CN106357057A - 带有电子地整流的驱动马达的电动工具机 - Google Patents

Abstract

在具有带有马达轴的电子地整流的驱动马达的电动工具机中，为所述驱动马达配设至少部分地在轴向端部（201）处设有绝缘体（220）的定子芯（210），其中，在所述绝缘体（220）的区域中布置有电路板（284），该电路板设有至少一个转动方向传感器（293）和至少一个温度传感器（289）以及用于电地接触所述至少一个转动方向传感器（293）和所述至少一个温度传感器（289）的接触元件（287），电路板（284）至少以局部的方式平行于马达轴（116）定向并且如此地布置在绝缘体（220）处，使得至少一个转动方向传感器（293）朝向马达轴。

Description

带有电子地整流的驱动马达的电动工具机

技术领域

本发明涉及电动工具机，该电动工具机具有带有马达轴的电子地整流的驱动马达，为所述驱动马达配设至少部分地在轴向端部处设有绝缘体的定子芯，其中，在所述绝缘体的区域中布置有电路板，该电路板设有至少一个转动方向传感器和至少一个温度传感器以及用于电地接触所述至少一个转动方向传感器和所述至少一个温度传感器的接触元件。

背景技术

从现有技术中已知这样的带有电子地整流的具有马达轴的驱动马达的电动工具机。在此，马达轴被定子芯包围，该定子芯设有绝缘体，其中，绝缘体两件式地构造并且在定子芯的轴向端部处分别布置有相应的绝缘体元件。此外，在定子芯的轴向端部处布置有电路板，该电路板垂直于马达轴的转动轴线定向。电路板具有至少一个用于产生转向信号的转动方向传感器和至少一个用于求取配设给驱动马达的马达绕阻的温度的温度传感器以及用于分别将所求取的信号传输给驱动马达的马达控制部的连接元件。电路板在定子芯处的布置方式要求准确的定向，以便实现求取比较准确的转向信号。

发明内容

本发明提供了新式的电动工具机，该电动工具机具有带有马达轴的电子地整流的驱动马达，为所述驱动马达配设至少部分地在轴向端部处设有绝缘体的定子芯，其中，在所述绝缘体的区域中布置有电路板，该电路板设有至少一个转动方向传感器和至少一个温度传感器以及用于电地接触所述至少一个转动方向传感器和所述至少一个温度传感器的接触元件。电路板至少以局部的方式平行于马达轴定向并且如此地布置在绝缘体处，使得至少一个转动方向传感器朝向马达轴。

本发明由此实现提供电动工具机，在该电动工具机中，比较准确的转向信号被求取并且能够提供给马达控制部，并且由此能够实现驱动马达和由此电动工具机的寿命的提高。

优选地，至少一个转动方向传感器布置在电路板的第一区域中，该区域至少以区段的方式圆节段状地构造并且同轴于马达轴布置。由此，能够简单地和保险地求取比较准确的转向信号。

按照一个实施方式，电路板的第一区域至少以区段的方式固定在绝缘体的所配设的空隙中。由此，能够实现电路板在绝缘体处的保险的和稳健的布置。

接触元件优选地布置在电路板的第二区域上，该区域至少近似地在定子芯的径向上定向。由此，接触元件能够以简单的方式和方法布置在电路板处。

电路板优选地是柔性的电路板，该电路板为了稳定和/或定位在绝缘体处而至少以区段的方式与稳定元件相连。由此，电路板能够稳定地且稳健地布置在绝缘体处并且通过稳定元件在该绝缘体处简单地定向。

优选地，稳定元件为了将电路板固定在绝缘体处具有至少一个定位区段。由此，能够以简单的方式和方法实现稳定元件并且由此电路板的定位。

稳定元件优选地构造为板件。由此，能够提供轻质的和在花费上有利的稳定元件。

电路板和稳定元件优选地彼此粘接。由此，所述电路板能够保险地和可靠地布置在稳定元件处。

按照一个实施方式，接触元件如此地布置在绝缘体处，使得该接触元件经过驱动马达的马达壳的空隙能够从马达壳的外部够及。由此，能够利用接触元件实现简单的和不复杂的接触。

优选地，至少一个温度传感器布置在电路板的第三区域中，该第三区域布置在电路板的第二区域处并且构造为能够运动至该第二区域。由此，该温度传感器能够以简单的方式和方法布置在所配设的测量区域中并且实现准确的和精准的温度测量。

第三区域优选地至少以局部的方式如此地布置在配设给驱动马达的马达绕阻处，使得为了测量马达绕阻的温度将至少一个温度传感器经过粘合连接部固定在该马达绕阻处。由此，能够以简单的方式和方法求取马达绕阻的准确的温度。

按照一个实施方式，配设给所述驱动马达的磁体元件突出于定子芯以及至少一个用于构造沿着定子芯的轴向的转向信号的转动方向传感器。由此，能够实现转向信号的准确的和相对无干扰的测量。

优选地，将电路板按照柔性的电路板的类型进行构造。由此，能够提供这样的电路板，该电路板至少以区段的方式匹配于稳定元件。

此外，本发明提供了带有用于电子地整流的驱动马达的电路板的传感器单元，该驱动马达具有马达轴，为所述驱动马达配设至少部分地在轴向端部处设有绝缘体的定子芯，其中，在所述绝缘体的区域中能够布置有电路板，并且该电路板设有至少一个转动方向传感器、至少一个温度传感器以及用于电地接触所述至少一个转动方向传感器和所述至少一个温度传感器的接触元件。电路板如此地能够固定在绝缘体处，使得该电路板至少以局部的方式平行于马达轴定向并且至少一个转动方向传感器朝向所述马达轴。

附图说明

本发明借助在附图中的实施例在后续的说明中具体地解释。图示：

图1是带有驱动马达以及带有定子组件的电动工具机的示意图，

图2是带有绝缘体的图1的定子组件的透视图，在该绝缘体处根据本发明布置有传感器单元，

图3是图2的根据本发明的传感器单元的正视图，

图4是图2和图3的根据本发明的传感器单元的后视图，

图5是图1的布置在马达壳中的带有根据本发明的图2至图4的传感器单元的驱动马达的透视的部分视图，

图6是从图2至图5的布置在所述绝缘体处的传感器单元的透视的部分视图，

图7是带有图2至图5的传感器单元的图1和图2的定子组件的剖视图，

并且图8是布置在绝缘体上的传感器单元的透视图。

具体实施方式

图1示出了设有工具容纳部150的电动工具机100，该电动工具机具有带有手柄126的壳110。按照一个实施方式，电动工具机100为了不依赖于电网地被进行电流供应而机械地和电地能够与电池包130相连。

电动工具机100有利地构造为蓄电池-旋转冲击螺丝刀（Akku-Drehschlagschrauber）。但是要指出的是，本发明不限于蓄电池-旋转冲击螺丝刀，而是其实能够使用在不同的电动工具机中，例如使用在螺丝刀、钻式螺丝刀、冲击钻孔机、锯、磨床、铣床中，不依赖于：是否电动工具机100不依赖于电网地利用电池包130能够驱动或依赖于电网地能够驱动。

在壳110中布置有被电池包130供以电流的、电的驱动马达114、传动机构118以及任选的冲击工具122。驱动马达114例如经过手控开关128能够促动，也即，能够接通且能够断开，并且优选地如此地能够电子地被控制或者说调节，使得能够实现逆向运行以及关于所期望的转动速度的预设。

按照一个实施方式，驱动马达114是电子地整流的驱动马达、优选是直流马达，其图解地具有定子组件和转子组件200或者说117。定子组件200有利地构造出外定子并且在图2中被具体说明。为了说明书的简洁性和简易性，省去了构造出内部转子的转子组件117的另外的说明。但是要指出的是，带有外部定子和内部转子的驱动马达的说明具有只不过示例的特性并且不理解为对本发明的限制，本发明也能够应用在带有内部定子和外部转子的驱动马达中。此外，为了简洁性和简易性也省去了电子地整流的驱动马达114的功能的说明，因为该说明对本领域技术人员而言充分已知。

驱动马达114经过所配设的马达轴116与传动机构118相连，该传动机构将马达轴116的转动转化为设置在传动机构118和冲击工具122之间的驱动元件120、例如传动轴的转动。这种转化优选地如此地进行，即驱动元件120相对于马达轴116以增大的转矩、但是减小的转速进行转动。驱动马达114图解地布置在马达壳115中并且传动机构118布置在传动机构壳119中，其中，传动机构壳119和马达壳115示例地布置在所述壳110中。

与驱动元件120相连的、任选的冲击工具122例如是转动式或者说旋转式冲击工具，其以较高的强度产生冲击式的转动脉冲并且传输至输出轴124例如从动主轴。这样的冲击工具从现有技术中充分公知，从而在此，为了说明的简洁性而省去冲击工具122的深入的说明。

在输出轴124处构造有工具容纳部150，该工具容纳部图解地设置用于容纳带有外多边形耦合部的嵌入式工具并且为了将这种嵌入式工具锁止在工具容纳部150的内部容纳部中而具有例如锁止套筒190。在此，工具容纳部150例如构造用于容纳按照螺丝刀头（Schrauberbit）的类型所构造的嵌入式工具170，该嵌入式工具具有带有构造在轴向的端部区域178中的耦合轮廓175的柄部176，该耦合轮廓被柄部176的多边形横截面、尤其六边形横截面和例如按照DIN 3126-E6.3设置在例如该柄部处的外部的环槽179形成。图解地是所谓的HEX类型的这样的螺丝刀头充分地从现有技术中已知，从而在此，为了说明的简洁性而省去深入的说明。但是要指出的是，本发明不限于使用HEX螺丝刀头，而是也能够依赖于工具容纳部150的相应地所选择的构造方案：例如HEX钻头使用另外的嵌入式工具或所谓的SDS快速嵌入式工具。

图2示出了图1的电动工具机100的电子地整流的驱动马达114的定子组件200，该定子组件图解地具有定子芯210，该定子芯至少以局部的方式设有绝缘体220。定子芯210例如具有多个相叠的分层的叠片并且利用绝缘体220形成多个定子齿、例如九个定子齿，其中为了附图的简易性和清楚性而仅四个地以附图标记270、272、274、276进行标识。要指出的是，定子芯210的带有叠片的或者说作为片组的构造方案仅具有示例的特性并且不视为本发明的限制。从而定子芯210能够例如也构造为软铁心。

在绝缘体220处优选地构造有马达绕阻区段260，以用于布置驱动马达114的马达绕阻（图5中的560）。马达绕阻（在图5中的560）在此能够例如通过任意的、合适的缠绕方法而缠绕到设有绝缘体220的定子芯210上并且优选地具有多个彼此连接的单个线圈。优选地，通过马达绕阻（图5中的560）将绝缘体220按照一个实施方式保持在定子芯210处。

绝缘体220示例地具有至少一个第一和第二绝缘体区段240、230，它们以定子芯210的彼此轴向地对置的端部201、202为出发点（在图2中从上部和下部）推接至该定子芯。为了简化说明，对于两个绝缘体区段240、230，示例地来说明第一绝缘体区段240。但是要指出的是，绝缘体220的带有两个绝缘体区段240、230的两件式的构造方案仅具有示例的特性并且不理解为对本发明的限制。此发明能够例如也应用在以单件方式的例如借助塑料注塑而构造的绝缘体也或者以多件方式的例如三件式的或四件式的绝缘体中。

图解地，在第一绝缘体区段240处优选地构造了至少一个和示例地九个外部的轴向的扩展部，为了附图的简洁性和清楚性利用附图标记232、234仅标识了其中的两个。这些能够在制造图1的驱动马达114时例如用于将定子组件200定向和紧固在图1的马达壳115中。此外，在绝缘体区段240处构造了至少一个且例如九个内部的轴向的扩展部，为了附图的简洁性和清楚性利用附图标记236、237仅标识了其中的两个。所述内部的轴向的扩展部236、237此外用于将所配设的马达绕阻（图5中的560）径向地固定在定子齿270、272、274、276处。要指出的是，绝缘体区段230、240仅示例地构造有外部的扩展部232、234和内部的扩展部236、237，但是也仅能够构造有外部的或内部的扩展部。此外，绝缘体区段230、240也能够不构造有扩展部。此外，扩展部也能够仅布置在绝缘体区段230、240之一处。

按照一个实施方式，在绝缘体220的区域中、在绝缘体区段230、240处、图解地在第一绝缘体区段240处布置有带有电路板284的传感器单元280，该传感器单元至少以局部的方式平行于马达轴116定向。电路板284设有至少一个、图解地设有三个转动方向传感器293、294、295并且具有至少一个温度传感器289以及用于电地接触转动方向传感器293、294、295以及温度传感器289的接触元件287。

按照一个实施方式，电路板284具有第一、第二和/或第三区域290、286、288。优选地，转动方向传感器293、294、295设有至少一个所配设的电容器297并且布置在电路板284的第一区域290中。转动方向传感器293、294、295例如按照霍尔传感器的类型进行构造并且能够用于针对图1的转子组件117的转动部位确定。

优选地，第一区域290至少以区段的方式圆节段状地构造并且同轴于马达轴116布置。在此，转动方向传感器293、294、295朝向马达轴116地布置。图解地，绝缘体220的内部的轴向的扩展部236、237具有用于布置所述角速度传感器293、294、295的空隙238，优选地，空隙238在内部的轴向的扩展部的朝向马达轴116的端部处减半了内部的轴向的扩展部236、237。此外，第一区域290至少以区段的方式布置在绝缘体220的或者说第一绝缘体区段240的所配设的空隙279中并且优选地至少近似地固定在里面。这种空隙279优选地构造在至少一个、图解地在所有九个内部的轴向的扩展部236、237处。此外，如此地构造空隙238，使得空隙279敞露在空隙238的区域中。

此外，第二区域286优选地至少近似定向在定子芯210的径向上，但是也能够定向在相对于定子芯210的任意其它的方向上。优选地，将接触元件287布置在第二区域286中，其中，第二区域286与第一区域290相连并且图解地向着定子芯210的轴向的第一端部201的方向突出于该第一区域。第二区域286却也能够布置在相对于第一区域290的高度上。优选地，在此，接触元件287如此地布置在绝缘体220处，使得该接触元件经过驱动马达114的马达壳115的空隙（在图5中的510）能够从马达壳115的外部够及。

此外，温度传感器289优选地布置在电路板284的第三区域288中，该区域布置在电路板284的第二区域286处并且优选地与该第二区域相连。此外，第三区域288优选地构造为能够向着第二区域286运动，从而实现温度传感器289在马达绕阻（图5中的560）处的可变的定位。在图2中图解地，第三区域288在第二区域286处向着定子芯210的方向或者说向着定子芯210的轴向的第二端部202的方向布置，但是也能够向着轴向的第一端部201的方向或者说从定子芯210离开地指向地布置，或者向着第一区域290的方向或者向着定子芯210的外周的方向布置。此外，第三区域288也能够布置在第一区域290处。由此，第三区域288至少以局部的方式如此地布置在马达绕阻（图5中的560）处，使得温度传感器289为了测量温度、优选地测量马达绕阻（图5中的560）的温度而固定在此马达绕阻处。在此，在图2中，第三区域288在第一位置中布置在定子芯210处或者说布置在在两个相邻的定子齿270、272、274、276之间的绕阻槽中。在此优选地，第三区域288和/或温度传感器289优选地经过粘合连接部固定在马达绕阻（图5中的560）处。

优选地，电路板284构造为柔性的电路板，该电路板为了稳定和/或定位在绝缘体220处而至少以区段的方式与稳定元件282相连。优选地，稳定元件282构造为板件，但是也能够由任意其它的材料、例如塑料构造。按照一个实施方式，电路板284和稳定元件282彼此粘接。

在此，稳定元件282至少构造用于稳定和/或定位第一、第二和/或第三区域290、286、288。优选地，稳定元件282类似于电路板284具有第一和第二部分区域292、283。第一部分区域292优选地至少以区段的方式、优选地完全地稳定和/或定位带有转动方向传感器293、294、295的电路板284的第一区域290，并且第二部分区域283至少以区段的方式、优选地完全地稳定和/或定位带有接触元件287的电路板284的第二区域286。在此，第一部分区域292类似于第一区域290至少以区段的方式圆节段状地构造，并且第二部分区域283类似于第二区域286至少近似地在定子芯210的径向上定向。要指出的是，稳定元件282的带有两个部分区域的构造方案仅具有示例的特性并且该稳定元件也能够稳定和/或定位电路板284的仅一个区域或电路板284的所有三个区域。

为了将电路板284固定在绝缘体220处，稳定元件282优选地具有至少一个、图解地三个定位区段296。优选地，每个定位区段296至少将稳定元件282经过紧固件298与绝缘体区段240的内部的轴向的扩展部236、237固定或者说固定在绝缘体区段240的紧固区段239处。为此，紧固区段239具有用于布置紧固件298的空隙（图6中的606），其中，紧固件298例如构造为螺栓、优选地构造为自攻的螺栓，但是也能够构造为任意其它的紧固件、例如夹头。此外，稳定元件282也能够焊接和/或粘接至绝缘体区段240。此外，优选地，至少一个内部的轴向的扩展部236、237具有用于将稳定元件282保险地布置在绝缘体220处的卡夹区段291。

图3示出了图2的传感器单元280并且显示了电路板284的三个区域290、286、288。此外，图3示出了电路板284在稳定元件282处的布置方式。

图4示出了图2和3的传感器单元280并且显示了稳定元件282或者说其两个部分区域292、283。此外，图4优选地示出了三个定位区段296，所述定位区段为了与绝缘体220紧固而具有各一个用于布置构造为螺栓的紧固元件298的空隙405。此外，图4图解地示出了稳定元件282的三个固定元件402，所述固定元件将电路板284或者说第一区域290稳定在转动方向传感器293、294、295的区域中。

图5示出了带有布置在马达绕阻区段260上的马达绕阻560且带有图1的马达壳115的图2的定子组件200。优选地，马达壳115具有至少一个空隙510，电路板284的接触元件287布置在该空隙中。由此，能够从马达壳115的外部够及接触元件287，从而传感器单元280的传感器信号优选地能够传导至电动工具机100的外部的马达控制部并且被处理。

图6示出了带有传感器单元280的图2的定子组件200并且显示了转动方向传感器293、294、295在绝缘体区段240的或者说绝缘体220的内部的轴向的扩展部236、237的空隙238中的布置方式。此外，图6显示了第一区域290在内部的轴向的扩展部236、237的空隙279中的布置方式以及通过该扩展部的卡夹区段291所实现的保险。此外，图6显示了绝缘体区段240的或者说扩展部236、237的紧固区段239，该紧固区段为了示例地布置紧固件298而具有空隙606。要指出的是，扩展部236、237的带有空隙606的或者说带有卡夹区段291的构造方案仅具有示例的特性并且不视为对本发明的限制。从而，扩展部236、237也能够具有仅一个空隙606或卡夹区段291和/或具有任意其它的紧固件以用于将电路板282保险地布置在绝缘体220处。

图7示出了带有配设给驱动马达114的磁体元件710的驱动马达114的定子组件和转子组件200、117。优选地，磁体元件710构造为环形磁体。优选地，磁体元件710突出于定子芯210和用于构造沿着定子芯210的轴向的或者说在该定子芯的朝向绝缘体240的轴向的第一端部201的端部处的转向信号的转动方向传感器293、294、295。由此，不中断和/或缩短了定子芯210的有效的长度。此外，通过定子芯210的突出，能够通过磁体元件710来实现匹配的场强。

图8示出了带有传感器单元280的图2的定子组件200，其中，电路板284的第三区域288布置在第二位置中。在此位置中，第三区域288从接触元件287离开地、向着稳定元件282的第二部分区域283的方向运动或者说翻折离开。在此，温度传感器289布置在马达绕阻560的区域中并且优选地经过粘合连接部固定在该马达绕阻处。此外，图8显示了稳定元件282的第二部分区域283在绝缘体220的外部的轴向的扩展部232的空隙806中的示例的布置方式。

Claims (14)

1.电动工具机（100），该电动工具机具有带有马达轴（116）的电子地整流的驱动马达（114），为所述驱动马达配设至少部分地在轴向端部（201）处设有绝缘体（220）的定子芯（210），其中，在所述绝缘体（220）的区域中布置有电路板（284），该电路板设有至少一个转动方向传感器（293）和至少一个温度传感器（289）以及用于电地接触所述至少一个转动方向传感器（293）和所述至少一个温度传感器（289）的接触元件（287），其特征在于，电路板（284）至少以局部的方式平行于马达轴（116）定向并且如此地布置在绝缘体（220）处，使得至少一个转动方向传感器（293）朝向马达轴（116）。

2.按照权利要求1所述的电动工具机，其特征在于，至少一个转动方向传感器（293）布置在电路板（284）的第一区域（290）中，该第一区域至少以区段的方式圆节段状地构造并且同轴于马达轴（116）布置。

3.按照权利要求2所述的电动工具机，其特征在于，电路板（284）的第一区域（290）至少以区段的方式固定在绝缘体（220）的所配设的空隙（279）中。

4.按前述权利要求中任一项所述的电动工具机，其特征在于，接触元件（287）布置在电路板（284）的第二区域（286）上，该第二区域至少近似地在定子芯（210）的径向上定向。

5.按前述权利要求中任一项所述的电动工具机，其特征在于，电路板（284）是柔性的电路板，该电路板为了稳定和/或定位在绝缘体（220）处而至少以区段的方式与稳定元件（282）相连。

6.按照权利要求5所述的电动工具机，其特征在于，稳定元件（282）为了将电路板（284）固定在绝缘体（220）处具有至少一个定位区段（296）。

7.按照权利要求5或6所述的电动工具机，其特征在于，稳定元件（282）构造为板件。

8.按照权利要求7所述的电动工具机，其特征在于，电路板（284）和稳定元件（282）彼此粘接。

9.按前述权利要求中任一项所述的电动工具机，其特征在于，接触元件（287）如此地布置在绝缘体（220）处，使得该接触元件经过驱动马达（114）的马达壳（115）的空隙（510）能够从马达壳（115）的外部够及。

10.按前述权利要求中任一项所述的电动工具机，其特征在于，至少一个温度传感器（289）布置在电路板（284）的第三区域（288）中，该第三区域布置在电路板（284）的第二区域（286）处并且构造为能够运动至该第二区域。

11.按照权利要求10所述的电动工具机，其特征在于，第三区域（288）至少以局部的方式如此地布置在配设给驱动马达（114）的马达绕阻（260）处，使得为了测量马达绕阻（260）的温度将至少一个温度传感器（289）经过粘合连接部固定在该马达绕阻处。

12.按前述权利要求中任一项所述的电动工具机，其特征在于，配设给所述驱动马达（114）的磁体元件（710）突出于定子芯（210）和至少一个用于构造沿着定子芯（210）的轴向的转向信号的转动方向传感器（293）。

13.按照前述权利要求中任一项所述的电动工具机，其特征在于，按照柔性的电路板的类型来构造电路板（284）。

14.传感器单元（280），该传感器单元带有用于电子地整流的驱动马达（114）的电路板（284），该驱动马达具有马达轴（116），为所述驱动马达配设至少部分地在轴向端部（201）处设有绝缘体（220）的定子芯（210），其中，电路板（284）能够布置在所述绝缘体（220）的区域中并且该电路板设有至少一个转动方向传感器（293）和至少一个温度传感器（289）以及用于电地接触所述至少一个转动方向传感器（293）和所述至少一个温度传感器（289）的接触元件（287），其特征在于，电路板（284）如此地能够固定在绝缘体（220）处，使得该电路板至少以局部的方式平行于马达轴（116）定向并且所述至少一个转动方向传感器（293）朝向马达轴（116）。