执行器模块以及用于制造执行器模块的方法与流程

本发明涉及一种执行器模块，其至少由电机和应用模块组成，其中电机由定子和转子组成，其中转子直接滑动支承在定子上，并且定子和转子至少在内部的轴承面的区域中用塑料或其他低摩擦的材料围绕或制造。

此外，本发明涉及一种用于制造执行器模块的方法。

背景技术：

执行器形成机动车辆和商用车辆中的电子调节系统的主要部分。其任务是将控制设备的电信号转换为机械动作，例如线性移动或角度设定。执行器通常是电动发动机或电磁阀，其允许调节活门，调节液体的穿流并且例如在制动和转向系统中操作泵以形成压力。

此外，所述执行器在发动机控制装置和舒适系统中使用。

在低的燃料消耗和低的有害物质排放方面，日益增长的环境要求对现代车辆提出了越来越高的要求。尽管如此，客户仍希望获得最大功率和最佳的驾驶舒适性。只有使用功能强大的执行器才能满足这些要求，所述执行器准确地给发动机提供所需的燃料量，并精确地控制新鲜空气输送和废气回导以优化功率和有害物质特性。

在发动机控制中，执行器承担：调节空转转速、控制空气引导活门以优化扭矩和功率以及配给燃油以进行最佳燃烧。

此外，执行器舒适系统中例如用于车门的锁定和解锁，或者在远程操作油箱盖、后挡板、发动机盖和储物箱时使用。

由于采用各种设计的功能强大的执行器，近年来已经能够实现大量安全和辅助系统。

现有技术中的执行器具有电动机，其转子轴在定子的外部保持在至少一个轴承中。由此，至少由于该轴承增大了电机的结构空间。

从ch299046b1中已知一种电机，其中电机的有源的相对于彼此可运动的部件的彼此相对置的表面同时是旋转部件的轴承装置的引导面。所述面尤其能够经过加工或通过由特殊材料构成的层形成，并在机器运转期间在彼此上滑动。在此，为了降低摩擦并且为了使旋转部件在轴承装置的间隙中居中，能够设有液态或气态润滑剂。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是，提出一种用于车辆中的不同的应用的具有直接支承的电机的执行器

所述目的借助于一种执行器模块来实现，所述执行器模块至少由电机和应用模块组成，其中电机由定子和转子组成，其中转子直接滑动支承在定子上，并且定子和转子至少在内部的轴承面的区域中用塑料围绕，其中柱形的转子外面的塑料涂层具有如下结构，所述结构作为螺旋线连贯地在转子的结构高度上延伸。

通过轴承面的结构化使摩擦最小化，并且避免了轴承面发热。螺旋形状在此特别适合于简单的制造过程。

有利的是，转子抵靠定子预紧，以便因此实现转子在定子轴承面中的更好的定心。

尤其有利的是，转子通过由于偏心的定子和转子之间的磁通而引起的力预紧。因此，预紧仅在电动机中实现。

但是，替选地，也有利的是，转子通过力预紧到转子的轴上。于是，使用应用模块，转子的轴向预紧能够经由应用模块来实现，并且在电机中无需再采取任何预防措施。原则上，应用模块也能够接收所有轴向力。

在此，有利的是，转子抵靠进行定心的弹簧预紧。

转子外面的结构由沟槽和/或肋组成，这简化了通过注塑成型法的制造。

在此必要的是，至少一个沟槽和/或肋在转子的整个外罩上伸展。

有利地，电机的结构高度由定子的绕组头的高度确定而不再由转子的轴承来确定。

电机被应用模块的壳体部分覆盖从而不需要其自身的盖。

有利的是，转子是塑料注塑成型件。

转子包含注塑包封的磁体，所述磁体因此防丢失地固定并且在制造步骤中与转子本身一起铸造或注塑包封。

根据本发明的用于制造执行器模块的方法是，在柱形的工具中制造转子，并且通过将转子从工具中旋出来进行脱模。

附图说明

本发明接下来示例性地参照附图来描述。

图1示出一个示例性的实施方式的示意性视图，

图2示出所述实施方式的细节。

具体实施方式

在图1a中示意性地示出传统构型的具有电机1的执行器模块。

定子2围绕转子3，所述转子可旋转地支承在轴4上。转子牢固地与轴连接。轴可旋转地借助于滚珠轴承或者滑动轴承支承在轴承部位上。轴4支承在两个轴承部位5上。电动机的整个结构高度h从轴承5处的轴头延伸至第二轴承处的第二轴头。右边的虚线表示用于应用模块的连接平面6。在此，应用模块例如线性调节器，或者减速传动装置，以适合的方式安置。由此，将由电机与应用模块构成的组件理解为执行器模块。

在图1b中示出根据本发明的解决方案。定子2再围绕转子3，但是在轴4处在转子的左右两侧不再有分开的轴承部位。应用模块的连接平面6位于定子和转子的表面的平面中。转子的轴承装置在此直接通过定子2a和转子3a的彼此相对置的表面实现。

由此，电机的结构高度h1明显减小。

为了尤其有利地设计轴承面2a和3a并且对整个电机屏蔽外部影响，定子和转子都通过塑料材料注塑包封。作为材料，在此使用如下塑料，所述塑料特别适合于喷涂并且还具有润滑性质。这种材料诸如铁氟龙已用于滑动轴承中。在正常情况下，在两个塑料表面上一个轴承装置是足够的，因为执行器的电机不是永久运转的电机，而是仅针对切换过程而激活。因此，使用时间受到限制，并且不需要担心机器的热运转。

通过转子以其轴承面3a直接贴靠定子的轴承面2a的方式，减小了定子与转子之间的气隙从而实现了低磁阻。

当然，也可以经由润滑油或润滑脂进行润滑，以便减少摩擦损失并且尽可能防止塑料降解。

在图2中示出了根据本发明的解决方案的细节，其中在图中仅说明剖面的上部。电动机相对于中轴线a对称地构造。定子2围绕转子3，但是定子的结构高度hs相对于转子3的结构高度减小。在该实施例中，转子由塑料层围绕。塑料层8在此围绕转子的两个端面8a和柱形的外面8b。柱形的外面具有沟槽9，所述沟槽中断了塑料涂层或将其结构化。这些沟槽或肋螺旋状地安置在转子的柱形的外面上。也能够使用仅一个沟槽或肋，所述沟槽或肋于是螺旋状地在转子的整个柱形的外面上以多个转延伸。

但是也可行的是，使用在外面上具有不同的起始部位的、彼此平行的多个肋或沟槽。

将转子再次置于轴4上，所述轴通过密封件11向外密封。连接平面6在此直接位于端侧上的塑料涂层8a的表面上。在轴4的区域中，转子具有收缩部12a和12b，所述收缩部的结构高度在这些位置处减小。在收缩部12a中进行到应用模块上的连接，所述应用模块——在图中未示出——在连接平面6的右侧连接。收缩部12b用于容纳弹簧10，所述弹簧10作为圆顶弹簧通过其外边缘10a固定在转子中。弹簧在此已经能够直接一起注塑包封或者铸造。

磁体7安置在转子中。磁体是塑料粘结的磁体，或者是稀土磁铁。转子和磁体共同地被注塑包封或铸造。

转子的具有塑料材料的包罩部不必在整个转子上延伸。首先，仅在柱形的外面8b上构成塑料层是重要的。由沟槽9或螺旋状的肋表示的该外层用于支承定子2。定子绕组相对于转子3并非居中地安置。当线圈通电时，由此产生力f，所述力使转子沿着轴向方向抵靠定子预紧。

所述预紧克服弹簧10的弹簧力进行，所述弹簧除了保证转子在定子中的原本的滑动支承外，还保证径向的定心。此外，经由弹簧确保定子和转子端面之间的最小间距。弹簧尖端构成销钉10b，以至于在此实现点支承。

在一个替选的实施方式中，定子和转子彼此定心，并且预紧力经由应用模块和轴4施加到转子3上。

在另一替选的实施方式中，转子完全由塑料铸造而成。在此，所述结构，即沟槽或肋9，已经直接制造为塑料注塑成型件。在此尤其有利的是，已经预先安装在转子中的磁体7被简单地注塑包封。

在一个替选的实施方式中，在定子上安置有凹槽和沟槽。

此外，可以考虑如下实施方案，所述实施方案具有定子和/或转子的丙烯酸涂层，或者具有材料组合。

也可以考虑抛光表面，使得摩擦最小。

在另一实施方案中，附加地使用由非金属材料制成的磁体并且将其一起注塑包封。一个实例是panicnq，即一种非金属塑料，其在室温下具有亚铁磁性。

螺旋状设置的结构9也是特别有利的，这涉及其注塑成型的制造。不必打开如下工具以将转子脱模，在所述工具中，转子3要么作为金属构件被注塑包封要么完整地作为整个构件注塑。能够使用一件式的近似柱形的工具插入件，因为转子能够借助于旋转的脱模运动从工具中取下。

该方法也可应用于定子，其方式是：同样直接在注塑成型工具中制造沟槽。

附图标记列表

1电机

2定子

3转子

4轴

5轴承部位

6连接平面

2a定子的轴承面

3a转子的轴承面

7磁体

8塑料注塑包封部

8a端侧的塑料注塑包封部

8b塑料注塑包封部柱形的外面

9沟槽或肋

10弹簧

10a外边缘

10b销钉

11密封件

12a，12b收缩部

13应用模块

20执行器模块