专利名称：用于电转向系统的动力单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电转向系统的动力单元、一种用于装配这种动力单元的方法和一种用于动力单元的接合装置。在电转向系统中借助于动力单元或者说能量单元(其为由马达和控制装置构成的单元)产生一个支持力矩。在此在控制装置(EOT)中特别是在输出级中产生许多通过切换损失和通道损失引起的热量。输出级通常由电力半导体器件构成，其最大的阻挡层温度不应当被超过，以便保护输出级防止损坏。此外控制装置通过马达被加热。热量在此从输出级经由基板和马达凸缘流入马达壳体中。输出级的最大的热量排出通常在时间上总是仅仅非常短的，即在几秒钟上出现。 因此在输出级局部上的特别好的散热是必要的，因此通过在短时间内高的损耗功率引起的热量能够尽可能快速地流出并且基板的基础温度尽可能低。出于这个原因在马达凸缘上的尽可能小的热阻是必要的。已知控制装置被拧接到马达壳体上。在根据现有技术控制装置和马达拧接时仅仅局部在拧接位置上加热，即拧接的压紧面上。马达和控制装置的电连接通常经由插接触点实现。在上述的用于电转向系统的包含马达和控制装置的动力单元中规定，控制装置借助于冷缩配合与马达连接。因此取消了拧接过程。这种冷缩配合确保了在控制装置和马达之间的大的贴靠面并且确保了相贴靠的面之间的无间隙的或固定的相互压紧。通过这种方式确保了在控制装置和马达之间的良好的热传递。在构造中控制装置与马达的壳体连接。这种马达壳体通常具有一个成型部，例如环绕的凸缘，在其中能够插入控制装置。通过这种方式控制装置与马达壳体和因此与马达牢固连接。在这种动力单元中可以规定，马达的壳体由铝压铸件构成。这种材料由于良好的导热特性和良好的可加工性是有利的。此外控制装置可以包含基板。在该基板上通常设置控制装置的输出级，其尤其是产生热量。在这种情况下控制装置的基板通常与马达或其壳体直接连接。由输出级产生的热量而后经由控制装置的基板被传递给马达或传递给马达壳体。所述的方法用于包含马达和控制装置的动力单元的组装或装配。该方法在此特别是应用在上述类型的动力单元装配时。在此借助于冷缩连接实现控制装置和马达之间的连接。在马达和控制装置组装之前能够促成在马达和控制装置之间的温度差。该温度差在方法的一个实施例中通过至少在部分区段上加热马达促成。从而例如马达壳体当其与控制装置连接时能够被加热。如果控制装置包含一个基板，那么该基板通常与马达壳体连接。在此通过加热马达使得其能够容纳基板。在马达壳体冷却之后达到冷缩配合。原则上也可能的是冷却控制装置。
为了加热马达能够使用感应线圈。利用该感应线圈，马达或马达的待调温的部段能够被无接触地加热。马达或马达壳体能够被加热到90°C至180°C，例如120°C。该温度与马达和控制装置的外部尺寸相关。所提出的用于电转向系统的包含马达和控制装置的动力单元的接合装置特别是用于上述类型的动力单元。该接合装置包含用于马达的第一容纳部、用于控制装置的第二容纳部和用于改变在这两个容纳部之间的间距的运动装置。此外设置调温装置以促成在马达和控制装置之间的温度差。利用所述运动装置能够例如移动用于控制装置的容纳部和/或用于马达的容纳部，即，它们为了接合过程被相向运动。在该构造中可以附加地设置温度传感器例如高温计。利用该温度传感器能够实施无接触的温度测量。在接合过程之前能够实施温度测量，以便而后根据输出温度实现温度控制。当然也可以设置温度调节装置。感应装置能够用作调温装置。本发明的其它优点和构造由说明书和附图得出。应当认为上述的且接下来阐述的特征能够不仅以给出的组合而且可以以其它的组合或单独地应用，而不背离本发明的范围。本发明的借助于附图中的实施例示出并且接下来借助于附图详细阐述。附图表示
图1根据本发明的动力单元的实施方式的示意图；图2用于控制装置的容纳部的实施例；图3接合装置的断面。附图示出一个动力单元的实施方式，其总体上利用附图标记10表示。可以看到一个未进一步示出的马达的壳体12，该马达应用在电转向系统中。该马达壳体12具有一个向上突出的凸缘14，该凸缘从上方观察自身是闭合的且因此圆形地延伸。向马达壳体14中装入一个控制装置16，其具有一个基板18和一个位于该基板上的输出级20。基板18被插入马达壳体12中并且借助于冷缩配合与马达壳体连接。在运行中输出级20产生热量并且如箭头21所示排出到马达壳体12上。控制装置16的基板18如此设计尺寸，使得其与马达壳体12在凸缘14的区域内相比具有较大的直径。在此有利的是，将基板18的直径设计成比马达壳体的直径大约大0. 03mm至0. 1mm。在将基板18插入马达壳体12中之前，将马达壳体加热，例如加热至 120°C，从而马达壳体12膨胀并且因此马达壳体12的直径在凸缘14的区域内扩宽。而后基板18被插入扩宽的马达壳体12中。在紧接着冷却时马达壳体12的直径减小并且牢固压靠在控制装置16的基板18上，由此实现冷缩配合。在控制装置的基板18和马达凸缘14之间冷缩配合时，压紧面增大多倍。在冷缩配合时从控制装置16至马达的热阻通过在冷缩配合中高的和大面积的压紧力显著小于在传统的拧接的情况下。因此在使用冷缩配合时输出级20的热量能够被良好地排出。由此基板18的基础温度保持较低。由于马达与控制装置16相比较大的质量，所以马达为大的热容，其能够短时地从控制装置16接收非常多的热量。为了能够有效利用马达的热容，前提是从控制装置16至马达的尽可能小的热过渡，其通过冷缩配合实现。图1示出一种实施例，其中控制装置的基板18的外直径22大于马达壳体12的内直径。通过加热马达壳体12使得控制装置的基板18能够被插入马达壳体12的环绕的凸缘14的内部。紧接着冷却马达壳体促成冷缩配合。当然也可能的是，马达壳体12和基板18如此构成，使得马达壳体12能够被插入控制装置的基板18中并且因此与附图1的实施例相反。在该情况下基板18的内直径26 通过加热大于马达壳体12的外直径并且能够套装在其上。基板18的最后的冷却而后导致冷缩配合。在附图2中示出用于控制装置52的容纳部52，其作为根据本发明的接合装置的元件。该容纳部包含一个与控制装置或控制装置52的基板的尺寸适配的形状，从而控制装置能够被可靠地保持在容纳部50中。 此外示出一个运动装置54，容纳部50利用该运动装置被在垂直方向上移动。在附图3中示出接合装置的断面，其总体上利用附图标记70表示。可以看到用于马达74的容纳部72，在其底侧上设置用于电接触的销76。此外设置引导杆76，用于马达 74的容纳部72利用所述引导杆能够在水平方向上移动。接下来给出接合装置的一个可能的工作方式的描述首先将马达插入马达容纳部中。为了将其在径向上和轴向上相对于控制装置或其基板定向，马达在A轴承凸缘上的外直径上被容纳在马达容纳部中。在接下来的步骤中将基板或ECU盖手动插入用于控制装置的容纳部中。在插入时的抗扭转经由ECU盖的几何形状实现。被滚珠弹动的止动螺钉将ECU盖保持在容纳部中并且使得容纳部在接合后能够快速无力地从ECU盖中驶出。为了将马达的角度定位进一步传递给ECU容纳部，容纳部被弹簧预定心在一个位置上。所述弹簧附加地给出必要的间隙空间，以便将销对在接合期间实现相对的定向可能性。弹簧预定心装置在接下来的设计时适配(可运动的汇流条盖=马达销的保持)位置关联地固定，从而汇流条必须实施补偿运动，以便产生从马达至ECU盖总是保持相同的位置。这对于动力单元的进一步的装配/检验是必要的。一个通过弹簧定心的、与E⑶盖容纳部固定拧接的滑块用于补偿轴向的对齐误差(X/Y轴)和用于马达相对于ECU盖的定心。对齐误差由于在马达和E⑶盖的制造和装配时的总误差而产生。经由在滑合座上的咬紧部，经由被弹动的滑块实现E⑶盖相对于马达的X/Y定心。自此机器现在全自动地承担接合，一旦操作者挤压启动按钮和释放光栅。
而后，马达经由气缸大致在感应器边缘上方移动。该位置通过试验确定。而后E⑶盖在超速传动时在马达上方移动到一个间距上，在该间距时避免了在加热期间由于感应而导致电子构件的损坏。紧接着将温度传感器贴靠在马达上与温度相关的位置上。可能时也可以应用高温计。温度传感器用于确保实现足够的膨胀，以便能够无力地接合并且确保不会由于过热产生损坏。感应装置经由不同的级(额定值和时间参数在高温计应用时其调节额定值)加热马达的接合区域，其膨胀和实现无力的接合。这种无力的接合是必要的，以便能够无强制地实现销配对。在销配对结束后，密封圈与接合区域接触。为了避免各部件在行驶到阻挡(block)上时避免损坏，经由力传感器监测驶入力的可参数化的断开并且在达到将轴停止。这种接合终端位置通过可参数化的位移/力传感器监测和分析。一旦接合区域低于可参数化的温度之下并且额定/实际值分析正常时，则将设备移入基础位置并且各接合的部件能够被取出。否则使用者为了取出接合的部件首先 必须对故障提示做出反应。
权利要求
1.用于电转向系统的动力单元，该动力单元包含马达(74)和控制装置(16、52)，其特征在于，控制装置(16、52)借助于冷缩配合与马达(74)连接。
2.按权利要求1所述的动力单元，其特征在于控制装置(16、5幻与马达(74)的壳体 (12)连接。
3.按权利要求2所述的动力单元，其特征在于壳体(1 由铝压铸件制成。
4.按权利要求1至3中任一项所述的动力单元，其特征在于控制装置(16、5幻包含基板(18)。
5.按权利要求4所述的动力单元，其特征在于在基板(18)上设置控制装置(16)的输出级(20)。
6.用于装配包含马达(74)和控制装置(16、52)的动力单元(10)、特别是按上述权利要求1至5之一项所述的动力单元(10)的方法，其特征在于借助于冷缩配合实现在控制装置(16,52)和马达(74)之间的连接。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于在马达(74)和控制装置(16、5幻接合之前促成在马达(74)和控制装置(16、52)之间的温度差。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于通过至少在部分区段上加热马达(74)促成所述温度差。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于使用感应线圈来加热马达(74)。
10.按权利要求8或9所述的方法，其特征在于将马达(74)加热到90°C至180°C。
11.用于电转向系统的包含马达(74)和控制装置(16、52)的动力单元、特别是按上述权利要求1至5之一项所述的动力单元的接合装置，该接合装置包含用于马达(74)的第一容纳部(72)；用于控制装置(16，52)的第二容纳部(50)；运动装置(M)，其用于改变所述两个容纳部之间的间距，其特征在于，设置调温装置以促成在马达(74)和控制装置(16、52)之间的温度差。
12.按权利要求11所述的接合装置，其特征在于附加地设置温度传感器。
13.按权利要求11或12所述的接合装置，其特征在于设置感应装置作为调温装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于电转向系统的动力单元(10)和一种用于组装这样的动力单元(10)的方法。动力单元(10)包含马达(74)和控制装置(16)，其中，控制装置(16)借助于冷缩配合与马达连接。
文档编号H02K11/00GK102271987SQ200980154291
公开日2011年12月7日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年1月13日
发明者A·克内德勒, F·卡普金, H·埃伯哈特, S·沃尔兹 申请人:Zf操作系统有限公司