专利名称：集成转向电机装置和转向设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机动车辆的转向齿轮的集成转向电机装置并涉及一种转向设备。
背景技术：
这种类型的集成转向电机装置具有用于使机动车辆转向的嵌入式转向电机。术语 “集成转向电机”一般被理解为指的是因空间原因而直接集成在转向齿轮中的膛孔中的转向电机。在很大程度上，这些电机并不具有围绕电机部件的外壳，而是仅有附接到电机的定子的端部并容纳电机的电枢轴的轴承的端罩。集成转向电机的类型可为无刷电机和有刷电机。为了将这些集成转向电机附接到转向变速箱体(SGC)中，电机的端罩可使用轴向或径向螺钉装置与转向变速箱体或控制壳(ECU外壳=电控制单元外壳)拧在一起。这样一来，诸如螺钉、螺纹孔、通孔等的额外元件一般是必须的，这考虑到生产和装配在财政上是不利的。将集成转向电机附接到转向变速箱体中的另一方式使用集成电机的外径与转向变速箱体中的孔之间的干涉配合装配。由于转向变速箱体通常由铝制成，电机主要由钢或铁制造，两个接合配件之间的不同线性膨胀系数会不能容许地改变操作温度范围内的压配合。这意味着不会容易获得满意的干涉配合，特别是沿轴向方向。而且，干涉配合装配在整个电机长度上产生几何超定，这会造成电机的变形。为了对此进行校正，在此在电机的外径与转向变速箱体的孔之间可使用公差环，但这在成本方面因额外部件仍是不利的。集成电机的轴向夹紧在电机长度与安装膛孔的深度之间的公差补偿方面产生问题。由于集成电机的定子由钢板束组成，长度公差在很大程度上在0. 5mm至Imm范围内。为了对此进行补偿，需要诸如弹簧垫圈、杯状弹簧等的额外部件，这又会产生额外成本并且还会增加零件的种类。机动车辆的操作条件的增大需求，特别是在最小可能的构造体积、低重量、少量零件并且与此同时高效率方面，一般意味着，在上述需求中的一个或更多个之间必须进行折发。因此，与该背景技术对比，本发明的目标是提供一种改进的集成转向电机装置。
发明内容
根据本发明，该目标通过具有权利要求1的各特征的集成转向电机装置和/或具有权利要求13的各特征的转向设备得以实现。因此，提供一种用于机动车辆的转向齿轮的集成转向电机装置，包括转向变速箱体、被引入到所述转向变速箱体中的底座中的集成转向电机以及将所述集成转向电机轴向固定在所述转向变速箱体中的控制壳，所述集成转向电机被径向支撑在所述转向变速箱体中和所述控制壳中。
本发明所基于的思想基于，所述集成转向电机被径向支撑在所述转向变速箱体和所述控制壳中，所述控制壳同时将所述集成转向电机轴向固定在所述转向变速箱体中。一方面，在所述集成转向电机与所述转向变速箱体之间提供正向连接，另一方面，针对公差补偿不需要额外零件。本发明的有利实施例和展开被提供在从属权利要求和与附图的图示结合的说明书中。在优选实施例中，所述控制壳通过对中带被部分地插入到所述底座中的开放膛孔中，所述控制壳密封该开放膛孔并还被附接到所述转向变速箱体。在优选实施例中，所述集成转向电机可由驱动侧AS端罩，在下文还称为AS端罩， 径向支撑在所述转向变速箱体中，并可由与所述AS端罩相反的所谓的BS端罩径向支撑在所述控制壳中的BS端罩底座中，该BS端罩底座由所述对中带围绕。所述控制壳因而形成用于所述集成转向电机的正向底座，两个部件因而互相对中。所述控制壳的附接允许连接到所述转向变速箱体。为了沿第一轴向方向将所述集成转向电机轴向固定在所述转向变速箱体中，所述集成转向电机具有边缘。沿相反方向的轴向固定由连接到所述转向变速箱体的所述控制壳形成。因而，可以沿所述轴向方向提供较短的公差链，该公差链仅取决于所述边缘和所述控制壳的公差。所述集成转向电机的定子的具有较大公差的区域被排除在外。所述边缘可被构造成所述BS端罩的部件。所述边缘优选通过较低公差产生。所述边缘可与所述转向变速箱体的所述底座中的开放膛孔中的后肩部形成沿所述第一轴向方向的所述轴向止挡，所述集成转向电机的沿与相反方向的所述轴向固定由连接到所述转向变速箱体的所述控制壳通过所述对中带的接触所述边缘的端面形成。可替代地，沿相反方向的所述轴向固定可通过所述控制壳的沿所述轴向方向接触所述BS端罩的内壁构造。在进一步的实施例中，所述边缘可构造有弹簧钩环，该弹簧钩环产生沿所述轴向方向的弹簧效应。这允许所述转向变速箱体和所述电机的不同材料(例如铝和钢)的线性膨胀系数的有利补偿。由于这些弹簧钩环是所述边缘的部件，不需要额外的部件。而且，结果，所述集成转向电机即使在上限操作温度，例如130°C时，也不会承受任何轴向自由度。而且，可进一步提供，所述集成转向电机在所述转向变速箱体中的枢轴位置对齐发生在所述BS端罩与所述控制壳之间。在这点上，对齐部分可与相应的底座协作。所述对齐部分可装配到所述控制壳，例如，所述底座被引入到所述电机的所述BS端罩中。相反，对齐元件可与所述BS端罩集成形成，例如形成为与所述控制壳中的底座协作的有凹口的弯曲凸缘。利用分别作为横向干涉配合或者纵向干涉配合的配合，所述驱动侧AS端罩可被构造在所述转向变速箱体中，并且所述BS端罩可被构造在所述控制壳中。在这点上，具有单独分段的纵向干涉配合是有利的。所述集成转向电机可从与转向齿轮相反的一侧被引入到所述转向变速箱体中。这允许所述底座的简单产生以及简单的装配。所述控制壳密封所述底座，并且与此同时轴向固定所述集成转向电机。一种机动车辆的转向设备具有上述根据本发明的所述集成转向电机。
如果合适，本发明的以上实施例和展开可以合适的方式进行组合在一起。
在下文中，将参照提供在附图的示意图中的各实施例更详细描述本发明。图1是根据本发明的转向电机装置的第一实施例的示意截面图；图2是根据图1的区域A的放大局部图；图3是根据图1的本发明的转向电机装置的第一实施例的示意截面图，用于图示枢轴位置对齐结构；图4是具有根据图1至3的本发明的转向电机装置的第一实施例的变型的根据图 1的区域A的放大局部图；以及图5是根据本发明的转向电机装置的第二实施例的示意截面图。在附图的图示中，相同和功能上相同的元件和特征已给出相同的附图标记，除非另外指出。
具体实施例方式图1是根据本发明的转向电机装置1的第一实施例的示意截面图。转向变速箱体2仅部分地图示有其中安装有集成转向电机10的一部分。集成转向电机10可以是无刷电机或有刷电机。该部分具有带可变梯度或底座3、4、5、6的孔，可变梯度或底座3、4、5、6与集成转向电机10具有共用中心轴线30。在图1中，集成转向电机 10通过其具有小齿轮14的驱动侧前缘从右至左引入到底座中；换言之，从转向变速箱体2 的与转向齿轮(未显示)相反的一侧。图1在左手侧显示用于接纳集成转向电机10的小齿轮14的小齿轮底座3。小齿轮14与邻接左侧的转向齿轮(未显示)啮合。在右侧邻接小齿轮底座3的是AS端罩底座4 (AS =驱动侧)，其具有的直径比小齿轮底座3大。AS端罩底座4用于容纳集成转向电机10的AS端罩13，并经由后肩部7并入电机底座5中，该电机底座5在其部分容纳集成转向电机10的定子11。电机底座5比AS端罩底座4具有更大的直径，在图1的右手侧终止于前肩部8处并且并入开放膛孔6，该开放膛孔6比电机底座 5具有更大的直径。在开放膛孔6的外边缘上，转向变速箱体2具有环形附接法兰9，控制壳20通过相应的法兰21相对于集成转向电机10并相对于中心轴线30同轴附接到该环形附接法兰9。控制壳20提供有在此未显示的控制单元，并具有用于集成转向电机10的BS端罩 12的BS端罩底座对，其在附图中朝向变速箱体2向左敞开。该BS端罩底座M通过环形对中带22朝其开口延伸。集成转向电机10在与AS端罩13相反的一侧上由BS端罩12密封。BS端罩12在其面向定子11的一侧上提供环形边缘16，该环形边缘16在定子11的外径上突出，并靠在定子11的接触肩部15上。该边缘16用作集成转向电机10沿插入方向在变速箱体2中的轴向止挡，这是因为如图1所示该边缘16在安装位置在开放膛孔6中碰撞集成转向电机10 的前肩部8。应注意，只是转向变速箱体2的前肩部6经由边缘16形成集成转向电机10的轴向止挡。后肩部7并不形成集成转向电机10的止挡。控制壳20通过对中带22的环形端面23支撑该边缘抵靠相对侧，在此在图1中从右侧支撑。集成转向电机10在图1所示的安装位置沿径向方向仅支撑在其端罩12和13上。 在定子11的外表面与电机底座5的内壁之间存在间隙。当集成转向电机10的驱动侧与AS 端罩13 —起被直接压入到变速箱体2的AS端罩底座4中时，相反的BS端罩12通过压配合位于控制壳20的BS端罩底座M中，并由壁22围绕，因而在BS端罩12的前侧31与轴向内壁沈之间留有间隙25。壁22通过间隙配合容纳在开放膛孔6中。装配顺序如下首先，集成转向电机10与其端罩12通过压配合连接到控制壳20中的BS端罩底座M中，然后与BS端罩12形成单元，也称为电源组。在这点上，集成转向电机10和控制壳20这两个部件经由BS端罩的外径和在壁22的内表面上的BS端罩底座M的相应内径而对中。经由BS端罩12的边缘16和对中带22的端面23产生对齐。该单元，即电源组， 然后通过开放膛孔6被定位在转向变速箱体2中。经由AS端罩13与AS端罩底座4之间的配合产生对中，并且通过控制壳20的法兰21的表面和转向变速箱体2的附接法兰9实现对齐。在下文中结合图3和5进一步描述枢转位置对齐结构。因而，在集成转向电机10与转向变速箱体2之间产生沿轴向方向的正向连接。图2是根据图1的区域A的放大局部图。在此，可清楚地看到，在BS端罩20的外径与转向变速箱体2的开放膛孔6之间存在间隙。因而，没有几何超定，并且集成转向电机组不会变型。在定子11的外径与转向变速箱体2的电机底座4的内径之间也存在间隙。还可清楚地看到，控制壳20的对中带22的端面23靠在BS端罩12的边缘16上， 对该边缘16而言，通过其相反侧在下方靠在定子11的接触肩部15上，并通过在定子11的外径上突出的部分在上方靠在转向变速箱体2的前肩部8上。通过上述正向连接的基本原理，存在的优点在于，由于不再包括定子11的钢板组的大公差，对于沿轴向方向的公差补偿而言仅存在非常短的公差链。BS端罩12上的边缘 16例如可通过深拉工艺非常容易地产生，并且不涉及任何明显的额外成本。图3为根据图1的本发明的转向电机装置1的第一实施例的示意截面图，以图示由控制壳20的对齐部分27与BS端罩12的前部31中的对齐部分底座19协作而构造的枢轴位置对齐结构。对齐部分27在此情况下附接到基座，即附接到控制壳20中的BS端罩底座M的内壁沈，并沿轴向方向朝向BS端罩12延伸。对齐部分27还可以与控制壳20集成构造。图4是具有根据图1至3的本发明的转向电机装置1的第一实施例的变型的根据图1的区域A的放大局部图。在此情况下，BS端罩12的边缘16提供有弹簧钩环17，其允许沿轴向方向的弹簧效应。这些弹簧钩环17可以是边缘16的部件。定子11的接触肩部15沿轴向方向轻微地突出到开放膛孔6中。弹簧钩环17 (仅有一个被显示，但在边缘16的周界上可布置多个， 这可容易地想到)通过其上边缘压靠前肩部8，并且这样一来在定子11的边缘上弯曲。该构造可被实现为使得在装配期间，弹簧钩环17塑性变形一次，并且剩余的弹性变形可补偿钢(定子11)和铝(变速箱体2)的线性膨胀差。弹簧钩环17还可在边缘16的拉伸工艺中产生，而没有明显的额外费用，以使集成转向电机10承受精确确定的位置。由于弹簧钩环17的弹簧效应，集成转向电机10即使在近似130°C的上限温度范围时也不会获得任何轴
向自由度。图5是根据本发明的转向电机装置1的第二实施例的示意截面图。在此情况下，通过BS端罩12与内壁沈的轴向接触，即BS端罩12的前部31与控制壳20中的BS端罩底座M的内壁沈的轴向接触而形成轴向止挡。不存在间隙25 (参见图1)，但用于接纳BS端罩12的轴承座(不再更详细描述)的凹部观形成在控制壳20中。 边缘16靠在转向变速箱体2的前肩部8上并靠在集成转向电机10的定子11的接触肩部 15上。对中带22的端面23变短，并在此不再接触边缘16。枢轴位置对齐结构在此通过BS端罩12的对齐元件18和控制壳20中的对齐元件底座四形成。对齐元件18可在BS端罩12的端面31外弯曲成凸缘。尽管以上参照优选实施例描述了本发明，但本发明不限于此，而是可在不背离本发明的主题的情况下以任何方式进行修改。因而，转向变速箱体2中的AS端罩13与AS端罩底座4之间的配合可以被构造成横向干涉配合装配(热收缩)或构造成纵向干涉配合装配(冷压印)。在纵向干涉配合装配的情况下，可取的是，不在整个周界上构造接头直径，但是仅调节单独区段上的挤压。该分割可在转向变速箱体2中或在AS端罩13上执行。同样，可以相同的方式构造控制壳20中的BS端罩12与BS端罩底座M之间的配
口 O在图1和图3中所示的第一实施例中还可以想到，替代AS端罩12，AS端罩13具有在定子11上突出并靠在后肩部7上的边缘。在此情况下，控制壳20的对中带22沿轴向方向朝向后肩部7延伸，以使其接合在定子11周围并与其端面23 —起压在AS端罩13的该边缘上。对中带22然后通过径向间隙容纳在电机底座5中，并与径向间隙形成定子11 的底座。对于根据图5的第二实施例，可以设想将AS端罩13的边缘构造成使其接触后肩部7，在此情况下，BS端罩12的边缘16不会在定子上突出并且不会靠在前肩部8上。附图标记列表
1集成转向电机装置
2转向变速箱体
3小齿轮底座
4AS端罩底座
5电机底座
6开放膛孔
7后肩部
8前肩部
9附接法兰
10集成转向电机
11定子
12BS端罩
13AS端罩
8
14小齿轮
15接触肩部
16边缘
17弹簧钩环
18对齐元件
19对齐部分底座
20控制壳
21法兰
22对中带
23端面
24BS端罩底座
25间隙
26内壁
27对齐部分
28凹部
29对齐元件底座
30中心轴线
31前部
A细节
权利要求
1.一种用于机动车辆的转向齿轮的集成转向电机装置(1)，包括转向变速箱体O)、 被引入到所述转向变速箱体O)中的底座(3，4，5，6)中的集成转向电机(10)以及将所述集成转向电机(10)轴向固定在所述转向变速箱体( 中的控制壳(20)，所述集成转向电机 (10)被径向支撑在所述转向变速箱体O)中和所述控制壳00)中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制壳00)通过对中带0 被部分引入到所述底座(3,4,5,6)中的开放膛孔(6)中，所述控制壳(20)密封该开放膛孔(6) 并被附接到所述转向变速箱体O)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述集成转向电机(10)由驱动侧AS端罩(13)径向支撑在所述转向变速箱体O)中，并由与所述AS端罩(13)相反的 BS端罩(1 径向支撑在所述控制壳(20)中的BS端罩底座04)中，该BS端罩底座Q4) 由所述对中带02)围绕。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述集成转向电机(10)提供有边缘(16)，该边缘(16)与所述转向变速箱体( 形成沿第一轴向方向的轴向止挡，所述集成转向电机(10)的轴向固定由连接到所述转向变速箱体(2)的所述控制壳OO)的沿与所述第一轴向方向相反的方向形成。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述边缘(16)是所述BS端罩(1 的部件。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述边缘(16)与所述转向变速箱体 ⑵的所述底座(3，4，5，6)中的开放膛孔(6)的后肩部⑶形成沿所述第一轴向方向的所述轴向止挡，所述集成转向电机(10)的沿与所述第一轴向方向相反的所述方向的所述轴向固定由连接到所述转向变速箱体( 的所述控制壳OO)借助于所述对中带0 的接触所述边缘(16)的端面形成。
7.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述边缘(16)与所述转向变速箱体 ⑵的所述底座(3，4，5，6)中的开放膛孔(6)的后肩部⑶形成沿所述第一轴向方向的所述轴向止挡，所述集成转向电机(10)的沿与所述第一轴向方向相反的所述方向的所述轴向固定由连接到所述转向变速箱体O)的所述控制壳OO)借助于轴向接触所述BS端罩 (12)的内壁(26)形成。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述边缘(16)形成有弹簧钩环(17)，该弹簧钩环(17)被构造为产生沿所述轴向方向的弹簧效应。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述集成转向电机(10)在所述转向变速箱体(2)中的枢轴位置对齐结构07/19 ；29/18)被提供在所述BS端罩(12)与所述控制壳OO)之间。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，利用分别作为横向干涉配合装配或者纵向干涉配合装配的配合，所述驱动侧AS端罩(1 被构造在所述转向变速箱体 ⑵中，并且所述BS端罩(12)被构造在所述控制壳OO)中。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，纵向干涉配合装配被构造为具有单独分段。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述集成转向电机(10)从与转向齿轮的一侧相反的一侧被引入到所述转向变速箱体O)中。
13. —种机动车辆的转向设备，该转向设备具有根据前述权利要求中任一项所述的集成转向电机装置(1)。
全文摘要
本发明涉及一种用于机动车辆的转向齿轮的集成转向电机装置，包括转向变速箱体、被引入到所述转向变速箱体中的底座中的集成转向电机以及将所述集成转向电机轴向固定在所述转向变速箱体中的控制壳，所述集成转向电机被径向支撑在所述转向变速箱体和所述控制壳中。本发明还涉及一种转向设备。
文档编号B62D5/04GK102198841SQ20111007852
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年3月26日
发明者贝恩哈德·凯斯勒 申请人:博泽汽车部件有限公司及两合公司,乌茨堡