阅读说明：本技术 电动机 (Electric motor ) 是由 弗里德里希·斯库勒 尤利安·容格 于 2018-07-11 设计创作，主要内容包括：一种适用于电动的凸轮轴调节器的电动机(2)，其包括两个不同的模块，即主马达模块和与主马达模块电和机械连接的插接器模块(4)，其中，主马达模块包括壳体罐(7)、定子(11)和借助滚动轴承(23)支承在壳体罐(7)中的转子(13)并且接入插接器模块(4)中，并且其中，在插接器模块(4)与主马达模块之间的电连接通过能通过沿模块的轴向方向接合模块来建立的连接、尤其是绝缘刺破式连接得到。(An electric motor (2) for an electric camshaft adjuster, comprising two different modules, namely a main motor module and a plug-in module (4) which is electrically and mechanically connected to the main motor module, wherein the main motor module comprises a housing pot (7), a stator (11) and a rotor (13) which is mounted in the housing pot (7) by means of a rolling bearing (23) and engages in the plug-in module (4), and wherein the electrical connection between the plug-in module (4) and the main motor module is obtained by a connection which can be established by engaging the modules in the axial direction of the modules, in particular an insulation-piercing connection.)

电动机

技术领域

本发明涉及一种针对电动的凸轮轴调节器或针对用于可变地调节内燃机的压缩比的系统的电动机。

背景技术

用于电动的凸轮轴调节器的电动机例如由DE 10 2013 212 933B3已知。该电动机包括罐形的由金属制成的第一壳体部分和封闭第一壳体部分的由塑料制成的第二壳体部分，其中，第一滚动轴承布置在第一壳体部分中，并且第二滚动轴承布置在第二壳体部分中。在此，布置在罐形的第一壳体部分中的滚动轴承构造为固定轴承。轴封件位于该滚动轴承的面对壳体的内部空间的侧上。

电动的凸轮轴调节器的另一电动机在US 8,220,426B2中公开。在该情况下，电动机的马达轴也借助两个滚动轴承、即球轴承来支承。

发明内容

本发明的任务是相对于现有技术在特别制造友好的、模块化的结构方面改进适用于凸轮轴调节器的电动机。

该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的针对电动的凸轮轴调节器或针对用于可变地调节压缩比的系统的电动机解决。此外，该任务通过根据权利要求10的包括电动机的不同的模块的安装套件解决。

针对电动的凸轮轴调节器或针对用于可变调节内燃机的压缩比的系统的电动机以自身已知的基本构思包括罐形的由金属制成的第一壳体部分和构造为插接器模块的封闭第一壳体部分的由塑料制成的第二壳体部分。根据本发明的电动机的罐形的第一壳体部分是模块的被称为主马达模块的部分。在电动机内，仅在主马达模块中而不在插接器模块中布置滚动轴承。主马达模块包含电动机的核心功能，即磁路和借助滚动轴承支承的马达轴。优选涉及的是无刷式的直流电机，其具有可通电的三相定子绕组和装备有永磁体的转子。

主马达模块的通电通过插接器模块实现，其中，在插接器模块与主马达模块之间的电连接通过能通过沿主马达模块并且进而是整个电动机的轴向方向接合模块来建立的连接、尤其是绝缘刺破式连接得到，其中，主马达模块例如通过压入插接器模块中来接驳。以该方式取消相对耗费的连接，如钎焊或熔焊连接。

在主马达模块与插接器模块之间的电和机械接口被统一化，从而唯一的类型的主马达模块可以与不同的类型的插接器模块任意组合。对于以该方式形成的安装套件的所有类型的插接器模块来说，标准化的能通过插接连接建立的至主马达模块的电流输送是通用的。可选地，插接器模块此外包括与转子协同作用的传感器，其尤其是形式为传感器板。这种传感器能够实现用于电动机的外部操控的转子方位检测。将电子控制器件整合到插接器模块中也是可能的。总体上，安装套件因此可以例如包括三种类型的插接器模块：

-具有转子方位传感器的插接器模块，

-具有整合的电子控制器件的插接器模块，

-没有传感器或控制部件的插接器模块。

在最后一种情况下，在外部无传感器地操控电动机。

电动机的唯一的滚动轴承设计为使得其可以承受轴向力、径向力以及倾斜力矩。为此，呈O形布置的双列式角接触球轴承例如是适当的。备选地，提到的功能可以通过四点接触轴承承担。关于四点接触轴承的可能的设计例如参考文献DE 10 2014 215 523A1和DE10 2014 205 689A1。四点接触轴承的可能的应用例如在WO 2007/122181A1中描述。

与滚动轴承的结构类型无关地，该滚动轴承优选保持在环形的凸肩中，该凸肩从罐形的壳体部分的底部出发向内指向，即伸入主马达模块的内部空间中。滚动轴承在此优选沉入电动机的转子中，从而滚动轴承位于转子的重心中或重心附近。可选地，在保持有滚动轴承的环形的凸肩中附加地布置了轴封环，其前置于滚动轴承，从而滚动轴承位于主马达模块的被密封的内部空间内。

为了电动机的静态密封优选设置了密封环，该密封环不仅相对插接器模块而且相对外部的旋拧面密封主马达模块。密封环在优选的设计方案中接触金属的置入件、例如钢板材，其属于插接器模块并且尤其是例如通过注塑包封持久固定地接入插接器模块的由塑料制成的壳体中。主马达模块的壳体压入环形的金属的置入件中，由此形成持久固定的可在整个温度范围内保持的摩擦锁合的连接。

插接器模块的壳体根据可能的设计方案至少部分实施为金属的冷却体，其例如由铝或其他的轻金属物质制成。这尤其是可以在整合的功率电子器件中是有意义的。通过插接器模块的有针对性的热导出有利于电动机的结构形状，在这些结构形状中，主马达模块具有特别简单的、紧凑的外轮廓。

在插接器模块与主马达模块之间的电连接可以以特别简单的和同时耐用的方式建立为绝缘刺破式连接。针对该技术背景，在上下文中参考文献DE 100 26 424C2和DE 102004 037 991A1。

在当前的情况下，待接触的、最初被绝缘的导体例如位于主马达模块那侧。在插接器模块那侧的绝缘刺破式连接的对应件构造用于在模块插接在一起时首先去除导体的绝缘部，并且随后建立电和机械连接，其中例如，属于插接器模块的电导体的区段以倒钩的方式包绕布置在主马达模块中的线材。

作为基本上扁平的构件横向于主马达模块的纵轴线地取向的插接器模块的机械的主要部件优选由塑料尤其是以注射成型法制成。在优选的设计方案中，引线框架埋入到该主要部件中，引线框架建立一方面的通往主马达模块的接触部与另一方面的待从外部联接的插接器之间的电连接。如果插接器模块包括布置在电路板上的传感器，那么例如设置压入触点，其建立引线框架与电路板之间的电连接。与传感器协同作用的磁化的传感器磁环可以例如借助槽钉或铆钉紧固在转子上。

在电动机使用在机电凸轮轴调节器中的情况下，在主马达模块的马达轴上例如紧固双叶片的驱动元件，其将转矩可选地通过补偿离合器导入调节传动装置中。齿轮或其他的适用于转矩传输的元件，例如单指离合器同样可以与马达轴连接。用于转矩传输的轮廓同样可以例如以削平部的形式整合到轴中。

电动机与周围结构的机械连接优选在主马达模块与插接器模块之间的接口的区域中实现。在该接口上，主马达模块的罐形的壳体沉入插接器模块中，这在机械稳定性和借助唯一的已经提到的密封环的密封方面是有利的。另外的优点通过罐形的壳体部分的特别简单的几何造型得到。罐形的壳体部分尤其是可以具有连续光滑的、柱形的周侧面。与具有标准化的外轮廓的主马达模块不同地，不同的可以任意与主马达模块组合的类型的插接器模块可以具有不同的、与插接器模块的功能范围相关的外轮廓。

附图说明

随后，本发明的实施例借助附图详细阐述。其中：

图1示出用于装配电动机的组件，其由主马达模块和不同的插接器模块构建；

图2示出可利用根据图1的组件构建的电动机的一种变型方案；

图3和4示出不同的可与主马达模块组合的插接器模块；

图5和6示出在主马达模块与插接器模块之间的绝缘刺破式连接；

图7示出穿过轴承装置和主马达模块的转子的截面图；

图8以简化的半透明的视图示出包括根据图3的插接器模块的电动机，

图9详细示出在安装状态下的电动机的密封。

具体实施方式

图1示出总体上以附图标记1表示的安装套件，其适用于构造不同的电动机2。电动机2使用在机电的凸轮轴调节器中，其例如原则上由提到的现有技术已知。

安装套件1由主马达模块3和不同的插接器模块4、5、6组成。电动机2的所有的核心功能在主马达模块3中实现。主马达模块3和完整的电动机2的结构从图2得到。

主马达模块3的壳体7设计为由板材构成的壳体罐。壳体7的用8表示的外壁是连续柱形的。外壁8与环盘形的壳体底部9联接。壳体底部9的内边缘又与环形的、相对外壁8同中心的凸肩10联接，凸肩沿主马达模块3的轴向方向至少延伸到壳体罐7的三分之一。总体上，壳体7因此描述了环形环绕的沟槽的形状，沟槽的形式为外壁8的外边缘高于形式为环形的凸肩10的内壁。

总体上，主马达模块3构建为内动子装置，其中，具有可通电的绕组12的定子11与转子13协同作用，转子紧固在轴14上，即马达轴上。转子13具有朝壳体底部9敞开的罐形形状。用15表示的转子底部因此面对主马达模块3的背对壳体底部9的端侧。在此涉及的是主马达模块3的要与其中一个插接器模块4、5、6连接的端侧，其随后还将详细阐述。转子装备有永磁体16。总体上，主马达模块3作用为无刷式的直流电机。永磁体16嵌入在转子13的空心柱形的区段17中，该区段与转子底部15联接，并且倒扣在环形的凸肩10上，即与该凸肩沿轴向方向搭接。在转子底部15的外侧可看到传感器磁环18，其利用槽销19紧固。传感器磁环18可选地与插接器模块4、5、6协同作用。在图2中此外可看到下方的插接绝缘件20和上方的插接绝缘件21。上方的插接绝缘件21位于连接件22的区域中，连接件凸出超过壳体罐7的敞开的端侧，并且具有随后还将详细描述的与插接器模块4、5、6协同作用的功能。

为了支承轴14连同转子13，滚动轴承23整合到主马达模块3中，滚动轴承在根据图2的结构形式中构造为双列式角接触球轴承。滚动轴承23以自身已知的方式能够承受径向力、轴向力以及倾斜力矩，并且位于由轴14和转子13构成的布置方案的重心附近。滚动轴承23安装到环形的凸肩10中，并且与该凸肩在端侧(朝壳体7的内部空间的中心)对齐地结束。因此，在滚动轴承23的相反的端侧形成自由空间，径向轴封环24安装到该自由空间中。滚动轴承23以油脂润滑，并且因此位于电动机2的密封的内部空间内。在从主马达模块3凸出的借助径向轴封环24密封的轴14上紧固有双叶片的驱动元件25，其用于将转矩导入凸轮轴调节器的未示出的、构造为三轴传动装置的调节传动装置中。

每个插接器模块4、5、6是基本上扁平的构件，其位于与电动机2的旋转轴线呈法向的平面内。插接器模块4、5、6的在根据图2的布置方案中位于上方的联接区段26用于联接用于输送能量和/或传输电信号的线路。在每种情况下，要联接至电动机2的线路借助未示出的插接连接元件被联接，插接连接元件沿与轴14的纵向方向正交的，即朝电动机2的中间轴线取向的方向***联接区段26中。这有利于整个电动机2的沿轴向方向特别节约空间的结构。

所有插接器模块4、5、6的联接轮廓统一地设计，这涉及与主马达模块3的装配。由板材制成的钢置入件28例如通过注塑包封持久地紧固到插接器模块4、5、6的由塑料制成的壳体27中。钢置入件28的内直径相应于壳体罐7的外直径加上针对金属部件7、28之间的持久的摩擦锁合的连接的压配合的过盈量。

钢置入件28具有角环的形状，并且与壳体27的敞开的面对主马达模块3的端侧间隔开。在该端侧上，在钢置入件28与壳体27之间构造了环形环绕的凸肩29，该凸肩用于容纳密封环30。插接器模块4、5、6的用于与主马达模块3的联接区段26连接的不同的联接元件31沿轴向方向凸出超过钢置入件28，然而在该实施例中没有凸出到插接器模块4、5、6的端侧。整个插接器模块4、5、6在使用金属的接入壳体7中的套筒32的情况下可以紧固在外部的旋拧面33(图9)上。

根据图2的电动机2的设计方案相应于主马达模块3与在图1中在上方示出的插接器模块4的组合。插接器模块4具有形式为传感器板34的传感器，其置入壳体27中并且与传感器磁环18协同作用地提供涉及转子13的位置和/或旋转的信息。连接件22和联接元件31相对于电动机2的旋转轴线位于传感器板34的径向外部。在插接器模块4与主马达模块3之间的所有为了运行电动机2所需的电连接可以通过沿提到的模块3、4的并且进而沿整个电动机2的轴向方向简单接合插接器模块和主马达模块3来建立，其中，主马达模块3***插接器模块4中。这在使用两个其他的插接器模块5、6之一的情况下也是适用的。

在图1中在中间并且在图3中单独示出的插接器模块5与插接器模块4的差异是取消传感器板34。在该情况下设置了电动机2的无传感器的外部操控。

在图1中在下方并且在图4中单独示出的插接器模块6具有完整的电子控制器件35，电子控制器件布置在电路板36上，该电路板与传感器板34类似地置入壳体27中。与插接器模块4、5相比，插接器模块6是增大的。

通过主马达模块3的连接件22和插接器模块4、5、6的联接元件31实现例如随后借助图5和6阐述的绝缘刺破式连接37。

在连接件22内布置有绝缘线材38，电流可以通过绝缘线材输送至主马达模块3的绕组12。联接元件31以双臂钳的类型设计，该双臂钳的臂用39表示。如果插接器模块4、5、6从分离的位置(图5)移动到与主马达模块3连接的位置(图6)，那么两个臂39首先在移动经过线材时张开，其中，线材38的绝缘部受损，并且因此建立电接触。

在图7中，可详细看到滚动轴承23整合到主马达模块3中。滚动轴承23在所示的结构形式中设计为双列式角接触球轴承。备选地，滚动轴承23可以例如是单列的四点接触轴承。在每种情况下，滚动轴承23都是电动机2的唯一的支承装置。在插接器模块4、5、6中不存在滑动支承装置或滚动支承装置。

图8立体地示出插接器模块4的特征。除了三个传输电流用以给绕组12供能的导体带40以外，总体上还可看到较窄的导体带41，其用于电动机2与外部操控器之间的信号传输。较宽的导体带40和较窄的导体带41以相应弯折的形状从联接区段26引导通过壳体27。导体带40的沿电动机2的轴向方向取向的端部构造为绝缘刺破式连接37的部件，如在图5和6中示出的那样。相反地，在比较窄的导体带41的同样沿轴向方向取向的端部上形成在传感器板34上的压入触点。

整个电动机2具有密封环30作为唯一的静态密封件。如从图9得到的那样，密封环30在该实施例中具有近似菱形的横截面，其中，密封环在安装状态下接触钢置入件28、壳体27的塑料表面、壳体7的柱形的外壁8以及不属于电动机2的旋拧面33。因此得到在主马达模块3与插接器模块4、5、6之间的密封和在整个电动机2与旋拧面33之间的密封。

附图标记列表

1 安装套件

2 电动机

3 主马达模块

4 插接器模块

5 插接器模块

6 插接器模块

7 壳体、壳体罐

8 外壁

9 壳体底部

10 环形的凸肩

11 定子

12 绕组

13 转子

14 轴

15 转子底部

16 永磁体

17 空心柱形的区段

18 传感器磁环

19 槽销

20 下方的插接绝缘件

21 上方的插接绝缘件

22 连接件

23 滚动轴承

24 径向轴封环

25 驱动元件

26 联接区段

27 插接器模块的壳体

28 钢置入件

29 凸肩

30 密封环

31 插接器模块的联接元件

32 套筒

33 旋拧面

34 传感器、传感器板

35 电子控制器件

36 电路板

37 电连接、绝缘刺破式连接

38 线材

39 臂

40 导体带

41 导体带