DE102004007354A1

DE102004007354A1 - Elektromotor für eine elektromechanische Lenkung

Info

Publication number: DE102004007354A1
Application number: DE200410007354
Authority: DE
Inventors: Heiko Schumann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2005-09-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor für eine elektromechanische Lenkung, mit einem fest in einem Gehäuse angeordneten Stator, einen im Gehäuse drehbar gelagerten Rotor mit wenigstens einem Dauermagneten, einer Lenkstellwelle, die über eine Koppeleinrichtung mit den Vorderrädern des Fahrzeugs wirkverbunden ist, und mit einer einen Sensorrotor und einen Sensorstator aufweisenden Sensoreinrichtung. Um die Montage des Rotors zu erleichern, ist die Lenkstellwelle (7) als wenigstens einendig offene Hohlwelle ausgeführt. Diese wird mit dem Rotor (4), einem Lagerschild (8) mit einem Kugellager (14), einem Sensorstator (10) und einer Antriebsscheibe (11) zu einer Vormontageeinheit zusammengefasst und vermittels eines Führungsdornes (17), der in die Lenkstellwelle (7) eingeführt wird, in das Gehäuse (1) eingeschoben und in diesem in vorbestimmter Position festgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor für eine elektromechanische Lenkung für ein Fahrzeug, der Bestandteil einer Lenkunterstützungseinrichtung ist und von Stellsignalen einer Steuereinheit beaufschlagt wird.

Der in einer Lenkunterstützungseinrichtung verwendete Elektromotor weist üblicherweise einen mit einem Gehäuse fest verbundenen Stator und einen drehbar gelagerten Rotor auf, der eine Motorabtriebswelle (Lenkstellwelle) antreibt. Diese ist durch den Rotor geführt und drehfest mit diesem verbunden und läuft somit koaxial zu diesem um und verstellt über eine Koppeleinrichtung die Vorderräder im Fahrzeug. Die Koppeleinrichtung kann ein riemengetriebenes Schneckengetriebe mit einem Lenkungsstellelement sein, über das eine Zahnstange betätigt und ein Lenkungsvorgang unterstützt wird. Die dabei untersetzte Lenkstellwellendrehzahl ist mit einer entsprechenden Drehmomenterhöhung verbunden, die an der Zahnstange wirkt. Beispiele für Lenkunterstützungseinrichtungen finden sich in der DE 198 34 870 A1 und der DE 101 13 140 .

Die im Rotor eingesetzten Dauermagnete sind in der Regel so ausgelegt, dass diese ein sehr starkes Magnetfeld ausbilden. Dieses Magnetfeld kann bei der Montage des Elektromotors sehr problematisch sein, da die Gefahr besteht, dass es aufgrund der hohen Anziehungskräfte beim Einführen des Rotors in das mit dem Stator versehene Gehäuse zu einem Kontakt zwischen dem Rotor und dem Stator und zu Beschädigungen an diesen kommen kann. Dieser Gefahr kann dadurch begegnet werden, dass das Gehäuse bei der Montage zunächst beidseits geöffnet ist, der von der vorbestimmten Seite in das Gehäuse vermittels eines Werkzeuges eingeführte Rotor von der anderen Seite mit einem Haltewerkzeug gegriffen und, somit beidendig geführt, im Gehäuse positioniert wird. Diese Vorgehensweise ist aufwändig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Elektromotor für eine elektromechanische Lenkeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, dass die Montage des Rotors erleichtert durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung besteht darin, dass bei einem Elektromotor für eine elektromechanische Lenkung, der einen fest in einem Gehäuse angeordneten Stator, einen im Gehäuse drehbar gelagerten Rotor mit wenigstens einem Dauermagneten, eine Lenkstellwelle und eine Sensoreinrichtung für den Drehwinkel des Rotors im Gehäuse aufweist und dabei die Lenkstellwelle über eine Koppeleinrichtung mit den Vorderrädern des Fahrzeugs in Wirkverbindung steht, diese Lenkstellwelle als wenigstens einendig offene Hohlwelle ausgeführt ist.

Damit kann die Lenkstellwelle mit dem Rotor und weiteren an dieser angeordneten Bauteilen, insbesondere einem Lagerschild und einem an diesem angeordneten Kugellager für die Lenkstellwelle, durch ein insbesondere automatisiertes Werkzeug erleichtert geführt und als Vormontageeinheit im Gehäuse angeordnet werden. Diese erleichterte Führung vereinfacht die Montage des Elektromotors. Die Hohlwelle führt überdies zu einer Gewichtsverminderung des Elektromotors. Zudem kommt, dass dessen Gehäuse als Gehäusetopf mit einem Gehäusedeckel ausgebildet sein kann, wodurch sich ein zweiter Gehäusedeckel erübrigt und damit auch eine Dichtstelle mit einer Dichtung entfällt. Des Weiteren wird die Anzahl der zu montierenden Bauteile reduziert, was sich wiederum in einer Verkürzung der Montagezeit auswirkt. Vorteilhaft kann der Sensorstator am Lagerschild und der Sensorrotor drehfest an der Lenkstellwelle angeordnet sein, so dass auch die Sensoreinrichtung Bestandteil der Vormontageeinheit ist. Ebenso ist die Anordnung einer Antriebsscheibe als Bestandteil der Koppeleinrichtung auf der Lenkstellwelle als weiteres Bauteil der Vormontageeinheit von Vorteil.

Zur erleichterten Montage des Elektromotors ist die Innenseite der Stirnwand des Gehäusetopfes mit einem zentral an dieser angeordneten Führungszapfen versehen, mit dem ein Führungsdorn in Eingriff gebracht wird, der vorher in die hohle Lenkstellwelle der gebildeten Vormontageeinheit eingeführt wird. Dieser weist wenigstens die Länge der Lenkstellwelle auf, ist vorteilhaft jedoch länger als diese, und ist frontseitig mit einer Aufnahmeöffnung für den Führungszapfen versehen. Dieser Führungsdorn wird mit der Vormontageeinheit mit einem Werkzeug definiert und so weit in den Gehäusetopf eingeschoben, dass die Aufnahmeöffnung in Eingriff mit dem Führungszapfen gelangt. Anschließend werden, wenn der Führungsdorn länger als die Lenkstellwelle ist, die Vormontageeinheit auf dem Führungsdorn bis zum Anschlag des Lagerschildes an das Gehäuse verschoben, wodurch diese ihre vorbestimmte Position im Gehäuse einnimmt, und danach der Führungsdorn zurückgezogen. Die größere Länge des Führungsdornes führt zu einer Erhöhung der Prozesssicherheit. Schließlich wird das Gehäuse verschlossen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1: einen montierten Elektromotor,
2: eine mit einer Lenkstellwelle gebildete Vormontageeinheit für diesen,
3: einen Führungsdorn und
4: den Gehäusetopf des Elektromotors mit dem diesem zugeordneten Frontbereich der Vormontageeinheit.
Der in 1 gezeigte Elektromotor weist einen Gehäusetopf 1 mit einem Gehäusedeckel 2, im Gehäusetopf 1 einen fest angeordneten Stator 3, einen drehbar gelagerten Rotor 4 mit einem Magnetträger 5 und einem Dauermagneten 6, eine hohle, beidendig offene Lenkstellwelle 7, einen Lagerschild 8, eine aus einem Sensorstator 9 und einem Sensorrotor 10 gebildete Sensoreinrichtung zur Bestimmung des Drehwinkels der Lenkstellwelle 7, die mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung für den Elektromotor verbunden ist, und eine Antriebsscheibe 11 als Bestandteil eines Getriebes 12 für eine mit dem Elektromotor wirkverbundene Zahnstange 13 auf. Die Lenkstellwelle 7 ist am Lagerschild 8, der zwischen dem Gehäusetopf 1 und dem Gehäusedeckel 2 festgelegt ist, und an der Stirnwandung des Gehäusetopfes 1 mit jeweils einem Kugellager 14, 15 drehbar gelagert. Der Sensorstator 9 ist dabei am Lagerschild 8 und der Sensorrotor 10 an der Lenkstellwelle 7 befestigt. Im Zentrum der Innenseite der Stirnwandung des Gehäusetopfes 1 ist ein Führungszapfen 16 angeformt.
Die Lenkstellwelle 7 bildet mit dem Rotor 4, dem Magnetträger 5, dem Dauermagneten 6, dem Lagerschild 8, der Sensoreinrichtung 9/10 und der Antriebsscheibe 11 eine Vormontageeinheit, die in 2 dargestellt ist. Zur Montage dieser Vormontageeinheit wird der in 3 gezeigte Führungsdorn 17, der ein Griffstück 18 für ein Werkzeug und eine an der dem Griffstück 18 abgewandten Frontstirnseite ausgebildeten Aufnahmeöffnung 19 zum Eingriff mit dem Führungszapfen 16 aufweist, auf der Seite der Antriebsscheibe 11 in die Lenkstellwelle 7 eingeschoben, was in 4 angedeutet ist, und gemeinsam mit der Vormontageeinheit in den Gehäusetopf 1 so weit eingeführt, bis sich die Aufnahmeöffnung 19 im Eingriff mit dem Führungszapfen 16 befindet. Anschließend wird die Vormontageeinheit bis zum Anschlag des Lagerschildes 8 am Mantel des Gehäusetopfes 2 auf dem Führungsdorn 17 verschoben, danach wird der Führungsdorn 17 aus der Lenkstellwelle 7 und damit auch aus dem Gehäusetopf 1 herausgezogen. Damit ist die Vormontageeinheit im Gehäusetopf 1 in ihrer vorbestimmten Stellung angeordnet. Schließlich wird der Gehäusdeckel 2 aufgeschraubt.

1: Gehäusetopf
2: Gehäusedeckel
3: Stator
4: Rotor
5: Magnetträger
6: Dauermagnet
7: Lenkstellwelle
8: Lagerschild
9: Sensorstator
10: Sensorrotor
11: Antriebsscheibe
12: Getriebe
13: Zahnstange
14: Kugellager
15: Kugellager
16: Führungszapfen
17: Führungsdorn
18: Griffstück
19: Aufnahmeöffnung

Claims

Elektromotor für eine elektromechanische Lenkung, mit einem fest in einem Gehäuse angeordneten Stator, einen im Gehäuse drehbar gelagerten Rotor, einer Lenkstellwelle, die über eine Koppeleinrichtung mit den Vorderrädern des Fahrzeugs wirkverbunden ist, und mit einer einen Sensorrotor und einen Sensorstator aufweisenden Sensoreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkstellwelle (7) als wenigstens einendig offene Hohlwelle ausgeführt ist.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse als Gehäusetopf (1) ausgebildet und mit einem Gehäusedeckel (2) verschlossen ist.
Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkstellwelle (7) gehäusedeckelseitig mit einer Antriebsscheibe (11) als Bestandteil der Koppeleinrichtung versehen und im Bereich zwischen dieser und dem Rotor (4) an einem Lagerschild (8) und an ihrem der Antriebsscheibe (11) abgewandten Ende kugelgelagert ist.
Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung im Bereich des Lagerschildes (8) angeordnet ist, wobei der Sensorstator (9) am Lagerschild (8) und der Sensorrotor (10) drehfest an der Lenkstellwelle (7) gehaltert ist.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der geschlossenen Stirnwand innenseitig ein zentral angeordneter Führungszapfen (16) ausgebildet ist.
Verfahren zur Montage eines Elektromotors, bei dem eine aus einer Lenkstellwelle (7) mit einem Rotor (4), einem Lagerschild (8) mit einem Kugellager (14), einem Sensorrotor (10) und einer Antriebsscheibe (11) gebildete Vormontageeinheit in ein mit einem Stator (3) versehenes Gehäuse (1) eingeführt und in diesem vorbestimmt positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse als Gehäusetopf (1) und die Lenkstellwelle (7) als Hohlwelle ausgebildet wird, dass in diese (7) ein Führungsdorn (17) eingeführt wird, der mit der Vormontageeinheit bis zum Anschlag des Lagerschildes (8) an das Gehäuse (1) in dieses eingeschoben und anschließend der Führungsdorn (17) entfernt wird, und dass danach das Gehäuse (1) mit einem Gehäusedeckel (2) verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusetopf (1) an der Innenseite der Stirnwand mit einem zentral angeordneten Führungszapfen (16) versehen wird, dass der Führungsdorn (17) wenigstens die Länge der Lenkstellwelle (7) aufweist und frontseitig mit einer Aufnahmeöffnung (19) für den Führungszapfen (16) versehen und mit der Vormontageeinheit bis zum Eingriff der Aufnahmeöffnung (19) mit dem Führungszapfen (16) in das Gehäuse (1) eingeführt wird, dass die Vormontageeinheit am Führungsdorn (17) bis zum Anschlag des Lagerschildes (8) an das Gehäuse (1) in dieses eingeschoben und anschließend der Führungsdorn (17) entfernt wird.