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DE102009051979A1 - Elektromotor - Google Patents

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DE102009051979A1
DE102009051979A1 DE102009051979A DE102009051979A DE102009051979A1 DE 102009051979 A1 DE102009051979 A1 DE 102009051979A1 DE 102009051979 A DE102009051979 A DE 102009051979A DE 102009051979 A DE102009051979 A DE 102009051979A DE 102009051979 A1 DE102009051979 A1 DE 102009051979A1
Authority
DE
Germany
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electric motor
shielding
circuit board
sensor
motor according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102009051979A
Other languages
English (en)
Inventor
Olaf Dr. Simon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority to DE102009051979A priority Critical patent/DE102009051979A1/de
Publication of DE102009051979A1 publication Critical patent/DE102009051979A1/de
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

Elektromotor, wobei an einer Welle eine Maßverkörperung, insbesondere Dauermagnet, angeordnet ist,
wobei eine Einheit, insbesondere Steckeinheit, radial durch eine Ausnehmung im Motorgehäuse einschiebbar und mit dem Motorgehäuse verbindbar ist,
wobei in der Einheit eine Leiterplatte angeordnet ist, auf der zumindest ein Sensor zur Detektion der Maßverkörperung, insbesondere magnetfeldsensitive Sensoren zur Detektion der Winkelstellung des Dauermagneten angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Elektromotor.
  • Als Anordnungen zur Winkellageerkennung sind beispielsweise Resolver bekannt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor kompakt weiterzubilden, insbesondere auch für Wartung oder Montage in kompakter Weise.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor sind, dass an einer Welle eine Maßverkörperung, insbesondere ein Dauermagnet, angeordnet ist,
    wobei eine Einheit, insbesondere Steckeinheit, radial durch eine Ausnehmung im Motorgehäuse einschiebbar und mit dem Motorgehäuse verbindbar ist,
    wobei in der Einheit eine Leiterplatte angeordnet ist, auf der zumindest ein Sensor zur Detektion der Maßverkörperung, insbesondere magnetfeldsensitive Sensoren zur Detektion der Winkelstellung des Dauermagneten angeordnet sind.
  • Von Vorteil ist dabei, dass eine Montage der Steckeinheit zusammen mit der Elektronik aus radialer Richtung erfolgt. Somit ist ein entsprechender Raumbedarf in axialer Richtung nicht notwendig. Außerdem ist die Steckeinheit integriert mit Leistungsversorgungssteckverbinder ausführbar. Zusätzlich sind Signalleitungen im Steckverbinder übergebbar. Vorzugsweise ist hierbei das Ausgangssignal der Anordnung zur Erkennung der Winkellage des Dauermagneten vorsehbar. Somit ist der festgestellte Winkelwert übertragbar im selben Kabel wie auch die Versorgungsleitungen. Außerdem ist somit der Motor sehr kompakt ausführbar, insbesondere benötigt er in axialer Richtung sehr geringen Bauraum, obwohl er eine Winkelsensoranordnung umfasst. Darüber hinaus ist der zum Warten oder Montieren benötigte Bauraum in radialer Richtung klein.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Dichtung zwischen Einheit und Motorgehäuse vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass eine Abdichtung erreichbar ist, wobei beim Einführen der Steckeinheit die Dichtung dann wirksam wird, wenn auch die Steckverbindung mit Druckkontaktierung zu den Statorwicklungsleitungen hin wirksam wird. Dies ist im Übrigen simultan erreichbar mit einem Anschlag, der die radiale Position der Steckeinheit definiert.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung betätigt die Leiterplatte beim Einführen der Einheit ins Motorgehäuse einen Druckkontakt, insbesondere einen Federdruckkontakt, der mit Statorwicklungsdraht elektrisch verbunden ist, betätigt oder in eine Buchsenleiste eingesteckt wird, wobei die Statorwicklung mit Kontakten der Buchsenleiste verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine Kontaktierung in sicherer Weise erreichbar ist. Außerdem ist die Kontaktierung dann hergestellt, wenn die Dichtung wirksam ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leiterplatte mit einem Steckverbinderteil bestückt oder verbunden, welches mit einem Gegensteckverbinderteil verbindbar ist, das zumindest mit Versorgungsleitungen verbunden ist, insbesondere das mit Signalleitungen und Versorgungsleitungen verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass als Anschlusskabel ein Hybridkabel verwendbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist bei der Anordnung zur Winkellageerkennung einer Welle wichtig, dass an der Welle ein erstes Abschirmteil drehfest verbunden ist, wobei an einer von der Welle abgewandten Seite zumindest ein Dauermagnet angeordnet ist,
    wobei ein stationär angeordnetes, zweites Abschirmteil auf der axial von der Welle abgewandten Seite angeordnet und vom ersten Abschirmteil sowie vom Dauermagnet beabstandet angeordnet ist,
    wobei zwischen zweitem Abschirmteil und erstem Abschirmteil und Dauermagnet eine Leiterplatte angeordnet ist, auf der magnetfeldsensitive Sensoren angeordnet sind.
  • Von Vorteil ist dabei, dass eine gute Abschirmung mit geschlossenem oder fast geschlossenem Gehäuserealisierbar ist. insbesondere sind von außen stammende Magnetfelder ablenkbar von den Sensoren. Somit ist das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert und es sind weniger Fehler bewirkbar. Beispielsweise ist die Anordnung in einem Elektromotor mit Bremse vorsehbar, wobei die Bremse eine Bremsspule aufweist, deren Magnetfelder auch durch die Rotorwelle in Richtung der Anordnung gelenkt werden. Dadurch, dass jedoch das erste Abschirmteil direkt auf der Welle montierbar ist, ist ein effektives Ablenken auch der durch die Welle herangeführten Magnetfelder bewirkbar und somit eine verbesserte Abschirmung erreicht.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die magnetfeldsensitiven Sensoren einen Hall-Sensor, einen Kreuz-Hall-Sensor, Impulsdrahtsensor und/oder einen Wiegand-Sensor. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Kreuz-Hall-Sensors die Erkennung der aktuellen Winkellage der Welle durchführbar ist und mittels des Wiegand-Sensors die Erkennung der absoluten Anzahl von Umdrehungen bestimmbar ist. Die mit den Sensoren verbundene, vorzugsweise auch auf der Leiterplatte vorgesehene Auswerteschaltung zur Auswertung der Sensorsignale ist auch aus dem Wiegand-Sensor versorgbar. Denn die Signale des Wiegand-Sensors enthalten jeweils derart viel Energie, dass die Auswerteschaltung oder zumindest ein Teil hiervon versorgbar ist. Dabei ist als Teil derjenige Teil wichtig, der ein Inkrementieren oder Dekrementieren eines Speicherinhaltes erlaubt, um die absolute Anzahl der Umdrehungen zu hinterlegen. Die Auswerteschaltung ist auch an einen Feldbus anschließbar, um die ermittelten Daten an weitere Feldbusteilnehmer zu übermitteln. Alternativ ist die Auswerteschaltung auch mit einer Umrichterelektronik verbindbar zur Berücksichtigung der ermittelten Winkelinformation beim Regeln des AUS DER Umrichterschaltung versorgten Elektromotors.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kreuz-Hall-Sensor axial mittig angeordnet auf der dem Dauermagnet zugewandten Seite der Leiterplatte, insbesondere wobei der Kreuz-Hall-Sensor in einer Ebene angeordnet ist, deren Normale parallel zur Wellenachse ausgerichtet ist, wobei zwei Hall-Sensoren des Kreuz-Hall-Sensors senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Bestimmung der Winkellage mit hoher Genauigkeit ausführbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Normale der Leiterplatte parallel zur Wellenachse ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass eine Montage in einfacher Weise ermöglicht ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf der von dem Dauermagnet abgewandten Seite der Leiterplatte ein Wiegand-Sensor angeordnet, insbesondere wobei der Wiegand-Sensor, also Impulsdraht-Sensor, senkrecht zur Wellenachse ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Erkennung der Anzahl der absoluten Umdrehungen der Welle ausführbar ist und/oder eine Versorgung der Auswerteschaltung oder zumindest eines Teils der Auswerteschaltung zur Auswertung der Sensorsignale aus dem Sensorsignal heraus ausführbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest eines der Abschirmteile oder es sind die Abschirmteile plattenförmig oder eben ausgestaltet. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders kostengünstige Herstellung ermöglicht ist. Um eine dennoch gute Abschirmung zu erreichen wird die radiale Ausdehnung der Abschirmteile vorzugsweise größer oder sehr viel größer als die radiale Ausdehnung der Dauermagnete und/oder der Sensoren auf der Leiterplatte oder der Leiterplatte ausgeführt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Abschirmteile topfförmig ausgestaltet. Von Vorteil ist dabei, dass eine besonders effektive Abschirmung erreicht ist.
  • Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung sind die Abschirmteile in axial voneinander beabstandeten Bereichen angeordnet, insbesondere wobei ein Spalt zwischen den Abschirmteilen im Wesentlichen sich radial und in Umfangsrichtung erstreckt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Montage in radialer Richtung ausführbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das zweite Abschirmteil eine seitliche Öffnung auf, aus der die Leiterplatte herausragt, insbesondere wobei Anschlussvorrichtungen für elektrische Leitungen am herausragenden Teil der Leiterplatte angeordnet sind, insbesondere wobei die Anschlussvorrichtungen als Steckverbinderteile ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine wartungsfreundliche Schnittstelle geschaffen ist und ein einfaches Anschließen von elektrischen Leitungen ermöglicht ist. Insbesondere ist auch der im Topfinneren des zweiten Teils vorgesehene Teil der Leiterplatte mit Vergussmasse vergießbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Abschirmteile aus weichmagnetischem Material gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine effektive Abschirmung in einfacher und kostengünstiger Weise erreichbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Abschirmteil an der Welle formschlüssig, insbesondere schraubverbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine zentral angeordnete Schraube die mittige, also wellenachsensymmetrische, Zentrierung ermöglicht. Die Festlegung in Umfangsrichtung erfolgt mittels eines in Umfangsrichtung formschlüssigen Verbindungsmittels, wie beispielsweise Nase, Kerbe, Nut oder dergleichen.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt das erste Abschirmteil zumindest einen oder zwei Dauermagnete auf, wobei die Magnetisierungsrichtung in axialer Richtung oder entgegen der axialen Richtung vorgesehen ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine schnelle und einfache Montage zweier Dauermagnete ausführbar ist. Dabei sind die Dauermagnete mit hoher Feldstärke ausführbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Dauermagnete auf gleichem nicht verschwindendem Radialabstand angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass bei der symmetrischen Anordnung der Dauermagnete nur wenige Winkelfehler verursacht werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am ersten Abschirmteil ein magnetisierbares Teil, insbesondere ein Ferritpartikel enthaltendes Kunststoffteil, angeordnet, dessen erster Teilbereich in axialer Richtung und dessen weiterer Teilbereich entgegen der axialen Richtung magnetisiert ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfach herstellbares zweites Abschirmteil mit eingespritztem oder eingestecktem Kunststoffkörper vorgesehen ist. Dabei ist die Magnetisierung des Kunststoffkörpers auch erst nach dem Einspritzen oder Einstecken ausführbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich der erste Teilbereich in einem ersten Winkelbereich in Umfangsrichtung, insbesondere 0° bis 180°, und der zweite Teilbereich in einem zweiten Winkelbereich in Umfangsrichtung, insbesondere 180° bis 360°. Von Vorteil ist dabei, dass nur geringe Winkelfehler bei der Bestimmung der Winkellage der Welle verursacht werden.
  • Wichtige Merkmale bei dem Elektromotor mit einer vorbeschriebenen Anordnung sind, dass der Elektromotor einen Stator und/oder eine Bremsspule einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse umfasst,
    wobei der Stator und die Bremsspule auf der der Leiterplatte abgewandten Seite des ersten Abschirmteils angeordnet ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass die Anordnung nahe an der Bremse oder nahe am Stator anordenbar ist, obwohl dieses hohe Magnetfeldstärken erzeugen, die ohne Abschirmung zu Fehlsignalen führen könnten.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
    In der 1 ist ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem eine Winkelsensoranordung von einem fast umschießenden magnetischem Abschirmgehäuse umgeben ist, wobei das Abschirmgehäuse aus einem ersten Abschirmteil 3 und einem zweiten Abschirmteil 1 zusammengesetzt ist.
  • In der 2 ist eine Draufsicht auf das zweite Abschirmteil 1 gezeigt, so dass eine in dieses Abschirmteil 1 eingelegte Leiterplatte sichtbar ist.
  • In der 3 ist zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Abschirmgehäuse aus zwei im Wesentlichen ebenen Abschirmteilen (30, 31) zusammengesetzt ist.
  • In der 4 ist eine symbolische Draufsicht auf das erste Abschirmteil (3, 31) gezeigt, wobei zwei oberflächenmagnetisierte Dauermagnete 4 gezeigt sind.
  • In der 5 ist für eine zur 5 alternative Ausführung eine symbolische Draufsicht auf das erste Abschirmteil (3, 31) gezeigt, wobei statt der beiden Dauermagnete 4 ein Ferritteilchen enthaltender, entsprechend magnetisierter Körper 60 gezeigt ist, insbesondere wobei der Körper oberflächenmagnetisiert ist.
  • In 6 ist der Einbau einer Steckeinheit 66 mit vorgenannten Teilkomponenten gezeigt.
  • In der 1 ist an dem axialen Ende der Welle 5, insbesondere die Welle eines Elektromotors, ein erstes topfförmiges Abschirmteil 3 vorgesehen. Vorzugsweise ist dieses Abschirmteil 3 rotationssymmetrisch ausgeführt. Im Abschirmteil 3, insbesondere auf dem Boden des Topfes, sind Dauermagnete vorgesehen. Vorzugsweise ist ein erster dieser Dauermagnete 4 in axialer Richtung und ein zweiter entgegen der axialen Richtung magnetisiert. Beide Dauermagnete weisen denselben Radialabstand zur Wellenachse auf.
  • Das Abschirmteil 3 ist mit der Welle 5 schraubverbunden mittels der mittig zur Wellenachse angeordneten Schraube 8.
  • Dem mit der Welle mitdrehbaren Abschirmteil 3 axial gegenüber stehend ist ein stationär angeordnetes topfförmiges zweites Abschirmteil 1 vorgesehen, das mit dem ersten Abschirmteil 3 zusammen im Wesentlichen ein geschlossenes Gehäuse bildet. Zwischen den beiden Abschirmteilen ist ein kleiner Spalt vorgesehen, um Berührung bei der Drehbewegung auszuschließen unter Berücksichtigung von thermisch bedingten Längenänderungen und Fertigungstoleranzen. Der Spalt erstreckt sich in radialer Richtung und in Umfangsrichtung, so dass die Abschirmteile in axialer Richtung einen Abstand zueinander aufweisen. Die Abschirmteile (1, 3) sind aus weichmagnetischem Material gefertigt und lenken somit magnetische Felder, die vom Raumbereich der Welle 5 her kommen oder direkt durch die aus Stahl ausgeführte Welle 5 herangeführt werden um die Sensoranordnung herum, wodurch eine abschirmende Wirkung erzielt wird.
  • Die Sensoranordnung umfasst auch eine Leiterplatte 2, die mit elektronischen Bauelementen bestückt ist. An einem begrenzten Bereich am Umfang des zweiten Abschirmteils 1 ist eine Öffnung vorgesehen, so dass die Leiterplatte 2 nach Einlegen in den Aufnahmebereich des zweiten Abschirmteils 1 einerseits des Topfboden bedeckt und andererseits durch die Öffnung herausragt, so dass elektrische Anschlüsse zum Verbinden von elektrischen Leitungen von außen zugänglich sind.
  • Auf der der Welle 5 zugewandten Seite der Leiterplatte 2 ist ein Kreuzhallsensor 6 befestigt. Dieser umfasst zwei senkrecht zur Achse der Welle ausgerichtete, in Umfangsrichtung senkrecht zueinander angeordnete Hall-Sensoren, so dass eine Erkennung der Winkellage, also der Winkelstellung der Welle 5, ausführbar ist. Außerdem ist auf der der Welle 5 abgewandten Seite der Leiterplatte 2 ist ein Wiegandsensor 7 befestigt, so dass die Anzahl der Umdrehungen der Welle feststellbar ist. Dabei ist der Wiegandsensor 7 senkrecht zur Welle ausgerichtet.
  • Auf diese Weise ist also eine Winkellagenerkennung ermöglicht, bei der einerseits die aktuelle Winkellage der Rotorwelle im Raum und außerdem die absolute Anzahl der Umdrehungen der Welle seit Start des Betriebs erkennbar ist.
  • Die Normalenrichtung der Leiterplatte 2 ist parallel zur Wellenachse ausgerichtet.
  • Die Abschirmteile bilden also sozusagen eine Haube oder ein Gehäuse, so dass von außen kommende Magnetfelder ableitbar sind vom Inneren der Haube beziehungsweise des Gehäuses. Somit ist die Anordnung zur Lageerkennung ungestört von äußeren Feldern. Diese sind insbesondere erzeugbar vom Stator eines Elektromotors, der die Anordnung umfasst, und/oder von einer Bremsspule einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse des Elektromotors. Vorzugsweise sind diese felderzeugenden Komponenten auf der der Welle zugewandten Seite des ersten Abschirmteils angeordnet. Eine Kante der Haube beziehungsweise des Gehäuses ist nahe an der Kante der Dauermagnete angeordnet, so dass eine besonders wirksame Abschirmung erreichbar ist.
  • Vorzugsweise endet der axial vom ersten Abschirmteil überdeckte Bereich an derselben axialen Position wie auch der von den Dauermagneten überdeckte Bereich.
  • Das topfförmige zweite Abschirmteil 1 ist zusammen mit der Leiterplatte 2 und einer Steckeinheit 60 mechanisch gemeinsam verbunden, so dass dieser Verbund aus radialer Richtung kommend einbaubar ist in das Motorgehäuse 65, wie in 6 ähnlich gezeigt.
  • Wie in 2 gezeigt, ist die Leiterplatte 2 in das topfförmige zweite Abschirmteil 1 auf der der Welle 5 zugewandten Seite eingelegt. Die Befestigung der Leiterplatte 2 ist mittels Schraubverbindung oder Verguss gewährleistbar. An einer seitlichen Öffnung der Topfwandung des zweiten Abschirmteils 1 ist die Leiterplatte 2 herausgeführt und nimmt dort Anschlussvorrichtungen auf zur Verbindung von elektrischen Leitungen, die zu einem Umrichter oder einem Feldgerät führen. Diese Verbindung ist auch als Steckverbindung vorteilhaft ausführbar.
  • Wie in 3 gezeigt, ist statt der topfförmigen Abschirmteile (1, 3) eine flache Ausführung der beiden Abschirmteile (30, 31) vorteilhaft. Somit ist eine kostengünstigere Herstellung der Anordnung erzielbar. Auf diese Weise werden die von der Wellenseite her kommenden Felder im Wesentlichen in radiale Richtung umgelenkt, also von der Anordnung in radialer Richtung weg.
  • 4 zeigt für die vorgenannten Ausführungsbeispiele nach den 1 bis 3 eine erste Anordnung von Dauermagneten 4, die auf einem nicht verschwindenden Radialabstand zur Wellenachse angeordnet sind und in axialer Richtung beziehungsweise entgegen der axialen Richtung magnetisiert sind. Die Dauermagnete 4 sind am Topfboden des Abschirmteils 3 befestigt.
  • Alternativ zur 4 ist auch eine dauermagnetische Anordnung nach 5 vorteilhaft. Hierbei wird ein Magnetkörper, wie beispielsweise ein Kunststoffkörper mit eingemischten Ferritteilchen, vorsehbar, der in einem ersten Winkelbereich in Umfangsrichtung in axialer Richtung magnetisiert ist und in einem restlichen Winkelbereich entgegen der Umfangsrichtung magnetisiert ist. Der Kunststoffkörper ist entweder eingespritzt oder eingesetzt in das erste Abschirmteil.
  • Die Topfwand, also Seitenwandung des Topfes, ist auch als Kragen bezeichenbar.
  • Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel weist das erste Abschirmteil eine Nut oder eine Kerbe auf, so dass die Winkellage bei Montage an der Welle eindeutig festlegbar, indem die Welle eine entsprechende Erhebung aufweist.
  • Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist das zweite Abschirmteil an seiner Seitenwandung mit mehreren voneinander beabstandeten Ausnehmungen, insbesondere kammförmigen Ausnehmungen, ausgeführt, so dass Stifte oder Flächensegmente der Leiterplatte durch die Ausnehmungen herausragen. Auf diese Weise sind wiederum Anschlussvorrichtungen zum Anschließen weiterer elektrischer Leitungen anbringbar, wie beispielsweise auch Steckverbinderteile. Es sind aber auch weitere elektronische Bauelemente auf den herausragenden Bereichen anordenbar.
  • Das erste Abschirmteil hat bei allen Ausführungsbeispielen vorzugsweise die Gestalt eines Rotationskörpers.
  • Das zweite Abschirmteil hat bei allen Ausführungsbeispielen vorzugsweise die Gestalt eines Rotationskörpers mit Ausnahme der Öffnungen oder Ausnehmungen.
  • Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist das zweite Abschirmteil samt Leiterplatte und Sensoren als Einheit entnehmbar oder einführbar in ein Gehäuse eines Elektromotors. Auf diese Weise ist ein Elektromotor mit Erfassungssystem für die Rotorwellenwinkellage herstellbar, wobei das erste Abschirmteil mit Dauermagnetmaterial gemäß den Figuren ausgeführt ist. Die genannte Einheit ist als Einheit mit einer Steckeinheit 66 ausführbar, wie in 6 näher dargestellt ist.
  • Gemäß 6 ist das zweite Abschirmteil 30 samt Leiterplatte mit Sensoren in einer Richtung, die senkrecht zur Wellenachse liegt, verschiebbar angeordnet, so dass eine Montage aus dieser Richtung heraus ermöglicht ist.
  • Dabei wird in eine Ausnehmung des Motorgehäuses 65 die Einheit aus Steckeinheit 66, Leiterplatte und Abschirmteil von radial außen kommend eingeführt bis zu einem Anschlag. Zwischen Motorgehäuse 65 und Steckeinheit 66 ist eine Dichtung 61 vorgesehen.
  • Diese Einheit umfasst auch die Leiterplatte 2, welche an ihrem nach radial unten gerichteten Endbereich metallische Leiterbahnenbereiche aufweist, die als Zungen einsteckbar sind in eine im Motor vorgesehene Buchsenleiste 64, an welche die Statorleitungen verbunden sind.
  • Auf diese Weise ist über ein außerhalb des Motorgehäuses 65 angeordneten, im Flanschteil 66 vorgesehenen Steckverbinderteil mit Steckerkontakten 62 eine Versorgung des Stators ermöglicht, indem von außen kommend ein Gegensteckverbinderteil in die Steckeinheit 66 eingesteckt wird. Somit sind dann die Versorgungsleitungen verbindbar mit den Steckerkontakten 62, die über Leiterbahnen der Leiterplatte 2 mit den genannten Zungenbereichen der leiterglatte steckverbindbar sind mit der Buchsenleiste 64 und somit mit den Statorleitungen der Statorwicklung 63.
  • Erfindungsgemäß ist ein einfacher Austausch der Elektronik mittels Austauschens der Einheit Steckeinheit 66 in radialer Richtung ermöglicht.
  • Die Welle 5 ist als Rotorwelle im Motorgehäuse 65 gelagert.
  • Das Einschieben der Steckeinheit 66 ins Motorgehäuse 65 bewirkt also nicht nur ein dichtes Verbinden sondern auch eine elektrische Verbindung zu der Statorwicklung 63.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Zweites Abschirmteil, insbesondere weichmagnetisches erstes Abschirmteil
    2
    Leiterplatte
    3
    Erstes Abschirmteil, insbesondere weichmagnetisches erstes Abschirmteil
    4
    Dauermagnet
    5
    Welle, insbesondere Rotorwelle
    6
    Kreuzhallsensor
    7
    Wiegandsensor
    8
    Schraube
    30
    Zweites Abschirmteil, insbesondere weichmagnetisches erstes Abschirmteil
    31
    Erstes Abschirmteil, insbesondere weichmagnetisches erstes Abschirmteil
    60
    Kunststoffkörper mit Ferritteilchen
    61
    Dichtung
    62
    Steckerkontakte
    63
    Statorwicklung
    64
    Buchsenleiste
    65
    Motorgehäuse
    66
    Flanschdosenteil

Claims (16)

  1. Elektromotor dadurch gekennzeichnet, dass an einer Welle eine Maßverkörperung, insbesondere Dauermagnet, angeordnet ist, wobei eine Einheit, insbesondere Steckeinheit, durch eine Ausnehmung im Motorgehäuse einschiebbar, insbesondere radial einschiebbar, und mit dem Motorgehäuse verbindbar ist, wobei in der Einheit ein Sensor zur Detektion der Maßverkörperung angeordnet ist, insbesondere magnetfeldsensitive Sensoren zur Detektion der Winkelstellung des Dauermagneten angeordnet sind, insbesondere wobei die Einheit eine Leiterplatte umfasst, auf der der Sensor oder die Sensoren angeordnet sind.
  2. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit einen Sensor zur Erfassung der Winkellage der Welle aufweist und einen Sensor zur Erfassung der Gesamtanzahl der Umdrehungen der Welle.
  3. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung zwischen Einheit und Motorgehäuse vorgesehen ist und/oder dass der Sensor einen nicht verschwindenden Abstand zur Maßverkörperung aufweist.
  4. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte beim Einführen der Einheit ins Motorgehäuse einen Druckkontakt betätigt, insbesondere einen Federdruckkontakt, der mit Statorwicklungsdraht elektrisch verbunden ist, betätigt oder in eine Buchsenleiste eingesteckt wird, wobei die Statorwicklung mit Kontakten der Buchsenleiste verbunden sind.
  5. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte mit einem Steckverbinderteil bestückt ist oder verbunden ist, welches mit einem Gegensteckverbinderteil verbindbar ist, das zumindest mit Versorgungsleitungen verbunden ist, insbesondere das mit Signalleitungen und Versorgungsleitungen verbunden ist.
  6. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle ein erstes Abschirmteil drehfest verbunden ist, wobei an einer von der Welle abgewandten Seite zumindest der Dauermagnet angeordnet ist, wobei ein stationär angeordnetes, zweites Abschirmteil auf der axial von der Welle abgewandten Seite angeordnet und vom ersten Abschirmteil sowie vom Dauermagnet beabstandet angeordnet ist, wobei zwischen zweitem Abschirmteil und erstem Abschirmteil und Dauermagnet eine Leiterplatte angeordnet ist, auf der die magnetfeldsensitiven Sensoren angeordnet sind.
  7. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetfeldsensitiven Sensoren einen Hall-Sensor, einen Kreuz-Hall-Sensor, Impulsdrahtsensor und/oder einen Wiegand-Sensor umfassen und/oder dass der Kreuz-Hall-Sensor axial mittig angeordnet ist auf der dem Dauermagnet zugewandten Seite der Leiterplatte, insbesondere wobei der Kreuz-Hall-Sensor in einer Ebene angeordnet ist, deren Normale parallel zur Wellenachse ausgerichtet ist, wobei zwei Hall-Sensoren des Kreuz-Hall-Sensors senkrecht zueinander ausgerichtet sind und/oder dass die Normale der Leiterplatte parallel zur Wellenachse ausgerichtet ist.
  8. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von dem Dauermagnet abgewandten Seite der Leiterplatte ein Wiegand-Sensor angeordnet ist, insbesondere wobei der Wiegand-Sensor, also Impulsdraht-Sensor, senkrecht zur Wellenachse ausgerichtet ist.
  9. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmteile plattenförmig oder eben ausgestaltet sind oder dass die Abschirmteile topfförmig ausgestaltet sind.
  10. Elektromotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmteile in einem axialen Bereich überlappen, insbesondere wobei ein Spalt zwischen den Abschirmteilen im Wesentlichen sich axial und in Umfangsrichtung erstreckt
  11. Elektromotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmteile in axial voneinander beabstandeten Bereichen angeordnet sind, insbesondere wobei ein Spalt zwischen den Abschirmteilen im Wesentlichen sich radial und in Umfangsrichtung erstreckt
  12. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abschirmteil eine seitliche Öffnung aufweist, aus der die Leiterplatte herausragt, insbesondere wobei Anschlussvorrichtungen für elektrische Leitungen am herausragenden Teil der Leiterplatte angeordnet sind, insbesondere wobei die Anschlussvorrichtungen als Steckverbinderteile ausgeführt sind.
  13. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmteile aus weichmagnetischem Material gefertigt sind und/oder dass das erste Abschirmteil an der Welle formschlüssig, insbesondere schraubverbunden, ist.
  14. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abschirmteil zumindest einen oder zwei Dauermagnete aufnimmt, wobei die Magnetisierungsrichtung in axialer Richtung oder entgegen der axialen Richtung vorgesehen ist, insbesondere wobei die Dauermagnete auf gleichem nicht verschwindendem Radialabstand angeordnet sind.
  15. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Abschirmteil ein magnetisierbares Teil, insbesondere ein Ferritpartikel enthaltendes Kunststoffteil, angeordnet ist, dessen erster Teilbereich in axialer Richtung und dessen weiterer Teilbereich entgegen der axialen Richtung magnetisiert ist, insbesondere wobei sich der erste Teilbereich in einem ersten Winkelbereich in Umfangsrichtung, insbesondere 0° bis 180°, und der zweite Teilbereich in einem zweiten Winkelbereich in Umfangsrichtung, insbesondere 180° bis 360°, erstreckt.
  16. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor einen Stator und/oder eine Bremsspule einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse umfasst, wobei der Stator und die Bremsspule auf der der Leiterplatte abgewandten Seite des ersten Abschirmteils angeordnet ist.
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