DE10256189A1 - Hydraulic unit for driving automobile power steering system, has stator provided with two vertical channels coaxial to motor shaft - Google Patents
Hydraulic unit for driving automobile power steering system, has stator provided with two vertical channels coaxial to motor shaft Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Aggregat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a hydraulic unit according to the preamble of the claim 1.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein hydraulisches Aggregat zur Ansteuerung von Servolenksystemen bei Automobilen.In particular, the invention relates a hydraulic unit for controlling power steering systems in automobiles.
Herkömmliche Lenkunterstützungssysteme wurden mit Leistung über eine hydraulische Pumpe versorgt, welche von dem Verbrennungsmotor des Automobils angetrieben wurde. Ein solcher Lösungsansatz war jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass während des Leerlaufsbetriebs des Verbrennungsmotors eine bedarfsgerechte Ansteuerung nur unter Ausbildung ungünstiger Energieverhältnisse möglich war.Conventional steering support systems have been with performance over a hydraulic pump supplied by the internal combustion engine of the automobile was driven. However, such an approach was included suffers from the disadvantage that during the idle operation of the internal combustion engine a needs-based Control only under the formation of unfavorable energy conditions was possible.
Zu diesem Zweck wurde im Stand der Technik ein Aggregat entwickelt, welches eine Kombination aus einer hydraulischen Pumpe und einem Reservoir für ein hydraulisches Fluid darstellt, wobei die hydraulische Pumpe mittels eines bürstenlosen Gleichstrommotors angetrieben wird. Die hydraulische Pumpe befindet sich im Inneren des Reservoirs angeordnet, während der Elektromotor der Pumpe gegenüberliegt. Beide Komponenten werden durch eine fluiddichte Abtrennung voneinander getrennt, wobei es bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, die elektronische Steuereinheit für das hydraulische Gesamtaggregat im Inneren der Abtrennung anzuordnen, um eine Verringerung der Verkabelung und der durch elektromagnetische Interferenz hervorgerufenen Emission zu bewirken.For this purpose, the Technology developed an aggregate, which is a combination of one hydraulic pump and a reservoir for a hydraulic fluid, the hydraulic pump using a brushless DC motor is driven. The hydraulic pump is inside of the reservoir arranged while the electric motor is opposite the pump. Both components are separated by a fluid-tight separation separated, whereby it is already known from the prior art, the electronic control unit for the entire hydraulic unit to be placed inside the partition to reduce wiring and the emission caused by electromagnetic interference to effect.
Da es grundsätzlich notwendig ist, den Elektromotor zu kühlen, wurde bereits im Stand der Technik vorgeschlagen, bereits das hydraulische Fluid, dessen eigentlicher Zweck in der Ansteuerung eines Betätigungselements liegt, selbst als Kühlmittel für den Elektromotor heranzuziehen, indem die mittige zentrale Bohrung im Stator, in welcher die Welle des Motors gelagert ist, in Fluidverbindung mit dem Reservoir steht, so dass das hydraulische Fluid in diese mittige Bohrung eindringen kann. Da das hydraulische Fluid hier quasi in einem Sackloch aufgenommen ist und nicht zirkulieren kann, könnte eine Wärmeabfuhr von dem Elektromotor nur über ein Konvektion von dem innerhalb der Statorbohrung aufgenommenen Fluid nach oben zu dem in dem Reservoir befindlichen Fluid erfolgen. Tatsächlich funktioniert dieser Lösungsansatz nicht.Since it is basically necessary, the electric motor to cool was already proposed in the prior art, the hydraulic Fluid, the real purpose of which is to actuate an actuating element lies, even as a coolant for the Electric motor by pulling the central central hole in the Stator, in which the shaft of the motor is mounted, in fluid communication stands with the reservoir so that the hydraulic fluid is centered in it Hole can penetrate. Because the hydraulic fluid here is practically in a blind hole and cannot circulate, a heat dissipation from the electric motor just over a convection from that received within the stator bore Fluid up to the fluid in the reservoir. Indeed this approach works Not.
Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Nachteilen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hydraulisches Aggregat mit einer verbesserten und effektiveren Kühlung bereitzustellen, welche vor allem mit dem Betrieb des Aggregats, sozusagen bedarfsgerecht, korreliert.Starting from the state of the art known disadvantages, it is the object of the present invention a hydraulic unit with an improved and more effective cooling to be provided, which are primarily related to the operation of the unit, Corresponding to needs, so to speak.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This task is solved with the Features of claim 1.
Infolgedessen wird gemäß der Erfindung ein Kühlsystem aus zumindest einem Kanalsystem gebildet, welches von einem Reservoir durch eine Abtrennung in den Stator des Motors und wieder zurück führt derart, dass die Pumpe das Fluid durch das Kanalsystem saugt, während es auch dieses hydraulische Fluid aus dem Reservoir einem Kreislaufsystem zur Ansteuerung eines Betätigungselements, beispielsweise eines Servolenksystems, fördert.As a result, according to the invention a cooling system formed from at least one channel system, which is formed by a reservoir by separating it into the stator of the motor and back again, that the pump sucks the fluid through the channel system while it is also this hydraulic fluid from the reservoir to a circulatory system Control of an actuating element, for example, a power steering system.
Aufgrund der Tatsache, dass eine Kühlung des Motors zu den selben Zeitpunkten erfolgt, zu welchen das Aggregat ein Betätigungselement ansteuert, kann auf einfache Weise eine bedarfsgerechte Kühlung erfolgen.Due to the fact that a Cooling the Engine takes place at the same times as the unit an actuator controlled, cooling can be carried out in a simple manner as required.
Darüber hinaus ermöglicht die Tatsache, dass das hydraulische Fluid durch den Stator zirkuliert, dass ein effektiver Wärmeabtransport aus dem Stator in das Reservoir erfolgt. Hiermit wird ein aktives Kühlen bewerkstelligt, da sich das Kanalsystem so nahe wie möglich an den eigentlichen Quellen eines infolge Wärmeentwicklung verursachten Leistungsverlustes befindet.In addition, the Fact that the hydraulic fluid circulates through the stator, that effective heat dissipation from the stator into the reservoir. This becomes an active one Cool accomplished because the duct system is as close as possible the actual sources of one caused by heat development Loss of performance.
Dies wird unter anderem dadurch erreicht, dass zumindest zwei vertikale Kanäle im Stator koaxial zur Welle des Motors, vorzugsweise in gleichen Abständen zueinander, vorgesehen sind.This is achieved, among other things, by the fact that at least two vertical channels in the stator coaxial to the shaft of the motor, preferably at equal distances from one another, are provided.
Die Kanäle werden am Stator untenseitig, d.h. der Abtrennung zwischen dem Reservoir und dem Elektromotor gegenüberliegend, mittels entsprechenden horizontalen Verbindungskanälen verbunden, die in einer Abdichtplatte ausgeformt sind, welche von unten mit dem Stator fluiddicht verbunden ist. Auf diese Art und Weise wird das Kanalsystem als geschlossener Kreislauf ausgebildet, d.h. die Pumpe saugt das hydraulische Fluid von dem Reservoir durch einen ersten absteigenden Kanal der zwei vertikalen Kanäle nach unten und leitet dies über einen horizontalen Verbindungskanal in einen zweiten aufsteigenden Kanal der zwei vertikalen Kanäle wieder nach oben zurück in das Reservoir.The channels on the stator are underside, i.e. opposite the separation between the reservoir and the electric motor, connected by means of corresponding horizontal connecting channels, which are formed in a sealing plate, which from below with the stator is connected in a fluid-tight manner. That way the channel system is designed as a closed circuit, i.e. the pump sucks the hydraulic fluid from the reservoir through a first one descending channel of the two vertical channels down and passes this over one horizontal connection channel into a second ascending channel of the two vertical channels back up again into the reservoir.
Es können auch zwei oder mehrere derartige Kanalsysteme nebeneinander in dem Stator vorgesehen sein oder vorzugsweise kann das Kanalsystem aus vier vertikalen Kanälen bestehen, die über entsprechende horizontale Verbindungskanäle untereinander verbunden sind.You can also use two or more such channel systems can be provided side by side in the stator or preferably the channel system can consist of four vertical channels, the over corresponding horizontal connecting channels are interconnected.
Die Abtrennung zwischen dem Reservoir für das hydraulische Fluid und dem Elektromotor weist entsprechend der Anzahl der im Stator vorgesehenen vertikalen Kanäle entsprechende vertikale Durchgangskanäle zwischen dem Reservoir und dem Elektromotor auf, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform die Durchgangskanäle auch so innerhalb der Abtrennung geführt sind, dass eine in der Abtrennung angeordnete elektronische Steuereinheit, beispielsweise zur Steue rung des Elektromotors und/oder auch des Servolenksystems, ebenfalls durch das zirkulierende hydraulische Fluid gekühlt wird.The separation between the reservoir for the hydraulic fluid and the electric motor has corresponding vertical through-channels between the reservoir and the electric motor corresponding to the number of vertical channels provided in the stator, whereby in a preferred embodiment the through-channels are also guided within the separation so that a Electronic control unit arranged in the partition, for example for controlling the electric motor and / or the power steering system, is also cooled by the circulating hydraulic fluid.
Gemäß der Erfindung wird dadurch ein Kühlsystem geschaffen, welches die bei derartigen hydraulischen Aggregaten während des Betriebs auftretenden Temperaturen im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungsvorschlägen weitaus niedriger zu halten vermag, so dass eine höhere Effizienz des Aggregats erzielbar ist. In Folge lässt sich dadurch eine höhere Packungsdichte des Gesamtaggregats erzielen, wodurch die Einbaugröße und das Gewicht minimiert wird, oder aber, unter Beibehaltung der bekannten Dimensionen, eine höhere Leistung bewerkstelligen.According to the invention a cooling system created, which in such hydraulic units while operating temperatures compared to those from the Proposed solutions well known in the art able to keep lower, so that higher efficiency of the unit is achievable. In a row leaves yourself a higher one Achieve packing density of the overall unit, whereby the installation size and Weight is minimized, or, while maintaining the known Dimensions, a higher Achieve performance.
So konnte mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Prinzip für derartige Aggregate beispielsweise eine 35%-ige Reduzierung in der Höhe und hinsichtlich des Volumens erreicht werden. Ein Leistungsanstieg war bei bekannten, bereits verwendeten Abmessungen bis zu 1100 Watt bei einem Durchsatz von 4,4 l/min bei 150 bar ohne Weiteres möglich.So with the present principle according to the invention for such Aggregate, for example, a 35% reduction in height and in terms of of the volume can be achieved. A performance increase was in known, Dimensions already used up to 1100 watts with a throughput of 4.4 l / min at 150 bar easily possible.
Ein weiterer Vorteil in der Verwendung des hydraulischen Fluids als Kühlmittel, welches durch den Stator zirkuliert, liegt in der Tatsache, das dieses gleichzeitig als Dämpfungsmittel gegenüber Schall, der durch den Betrieb des Elektromotors hervorgerufen wird, wirken kann.Another advantage in use hydraulic fluid as coolant, which circulates through the stator lies in the fact that this at the same time as a damping agent across from Sound caused by the operation of the electric motor can work.
In einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Komponenten, Elektromotor, Abtrennung und Pumpe im Inneren des Reservoirs, dadurch montiert und zusammengehalten, dass Verbindungsmittel, beispielsweise Schrauben, die Abtrennung durchgreifen und den Elektromotor mit der Pumpe verbinden. Auf diese An und Weise wird eine kurze und steife Verbindung innerhalb des Aggregats bewerkstelligt, welches die Resonanzen weit oberhalb der während des Betriebs auftretenden Frequenzen festlegt.In another embodiment according to the present Invention are the components, electric motor, separation and pump inside the reservoir, thereby assembled and held together, that fasteners, such as screws, the separation reach through and connect the electric motor to the pump. To this The way is a short and rigid connection within the Unit accomplished, which resonates well above the while of the frequencies occurring during operation.
Prinzipiell ist das hydraulische Aggregat in den Ausgestaltungen gemäß der Erfindung jedem Verwendungszweck zugänglich, welches zu Zwecken einer Ansteuerung ein hydraulisches Fluid benötigt. So ist neben der Anwendung in Servolenksystemen auch vorstellbar, das hydraulische Aggregat als Klimakompressor einzusetzen.In principle, this is hydraulic Aggregate in the configurations according to the invention any purpose accessible, which requires a hydraulic fluid for control purposes. So In addition to use in power steering systems, it is also conceivable that use hydraulic unit as an air conditioning compressor.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigen:Other advantages and features of present invention result from that with reference to FIG the accompanying drawing described embodiment. Show it:
Der Elektromotor
Der Stator
Der Rotor
Sämtliche
Komponenten werden mittels geeigneten Verbindungsmitteln
Zwischen diesen Komponenten ist ein
Kanalsystem
Das Kanalsystem
Das Kanalsystem
Der so ausgebildete geschlossene
Kreislauf des Kanalsystems
An den jeweiligen Verbindungsstellen
zwischen der Pumpe
In
Im Prinzip sind den Gestaltungsmöglichkeiten
des Kanalsystems
- 11
- hydraulisches Aggregathydraulic aggregate
- 22
- Reservoirreservoir
- 33
- Pumpepump
- 44
- Abtrennungseparation
- 55
- Elektromotorelectric motor
- 66
- Statorstator
- 77
- Rotorrotor
- 88th
- Statorblechstator lamination
- 99
- Wicklungenwindings
- 1010
- Abtriebswelleoutput shaft
- 1111
- Motorgehäusemotor housing
- 1212
- Schraubenscrew
- 1313
- Abdichtplattesealing
- 1414
- Kanalsystemchannel system
- 141141
- Ansaugöffnungsuction
- 142142
- erster Durchgangskanalfirst Through channel
- 143143
- erster vertikaler Kanalfirst vertical channel
- 144144
- Verbindungskanalconnecting channel
- 145145
- zweiter vertikaler Kanalsecond vertical channel
- 146146
- zweiter Durchgangskanalsecond Through channel
- 147147
- Strömungskanalflow channel
- 1515
- Gewindebohrungthreaded hole
- 1616
- DurchgangslochThrough Hole
- 1717
- Kanalbohrungchannel bore
Claims (8)
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DE10256189A DE10256189A1 (en) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | Hydraulic unit for driving automobile power steering system, has stator provided with two vertical channels coaxial to motor shaft |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE10256189A DE10256189A1 (en) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | Hydraulic unit for driving automobile power steering system, has stator provided with two vertical channels coaxial to motor shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE10256189A1 true DE10256189A1 (en) | 2004-06-17 |
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ID=32318892
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DE10256189A Withdrawn DE10256189A1 (en) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | Hydraulic unit for driving automobile power steering system, has stator provided with two vertical channels coaxial to motor shaft |
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