmoment abzustützen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Elektroeinheit im Bereich wenigstens einer ihrer Stirnseiten über ein Fixierelement verdrehsicher mit dem Gehäuse zu verbinden. Hierzu sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Möglichkeiten denkbar. Es hat sich als besonders geeignet herausgestellt, wenn das Fixierelement wenigstens eine Auskragung aufweist, welche radial über die Stirnseite der Elektroeinheit übersteht und mit dem Gehäuse verbindbar ist. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass das Fixierelement als Blechscheibe (z. B. als Stanzblech) ausgebildet ist, welche mit der Stirnseite der Elektroeinheit verbunden ist, wobei die Blechscheibe wenigstens eine, vorzugsweise drei als Blechlaschen ausgebildete Auskragungen aufweist, welche radial über die Stirnseite der Elektroeinheit überstehen. Eine Verbindung der Blechlaschen mit dem Gehäuse kann vorzugsweise an der Stirnseite des Gehäuses, beispielsweise mittels Schrauben, Nieten oder anderen Fixierelementen, erfolgen. Die Blechscheibe kann auf verschiedene Art und Weise an der Stirnseite der Elektroeinheit bzw. dem Boden des topfförmigen Abschlusselements angebracht, vorzugsweise angeschweißt, angepunktet oder angeklebt, sein.Around to support the torque occurring during operation of the electric motor, has it turned out to be advantageous, the electric unit in the area at least one of its end faces against rotation via a fixing element with the housing connect to. These are a variety of different ways conceivable. It turned out to be particularly suitable if the fixing element has at least one projection, which radially over the End face of the electrical unit and with the housing is connectable. This leaves For example, achieve that the fixing as Sheet metal disc (eg as a stamped sheet) is formed, which with the front side of the electric unit is connected, wherein the sheet-metal disc at least one, preferably three designed as sheet metal tabs Projections which protrude radially beyond the end face of the electric unit. A connection of the sheet metal tabs with the housing may preferably at the Front side of the housing, for example by means of screws, rivets or other fixing elements, respectively. The sheet metal can in different ways the end face of the electrical unit or the bottom of the pot-shaped closure element attached, preferably welded, dotted or glued, be.
Ein besonders vorteilhafter Einsatz des erfindungsgemäßen Elektromotors ergibt sich dadurch, dass das Gehäuse, in welches die Elektroeinheit eingebracht wird, an einem Lenkungsgehäuse eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs angegossen ist. Dies ermöglicht zum Einen eine einfache Montage und zum Anderen Package- bzw. Platzvorteile.One particularly advantageous use of the electric motor according to the invention results from the fact that the housing into which the electrical unit is introduced, on a steering housing of a steering system of a Motor vehicle is molded. This allows for a simple Assembly and on the other package or space advantages.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipmäßig dargestellt.following is an embodiment of the invention with reference to the drawing shown in principle.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigt:It shows:
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) the invention
Elektromotoren sind aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt, weshalb auf deren grundsätzliche Funktionsweise nachfolgend nicht näher eingegangen wird.electric motors are well known from the general state of the art, which is why their fundamental Functionality is not discussed in detail below.
Der
in den Figuren dargestellte Elektromotor
Die
Abschlusselemente
Vorgesehen
ist jeweils ein O-Ring
Zur
Montage des Elektromotors wird die in sich (ohne Gehäuse) stabile
Elektroeinheit
Wie
aus
Die
Blechlaschen
Bei
dem Gehäuse
- 11
- Elektromotorelectric motor
- 22
- Elektroeinheitelectrical unit
- 33
- Statorstator
- 44
- Rotorwellerotor shaft
- 55
- Abschlusselementtermination element
- 5a5a
- Umfangswandungsteilperipheral wall part
- 5b5b
- Bodenteilthe bottom part
- 66
- Antriebsritzelpinion
- 77
- O-RingeO-rings
- 88th
- Gehäusecasing
- 99
- Fixierelementfixing
- 1010
- Blechlaschenmetal tabs
- 1111
- Schraubescrew
Claims (9)
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