專利名稱：主要用于汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的泵的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1前序部分所述特征主要用于汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的泵的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
在動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中通常采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵，其中電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)為只是在全負(fù)荷時(shí)短時(shí)工作。特別在全負(fù)荷時(shí)，已知的電動(dòng)機(jī)或與之組合在一起設(shè)計(jì)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用的泵產(chǎn)生干擾性的哨音噪聲，這顯然歸因于頻率較高的扭矩波動(dòng)。
已知的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置或電動(dòng)泵有一電動(dòng)機(jī)，它由定子和設(shè)計(jì)為外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子罐狀地包圍了定子。定子裝在一根穿過它的支承軸上并與之固定連接。此外，為了將扭矩從定子傳給其余的外殼，在定子與支承軸之間的定子內(nèi)壁中和支承軸外壁中彼此相對(duì)的槽內(nèi)置入軸向的扁銷。在定子下側(cè)，定子繞組的連接端子與一塊安置在定子與外殼底部之間的印刷電路板連通，在此印刷電路板上設(shè)有電動(dòng)機(jī)或泵的電子控制設(shè)備。
本發(fā)明以此先有技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)要達(dá)到的目的是，創(chuàng)造一種尤其用于汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的泵的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中基本上避免，但至少十分有效地減少了在已知的驅(qū)動(dòng)裝置中產(chǎn)生的干擾性噪音。
本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征達(dá)到此目的。
本發(fā)明基于下列認(rèn)識(shí)，即干擾性噪聲可能由于定子/支承軸是一種基本上剛性聯(lián)結(jié)的系統(tǒng)造成的，當(dāng)系統(tǒng)的共振頻率處于不可避免的高頻扭矩波動(dòng)范圍內(nèi)時(shí)它產(chǎn)生一種音叉效應(yīng)，在電動(dòng)機(jī)中這種扭矩波動(dòng)實(shí)際上不可避免，尤其在全負(fù)荷時(shí)有導(dǎo)致發(fā)生干擾性噪聲的足夠大的振幅。
因此按本發(fā)明取消為了傳扭在定子與支承軸之間的剛性聯(lián)結(jié)。扭矩的傳遞基本上只通過定子與其余的外殼(除支承軸之外)的聯(lián)結(jié)進(jìn)行。支承軸只用于將定子固定在橫向于支承軸軸線的平面內(nèi)。實(shí)際上由于取消了造成剛性聯(lián)結(jié)的扁銷(或類似的聯(lián)結(jié)機(jī)構(gòu))，已經(jīng)導(dǎo)致明顯降低干擾噪聲。
通過在定子內(nèi)壁與支承軸外壁之間設(shè)一間隙達(dá)到更好地降低干擾噪聲，其中，間隙優(yōu)選地至少部分充填一種粘性介質(zhì)。取代這樣做或除此以外附加地可以采用柔性的優(yōu)選地減震的元件例如O型密封圈，用于跨接間隙或聯(lián)結(jié)定子與支承軸。但不允許將聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)為能傳遞大部分扭矩。采取了這些措施實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步降低噪聲。雖然這些措施的作用方式至今并不清楚，但可以猜想，通過定子與支承軸的這種不傳扭的聯(lián)結(jié)，改變了轉(zhuǎn)子/支承軸系統(tǒng)的共振特性(共振頻率和阻尼)，從而幾乎不產(chǎn)生干擾性的噪聲。
按本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施形式，從定子向其余外殼的傳扭通過一可設(shè)計(jì)為沖壓格孔板的支承板進(jìn)行。在這里定子本身安裝在支承板上。因此一方面使裝配非常簡(jiǎn)單。另一方面高頻的扭矩波動(dòng)可通過支承板或定子/支承板系統(tǒng)的柔性及阻尼特性有效減震。其結(jié)果是減小或抑制了整個(gè)外殼的振動(dòng)和轉(zhuǎn)子/支承軸系統(tǒng)可能由此引起的激勵(lì)。
為了尤其在支承板尺寸小的情況下避免其機(jī)械過載，可在支承板上采取用于向其余外殼力封閉和/或形封閉地傳扭的措施，例如在形式上是在支承板下側(cè)的刻紋、刻齒或槽紋，它們?cè)俳Y(jié)合將此板適當(dāng)?shù)貕壕o在外殼上，造成一種更好的用于傳扭的聯(lián)結(jié)。這種刻紋、刻齒或槽紋可例如設(shè)在一塊作為支承板從外部注入塑料的沖壓格孔板未注塑料的布線路徑上。同時(shí)以此方式可實(shí)現(xiàn)外殼例如與接地電位的電觸點(diǎn)接通。
由從屬權(quán)利要求給出本發(fā)明的其他實(shí)施形式。
下面借助于附圖表示的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。其中

圖1具有按本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵主要部件分解透視圖；以及圖2通過圖1所示的泵在完成裝配的狀態(tài)下的中心垂直縱剖面。
圖1表示一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵1，它包括外殼3、電子控制設(shè)備5以及由定子7和轉(zhuǎn)子9組成的電動(dòng)機(jī)。此外在圖2中表示了一個(gè)可與外殼3連接的用于覆蓋電動(dòng)機(jī)的護(hù)罩。顯然，本發(fā)明不受限于圖中所表示的實(shí)施例，在此例中，按本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)為與泵機(jī)構(gòu)組合在一起。確切地說，這種驅(qū)動(dòng)裝置既可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，或也可以與其他要驅(qū)動(dòng)的設(shè)備結(jié)合成一個(gè)整體。
外殼3包含整個(gè)泵機(jī)構(gòu)，在前壁有一出口11(壓力輸出)，以及在其后壁有一個(gè)沒有進(jìn)一步表示的吸入口13。
圓柱形壁或支承軸15從外殼3底部起向上延伸，支承軸內(nèi)設(shè)借助于軸承17支承的驅(qū)動(dòng)裝置的從動(dòng)軸18，它同時(shí)用作泵機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸。
外殼3優(yōu)選地用鋁或鎂壓鑄件制成。
電子控制設(shè)備5裝在外殼3內(nèi)，在這里它包括一塊印刷電路板19，在印刷電路板上設(shè)有需要的機(jī)械、電氣、機(jī)電和電子元器件。印刷電路板19有一個(gè)孔21，外殼3的支承軸15插入其中。印刷電路板19設(shè)計(jì)為外部壓注的沖壓格孔板(用于高電流強(qiáng)度)和印刷的電路板(用于低的電流強(qiáng)度)的組合。
電動(dòng)機(jī)7有一個(gè)具有所需數(shù)量的定子繞組的定子7。定子7同樣有一個(gè)軸向孔25，定子23通過這個(gè)孔套在外殼3的支承軸15上。定子7與印刷電路板19尤其與所涉及的沖壓格孔板固定連接，例如通過釬焊或熔焊使繞組的觸點(diǎn)接頭與沖壓格孔板的導(dǎo)線組連通。
轉(zhuǎn)子9設(shè)計(jì)為外轉(zhuǎn)子并借助于與轉(zhuǎn)子固定連接的驅(qū)動(dòng)軸18和軸承17可旋轉(zhuǎn)地支承在外殼3內(nèi)。當(dāng)然，轉(zhuǎn)子9與驅(qū)動(dòng)軸18通過恰當(dāng)?shù)姆绞竭B接。
整個(gè)裝置用圖2表示的護(hù)罩覆蓋，它套在外殼3側(cè)壁的凸緣27上。
外殼3內(nèi)設(shè)兩個(gè)用于電子控制設(shè)備5的大功率半導(dǎo)體31的支承面29。這些大功率半導(dǎo)體可例如是Power-FET。Power-FET通常有較小的金屬散熱體31a，但它們通常并不能保證充分散出損耗熱量。
為此，將小的散熱體31a安置在外殼3內(nèi)的支承面29上并采取恰當(dāng)?shù)拇胧┦顾鼈兣c支承面充分地導(dǎo)熱接觸。
因?yàn)榇蠊β拾雽?dǎo)體31的散熱體31a同時(shí)還實(shí)施電觸點(diǎn)的功能，所以在必要時(shí)可在小的散熱體31a背面與支承面29之間設(shè)一電絕緣的但又能充分導(dǎo)熱的層。不過，若在電的方面允許或期望時(shí)，也可以在散熱體31a與外殼3之間直接形成電觸點(diǎn)接通。
在圖示的實(shí)施形式中，各有兩個(gè)大功率半導(dǎo)體31借助彈簧夾33固定在支承面29上。
外殼3在支承面29下方的區(qū)域優(yōu)選地有一個(gè)或多個(gè)通道，它們被泵要輸送的介質(zhì)流過。因此所涉及的區(qū)域起如同熱交換器的作用。當(dāng)然除此之外也可以采取已知的改善大功率半導(dǎo)體31散熱的措施，例如在這些位于支承面29下方的區(qū)域內(nèi)采用盡可能大的用于要輸送的介質(zhì)的面積。此外，可例如設(shè)多個(gè)通道，或一個(gè)或多個(gè)通道有內(nèi)側(cè)的散熱片。
為了避免在一般的驅(qū)動(dòng)裝置中由于產(chǎn)生的扭矩有頻率較高的波動(dòng)因而引起的在實(shí)際上發(fā)生的噪聲，按本發(fā)明定子7不直接與支承軸15力封閉地連接。取代這么做，支承軸15和定子7的尺寸設(shè)計(jì)為在定子內(nèi)壁與支承軸外壁之間形成間隙8。在按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，取消了在已知的電動(dòng)機(jī)中采用的用于定子7與支承軸15力封閉和形封閉聯(lián)結(jié)的軸向扁銷，在那里扁銷插入定子內(nèi)壁和支承軸外壁中相應(yīng)的槽內(nèi)。因?yàn)楸怃N造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量與其余驅(qū)動(dòng)裝置的質(zhì)量的一種剛性的聯(lián)結(jié)，因此定子/支承軸總系統(tǒng)的共振頻率又落入在整個(gè)工作范圍出現(xiàn)的高頻的扭矩波動(dòng)的區(qū)域內(nèi)。于是此定子/支承軸系統(tǒng)再被激勵(lì)處于產(chǎn)生干擾噪聲的振動(dòng)之中。
為了仍達(dá)到導(dǎo)引或足夠地固定定子7，如圖2所示，可在支承軸15外壁中的槽12a內(nèi)設(shè)一個(gè)或多個(gè)O型密封圈12。這些O型密封圈12必須足夠柔韌，以便不會(huì)在定子7與支承軸15之間形成不希望的剛性聯(lián)結(jié)。因此，O型密封圈通過它們的柔性和阻尼特性起定子與支承軸之間減震聯(lián)結(jié)件的作用。
取代O型密封圈12或除此之外間隙可以(部分)充填一種粘性介質(zhì)，例如油脂。由此同樣避免或進(jìn)一步削弱剛性聯(lián)結(jié)。
無論如何必須避免在定子7與支承軸15之間基本上是剛性的聯(lián)結(jié)，否則會(huì)導(dǎo)致從定子到支承軸切向地傳力或傳遞扭矩。
按本發(fā)明扭矩從定子7不通過支承軸15而是直接傳給外殼3或外殼底部。支承軸15除支承轉(zhuǎn)子軸18外只是用于定子的軸向?qū)б凸潭ā?br> 按附圖表示的本發(fā)明的實(shí)施形式，定子7與一按印刷電路板19形式實(shí)現(xiàn)的支承板固定連接。如上面已提及的那樣，這可以通過定子的連接端子與表示為印刷電路板19的沖壓格孔板釬焊或熔焊進(jìn)行。
因?yàn)橛∷㈦娐钒?9與固定在它上面的定子7共同固定安裝在外殼3內(nèi)，所以從定子到外殼的傳扭可通過印刷電路板19進(jìn)行。由此附加地實(shí)現(xiàn)了印刷電路板通過其實(shí)際上始終存在的柔性起要傳遞的扭矩高頻波動(dòng)的減震作用。這種情況尤其適用于印刷電路板19(至少部分)設(shè)計(jì)為從外部注塑料的沖壓格孔板。
印刷電路板19的這種減震特性尤其在印刷電路板沒有與外殼3全面剛性連接而只在部分區(qū)域內(nèi)或逐點(diǎn)地例如用螺釘與外殼連接時(shí)表現(xiàn)得尤為明顯。
為保證可靠傳扭和避免印刷電路板機(jī)械過載或損壞，它必須或適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)尺寸，或采取附加的傳扭所需的措施。為此優(yōu)選地可以在定子在印刷電路板上的固定區(qū)內(nèi)在印刷電路板上采取用于與外殼力封閉和/或形封閉地聯(lián)結(jié)的措施。這些措施可以例如在印刷電路板下側(cè)上以刻紋或刻齒的形式實(shí)現(xiàn)，它們?cè)诖藚^(qū)域同時(shí)作用壓緊力的情況下保證更好地將扭矩傳給外殼?？碳y或刻齒可優(yōu)選地設(shè)在沒有從外部注塑料的布線路徑上，它們可同時(shí)用于外殼的電觸點(diǎn)接通。
當(dāng)然，為此目的也可以在印刷電路板下側(cè)設(shè)向下延伸的骨突，它們?yōu)榱藗髋づc設(shè)在外殼中的止擋配合作用。
總之，采用按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)避免了定子/支承軸系統(tǒng)產(chǎn)生干擾噪聲的振動(dòng)，因?yàn)橹С休S僅起軸向和橫向固定定子的作用，而扭矩的傳遞通過定子優(yōu)選地借助支承板旋轉(zhuǎn)固定地安裝在外殼內(nèi)來保證。
權(quán)利要求
1.主要用于汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的泵的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括a)外殼(3)，它有一支承軸(15)，轉(zhuǎn)子(9)的軸(18)可旋轉(zhuǎn)地支承在支承軸內(nèi)，以及b)有驅(qū)動(dòng)繞組的定子(7)，它被支承軸(15)穿過并由支承軸固定，其特征為c)定子(7)被支承軸(15)主要只是橫向固定；以及，為了傳遞扭矩，定子(7)與其余的外殼(3)旋轉(zhuǎn)固定地連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為在定子(7)一個(gè)或多個(gè)內(nèi)壁與支承軸(15)的外壁之間設(shè)間隙(8)。
3.按照權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為間隙(8)內(nèi)充填一種粘性介質(zhì)，優(yōu)選地充填油脂。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為定子(7)借助跨接間隙(8)的柔性的優(yōu)選減震的元件(12)與支承軸(15)聯(lián)結(jié)。
5.按照權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為柔性元件(12)是O型密封圈，它們固定在支承軸(15)外壁上的槽(12a)中。
6.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為定子(7)裝在一塊優(yōu)選地設(shè)計(jì)為沖壓格孔板的支承板(19)上；以及，從定子(7)向電動(dòng)機(jī)外殼(3)的傳扭通過固定在外殼內(nèi)的支承板進(jìn)行。
7.按照權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為在支承板(19)下側(cè)采取用于支承板與電動(dòng)機(jī)外殼(3)傳扭的力封閉和/或形封閉聯(lián)結(jié)的措施。
8.按照權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)，其特征為此措施包括刻紋、刻齒或槽紋；以及，力封閉的聯(lián)結(jié)通過將支承板(19)緊壓在電動(dòng)機(jī)外殼(3)的裝配面上造成。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為支承板(19)設(shè)計(jì)為外部注入塑料的沖壓格孔板；以及，在沖壓格孔板一個(gè)或多個(gè)布線路徑未注塑的區(qū)域內(nèi)采取這種用于支承板與電動(dòng)機(jī)外殼(3)力封閉和/或形封閉聯(lián)結(jié)的措施。
10.按照權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征為用于支承板(19)與電動(dòng)機(jī)外殼(3)力封閉和/或形封閉聯(lián)結(jié)的措施同時(shí)起電動(dòng)機(jī)外殼例如與接地電位的觸點(diǎn)接通的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種主要用于汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的泵的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,包括外殼(3),它有一支承軸(15),轉(zhuǎn)子(9)的軸(18)可旋轉(zhuǎn)地支承在支承軸內(nèi),以及包括有驅(qū)動(dòng)繞組的定子(7),它被支承軸(15)穿過并由支承軸固定。定子(7)被支承軸(15)主要只是橫向固定。為了傳遞扭矩,定子(7)與其余的外殼(3)旋轉(zhuǎn)固定地連接。采用本發(fā)明十分有效地減少發(fā)生干擾性的噪聲,這種噪聲尤其在電動(dòng)機(jī)全負(fù)荷時(shí)由頻率較高的扭矩波動(dòng)引起。
文檔編號(hào)H02K7/14GK1331860SQ99814793
公開日2002年1月16日 申請(qǐng)日期1999年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月5日
發(fā)明者科內(nèi)利烏斯·彼得, 約翰·馮·德·海德, 邁克爾·佩塔奇 申請(qǐng)人:Trw車輛電氣與零件有限兩合公司