汽车电动辅助单元和用于制造该汽车电动辅助单元的方法与流程

汽车电动辅助单元和用于制造该汽车电动辅助单元的方法
1.本发明涉及一种汽车电动辅助单元。
2.汽车电动辅助单元不是作为牵引发动机提供，而是诸如真空泵、液体泵或气体泵的副设备。通常，汽车电动辅助单元设有电动马达。汽车电动辅助单元的这种电动马达例如在专利文献ep 1 306 960 a2中公开。该电动马达包括能旋转的马达转子和静止的马达定子。马达定子包括主定子体，该主定子体设有几个定子齿，其中，几个定子线圈缠绕在这些定子齿上。为了便于生产马达定子，已知单独配置定子齿，先单独缠绕它们，并且随后将它们装配形成封闭的定子。备选地，定子可以包括具有几个定子齿的主定子体，其中，马达定子齿在径向内部与分别相邻的定子齿连接。定子齿可以从径向外部被缠绕。在定子线圈被缠绕后，在其上设置单独的环形磁性背铁环，以便定子齿在径向外部包括磁性连接。
3.通常，完整的马达定子通过螺钉接合或胶黏结合固定在马达壳体中。然而，这些固定方法需要额外的固定元件和/或复杂的安装过程来将马达定子附接到马达壳体上。
4.本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车电动辅助单元，其能够以可靠且简单的方式紧固。
5.该技术问题通过具有权利要求1的特征的汽车电动辅助单元解决。
6.根据本发明的辅助单元设有具有马达定子和马达转子的电动马达。马达定子设有由压紧的定子片组成的定子叠片组以及产生与能旋转的马达转子相互作用的电磁场的一个或多个马达定子线圈。转子组件设有能旋转的转子体和附接到转子体上的永磁体。马达转子直接或间接地驱动机械元件。该机械元件例如是泵转子，该泵转子以共同旋转的方式固定在转子体处。转子组件围绕轴向的转子轴旋转。
7.定子包括多个定子齿，这些定子齿在径向内部与分别相邻的定子齿连接。在径向外部，定子齿通过单独的环形磁性背铁环相互连接。当环形磁性背铁环被拆下时，定子齿是能接近的以便所有的定子齿可以被缠绕。
8.汽车电动辅助单元还包括由塑料制成的马达壳体。马达转子和马达定子布置在塑料马达壳体内部。马达转子通过轴承元件能旋转地附接到马达壳体上。马达定子附接到该壳体上。
9.为了简化辅助单元的生产，单独的环形磁性背铁环由塑料马达壳体包覆成型。
10.磁性背铁环的包覆成型引起磁性背铁环和壳体之间的形状配合连接。在马达壳体的生产和磁性背铁环的包覆成型过程中，在马达壳体的内表面上形成环绕的槽。磁性背铁环的外周表面与槽的底部接触，以便磁性背铁环沿径向固定在马达壳体处。此外，磁性背铁环的每个轴向端部都与槽的一个侧面接触，因此，磁性背铁环也沿轴向与壳体形状配合。此外，马达定子沿旋转方向与壳体形状配合和/或材料黏合。
11.电动马达制造中的第一步骤是将线圈缠绕在定子齿上并且生产壳体。在塑料壳体生产步骤中，磁性背铁环被塑料壳体的塑料材料包覆成型并且因此固定在塑料壳体上。然后将具有缠绕的线圈的定子齿插入磁性背铁环中并且固定在磁性背铁环上。最后将马达转子插入定子中。
12.电动马达的这种制造减少了生产工作量，其中，不再需要将电动马达附接到壳体
上的额外步骤。此外，这种制造提供了马达定子到壳体上的可靠附接。
13.在本发明的优选实施例中，塑料马达壳体通过注射成型生产。注射成型是众所周知的用于制造塑料部件的工艺，其中，热塑性材料被液化并且在压力下被注入注射模具中。在该模具内，材料通过冷却或交联反应恢复到固体状态，并且在打开模具后作为成品部件被取出。元件的包覆成型通过将元件插入注射模具中来实现，由此，液化的塑料在该元件周围流动并且在冷却状态下形成与元件的形状配合连接。
14.优选，定子齿通过形状配合连接和/或力配合连接附接到单独的环形磁性背铁环上。这两种连接方式均允许以简单且经济的方式将定子齿可靠地连接到环形磁性背铁环上。
15.在本发明的优选实施例中，形状配合连接是燕尾连接，其中，多个燕尾状突起被压配合到相应的槽中，以便定子齿沿径向和切向与磁性背铁环形状配合并且沿轴向与磁性背铁环力配合或摩擦配合。燕尾状突起和相应的槽确保定子齿沿径向可靠地紧固在磁性背铁环处。
16.在电动马达的制造过程中，环通过马达壳体包覆成型，并且然后将定子齿轴向插入磁性背铁环中，从而将燕尾状突起轴向推入槽中。因此，马达定子仅通过环的注射包覆成型和将定子齿轴向插入环中来固定在壳体上。这减少了定子在马达壳体上的安装工作量。
17.在本发明的优选实施例中，多个定子齿通过塑料件相互附接。该塑料件呈环形并且在径向内侧连接多个定子齿，因此这些定子齿径向向外突出。该塑料件将这些定子齿彼此电隔离。环形的塑料件可以构造为单独的部件，其中，单独的定子齿与环形塑料件形状配合。备选地，定子齿可以被塑料部件包覆成型。
18.定子齿通过塑料件附接在一起的事实简化了定子齿在环形磁性背铁环处的安装，其中，所有定子齿可以在仅一个步骤中附接到磁性背铁环上。
19.在本发明的优选实施例中，辅助单元设有离心式泵转子，该泵转子能共同旋转地固定在马达转子上。优选地，辅助单元是电动冷却剂泵，其用于冷却剂供应以便冷却发动机或机动车部件。优选地，辅助单元包括分离罐，该分离罐沿径向布置在马达定子和马达转子之间。分离罐基本上呈圆柱形并且径向包围马达转子。分离罐将气体或流体、例如冷却剂与电动马达的包括马达定子在内的干部分离。
20.在本发明的优选实施例中，马达壳体包括限定泵室的第一壳体元件、限定马达室的第二壳体元件和限定电子室的第三壳体元件，其中，单独的环形磁性背铁环由塑料马达壳体的第二壳体元件包覆成型。在装配状态下，第一壳体元件附接到第二壳体元件的第一前端，并且第三壳体元件附接到第二前端。壳体元件之间的紧固例如是由螺钉制成。通过分离马达壳体，可以简化马达壳体的制造，因为磁性背铁环的包覆成型仅由第二壳体元件完成。
21.所述技术问题还通过一种用于制造电动马达的方法解决，该电动马达包括马达壳体和具有多个定子齿的定子和单独的环形磁性背铁环。该方法包括以下步骤：
[0022]-由马达壳体包覆成型环形磁性背铁环；并且
[0023]-将定子齿附接到环形磁性背铁环上。
[0024]
该方法的优点参见前面的方法。
[0025]
参照附图描述本发明的实施例，其中
[0026]
图1示意性地示出具有电动马达的汽车电动辅助单元的纵剖面图，
[0027]
图2示出具有图1的电动马达的汽车电动辅助单元的剖面图，并且
[0028]
图3示出图1的电动马达的马达壳体和马达定子的透视图。
[0029]
图1和图2示出汽车辅助单元10，其设计为冷却剂泵。汽车辅助单元10提供有电动马达12，该电动马达包括静止的马达定子14、具有转子体18的能旋转的马达转子16和附接到转子体18上的永磁体。
[0030]
马达转子16围绕转子轴20旋转，其中，马达转子16由轴承支撑，这些轴承沿轴向和径向定位马达转子16。泵转子54附接到马达转子16上。
[0031]
马达定子14由图3所示的六个定子齿22、24、26、28、30、32和单独的磁性背铁环34形成。每个定子齿22、24、26、28、30、32包括由多个相同的定子片构成的叠片组，其中，这些片材通过模切层叠法堆叠在一起。定子齿22、24、26、28、30、32不可拆卸地紧固在塑料件36上，以便六个定子齿22、24、26、28、30、32和该塑料件36被装配为一个安装单元38。塑料件36呈环形并且在径向内侧连接定子齿22、24、26、28、30、32。塑料件36将定子齿22、24、26、28、30、32彼此磁分离。每个定子齿22、24、26、28、30、32包括形成电磁线圈23、25、27、29、31、33的绕组。
[0032]
磁性背铁环34沿径向环绕定子齿22、24、26、28、30、32，其中，磁性背铁环34、包括塑料件36的定子齿22、24、26、28、30、32和定子线圈23、25、27、29、31、33构成马达定子14。
[0033]
另外，汽车辅助单元10设有马达壳体40，该马达壳体也是泵壳体。大体上呈圆柱形的马达壳体40包括第一壳体元件42、第二壳体元件44和第三壳体元件46。第一壳体元件42和第三壳体元件46呈罐形。第二壳体元件44呈环形。第一壳体元件42通过几个螺钉附接到第二壳体元件44上。第三壳体元件46附接到第二壳体元件44上。第一壳体元件42限定泵室43。第二壳体元件44限定马达室45。第三壳体元件46限定电子器件室47。分离罐48将泵室43与马达室45流体分离。第一壳体元件42设有轴向的泵入口50和径向的泵出口52。
[0034]
根据本发明，磁性背铁环34被马达壳体40、尤其被第二壳体元件44包覆成型。磁性背铁环34通过燕尾连接附接到安装单元38上，其中，定子齿22、24、26、28、30、32分别包括燕尾形突起60，并且磁性背铁环34包括多个与燕尾形突起60相对应的槽62。
[0035]
在冷却剂泵制造过程中，生产具有定子齿22、24、26、28、30、32、塑料件36和线圈23、25、27、29、31、33的安装单元38。同时，通过注射成型过程生产马达壳体40。在第二壳体元件44的注射成型过程中，马达定子14的磁性背铁环34被第二壳体元件44的塑料包覆成型。因此，磁性背铁环34沿径向、切向和轴向与第二壳体元件44形状配合。在下一步骤中，将安装单元38沿轴向推入磁性背铁环34中，其中，燕尾状突起60被压入槽62中。因此，安装单元38沿轴向与磁性背铁环34压配合并且沿径向和切向与磁性背铁环34形状配合。在接下来的步骤中，安装分离罐48，安装包括泵转子54的马达转子16，并且将马达壳体40的壳体元件42、44、46接合在一起。
[0036]
汽车辅助单元10的这种制造减少了生产工作量，其中，不再需要将马达定子14附接到马达壳体40上的额外步骤。

技术特征：
1.一种汽车电动辅助单元，具有电动马达(12)，该汽车电动辅助单元包括-能旋转的马达转子(16)，其围绕转子轴(20)旋转，-多件式马达定子(14)，其包括多个定子线圈(23、25、27、29、31、33)、多个定子齿(22、24、26、28、30、32)和单独的环形磁性背铁环(34)，其中，该单独的环形磁性背铁环(34)径向环绕所述定子齿(22、24、26、28、30、32)并且附接到所述定子齿(22、24、26、28、30、32)上；和-塑料马达壳体(40)，其中，所述单独的环形磁性背铁环(34)被所述塑料马达壳体(40)包覆成型。2.根据权利要求1所述的汽车电动辅助单元，其中，所述塑料马达壳体(40)通过注射成型生产。3.根据权利要求1或2所述的汽车电动辅助单元，其中，所述定子齿(22、24、26、28、30、32)通过形状配合和/或力配合连接附接到所述单独的环形磁性背铁环(40)上。4.根据权利要求3所述的汽车电动辅助单元，其中，所述形状配合连接是燕尾连接，其中，多个燕尾状突起(60)被压配合到相应的槽(62)中。5.根据前述权利要求中任一项所述的汽车电动辅助单元，其中，所述定子齿(22、24、26、28、30、32)通过塑料件(36)相互附接。6.根据权利要求5所述的汽车电动辅助单元，其中，所述多个定子齿(22、24、26、28、30、32)和所述塑料件(36)紧固在安装单元(38)上，其中，所述定子齿(22、24、26、28、30、32)与所述塑料件(36)形状配合并且不可拆卸地紧固在所述塑料件上。7.根据前述权利要求中任一项所述的汽车电动辅助单元，其中，所述辅助单元(10)设有离心式泵转子(54)，该泵转子能共同旋转地固定在所述马达转子(16)上。8.根据权利要求7所述的汽车电动辅助单元，其中，所述辅助单元(10)是电动冷却剂泵。9.根据权利要求7或8所述的汽车电动辅助单元，其中，所述马达壳体(40)包括限定泵室(43)的第一壳体元件(42)、限定马达室(45)的第二壳体元件(44)和限定电子室(47)的第三壳体元件(46)，其中，所述单独的环形磁性背铁环(34)由所述塑料马达壳体(40)的第二壳体元件(44)包覆成型。10.一种用于制造电动马达(12)的方法，该电动马达包括马达壳体(40)和具有多个定子齿(22、24、26、28、30、32)的马达定子(14)以及单独的环形磁性背铁环(34)，所述方法包括以下步骤：-由马达壳体(40)包覆成型环形磁性背铁环(34)；并且-将所述定子齿(22、24、26、28、30、32)附接到所述环形磁性背铁环(34)上。

技术总结
一种汽车电动辅助单元，具有电动马达(12)，该汽车电动辅助单元包括：-能旋转的马达转子(16)，其围绕转子轴(20)旋转，-多件式马达定子(14)，其包括多个定子线圈(23、25、27、29、31、33)、多个定子齿(22、24、26、28、30、32)和单独的环形磁性背铁环(34)，其中，该单独的环形磁性背铁环(34)径向环绕定子齿(22、24、26、28、30、32)并且附接到定子齿(22、24、26、28、30、32)上，和-塑料马达壳体(40)，其中，所述单独的环形磁性背铁环(34)被塑料马达壳体(40)包覆成型。型。型。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：皮尔伯格泵技术有限责任公司
技术研发日：2020.12.10
技术公布日：2023/8/14