CN107787545A - 电动机设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动机设备、尤其是无刷直流电动机设备，具有至少一个绕组单元(12)、至少一个控制电子单元(14)和至少一个温度测量单元(16)，所述至少一个温度测量单元具有至少一个温度测量元件(18)，所述至少一个温度测量元件布置在所述控制电子单元(14)上、尤其布置在所述控制电子单元(14)的电路板(50)上。本发明提出，所述温度测量单元(16)包括至少一个不同于气隙地构造的导热元件(20)，该导热元件使所述绕组单元(12)的至少一个绕组元件(22)和所述至少一个温度测量元件(18)相互连接。

Description

电动机设备
背景技术
已知电动机设备、尤其是无刷直流电动机设备，该电动机设备包括至少一个绕组单元、至少一个控制电子单元和至少一个温度测量单元，其中，温度测量单元具有至少一个温度测量元件，该温度测量元件布置在控制电子单元上、尤其布置在控制电子单元的电路板上。
发明内容
本发明涉及一种电动机设备、尤其是无刷直流电动机设备，所述电动机设备具有至少一个绕组单元、至少一个控制电子单元和至少一个温度测量单元，该温度测量单元具有至少一个温度测量元件，该温度测量元件布置在控制电子单元上，尤其布置在控制电子单元的电路板上。
本发明提出，温度测量单元包括不同于气隙地构造的至少一个导热元件，该导热元件使绕组单元的至少一个绕组元件和所述至少一个温度测量元件相互连接。优选地，导热元件具有大于0.1W/(m*K)、尤其大于1W/(m*K)、有利地大于5W/(m*K)并且特别有利地大于10W/(m*K)的热导率。优选地，导热元件设置用于至少在绕组单元和温度测量元件之间导热(热扩散或传导)。“设置”应尤其理解为专门地设计和/或专门地配备。一个元件和/或一个单元设置用于确定的功能，这应尤其理解为：所述元件和/或所述单元在至少一个应用和/或运行状态中满足和/或实施该确定的功能。优选地，导热元件这样构型，使得直接在至少一个绕组元件的表面上测量的温度和在导热元件的表面上(该表面布置在导热元件的朝向温度测量元件的一侧上)测量的温度的相关系数具有大于0.7、优选大于0.9并且特别优选大于0.94的值。优选地，导热元件具有低的热阻、尤其是小于0.1(m2*K)/W的热阻。优选地，导热元件由电绝缘材料制成。尤其至少在导热元件布置在至少一个绕组元件和/或至少一个温度测量元件上时，所述导热元件能够以液态或者固态构型存在。
温度测量元件优选构造为温度探测器。特别优选地，温度测量元件构造为负温度系数热敏电阻(NTC，negative temperature coefficient)。但是也可以考虑，温度测量元件具有本领域技术人员看来有意义的其他构型，例如构型为正温度系数热敏电阻、测量电阻、半导体温度传感器等。
优选地，控制电子单元至少设置用于控制和/或调节电动机设备的至少一个电动机参数，例如转速、扭矩、换向等。控制电子单元优选包括电路板，在该电路板上至少布置有至少用于控制和/或调节至少一个电动机参数的控制电子单元的电子构件、尤其是半导体构件。控制电子单元的电路板优选构造为印刷电路板，尤其构造为SMD印刷电路板(SurfaceMounted Device Leiterplatte，表面贴装器件式印刷电路板)。完全特别优选地，控制电子单元的电路板构造为霍尔传感器电路板，在该霍尔传感器电路板上尤其布置有控制电子单元的至少一个构造为霍尔传感器元件的电子构件。也可以考虑，控制电子单元包括多个霍尔传感器元件，所述霍尔传感器元件布置在控制电子单元的电路板上。至少一个霍尔传感器元件优选设置用于感测电动机设备的转子的磁通量，以便能够控制和/或调节电动机设备的至少一个电动机参数。霍尔传感器元件尤其布置在电动机设备的定子的区域中。
电动机设备、尤其是无刷直流电动机设备特别优选设置用于结合便携式工具机、尤其是可通过蓄电池运行的便携式工具机使用和/或装入便携式工具机、尤其是可通过蓄电池运行的便携式工具机中。但是也可以考虑，电动机设备、尤其是无刷直流电动机设备设置用于结合园林加工机使用和/或装入到园林加工机中。绕组单元优选构造为线圈单元，该线圈单元尤其具有本领域技术人员已知的构型。电动机设备可以包括围绕电动机设备的转子布置的单个绕组单元或者多个绕组单元，所述绕组单元围绕电动机设备的转子尤其均匀分布地布置或者所述绕组单元被电动机设备的转子包围。
借助于电动机设备的根据本发明的构型，可以有利地实现电动机设备的、尤其在电动机设备的定子上的高质量的温度测量。可以有利地实现在进行电动机设备上的、尤其电动机设备的定子上的温度测量时的过程可靠性。可以有利地实现与实际存在于至少一个绕组元件上的温度高度相关的温度测量。
此外提出，导热元件至少部分贴靠在至少一个绕组元件上并且至少部分贴靠在至少一个温度测量元件上。导热元件优选包括至少一个接触面，所述接触面贴靠在所述至少一个绕组元件上。但是也可以考虑，接触面贴靠在绕组单元的多个绕组元件上。优选地，导热元件包括至少一个另外的接触面，所述另外的接触面贴靠在至少一个温度测量元件上。但是也可以考虑，所述另外的接触面贴靠在温度测量单元的多个温度测量元件上。优选地，所述至少一个绕组元件由铜制成。但是也可以考虑，所述至少一个绕组元件由本领域技术人员看来有意义的其他材料制成。绕组单元的所有绕组元件由铜制成。借助于根据本发明的构型，可以有利地实现在所述至少一个导热元件和所述至少一个温度测量元件之间可靠的导热。可以有利地实现精确的温度感测。
此外提出，导热元件可弹性变形地构造。“可弹性变形”应尤其理解为元件的以下特性，该特性能够实现所述元件的反复变形，而由此不会机械地损坏或破坏所述元件，其中，所述元件尤其在变形之后自主地努力重新回到原始形状。借助于根据本发明的构型，可以有利地使得导热元件能够适配于所述至少一个绕组元件和/或所述至少一个温度测量元件的外轮廓。可以有利地实现导热元件和至少一个绕组元件和/或至少一个温度测量元件之间大的接触面。
此外提出，至少在控制电子单元的安装状态中、尤其至少在控制电子单元安装在绕组单元上的状态中，导热元件至少在很大程度上包围所述至少一个温度测量元件。优选地，沿着周向方向观察，导热元件包围所述至少一个温度测量元件达到所述温度测量元件的总周向延伸尺度的至少10％以上、优选至少30％以上并且特别优选至少70％以上。也可以考虑，至少在控制电子单元的安装状态中、尤其至少在控制电子单元安装在绕组单元上的状态中，导热元件完全包围所述至少一个温度测量元件。借助于根据本发明的构型，可以实现从导热元件到所述至少一个温度测量元件上的有利的导热。
此外提出，导热元件至少在所述至少一个绕组元件的朝向控制电子单元的一侧上固定在所述至少一个绕组元件上。绕组元件优选在所述至少一个绕组元件的朝向控制电子单元的一侧上借助于材料锁合连接固定在所述至少一个绕组元件上。但是也可以考虑，替代地或附加地，导热元件在所述至少一个绕组元件的朝向控制电子单元的一侧上借助于形状锁合连接和/或材料锁合连接固定在所述至少一个绕组元件上。借助于根据本发明的构型，可以特别有利地实现导热元件在所述至少一个绕组元件上的可靠布置。可以有利地实现导热元件的防丢失布置。
此外提出，导热元件至少在一侧上具有粘接层。但是也可以考虑，导热元件在多个侧上具有粘接层。优选地，导热元件在至少一个实施例中仅在导热元件的一侧上具有粘接层。导热元件尤其在至少一个另外的实施例中在导热元件的两个相互背离的侧上分别具有粘接层。借助于根据本发明的构型能够有利地实现导热元件的简单安装。
此外提出，电动机设备、尤其是电动机设备的转子具有转子轴线，其中，沿着至少基本上平行于转子轴线走向的方向观察，导热元件至少部分、尤其完全布置在绕组单元和控制电子单元、尤其是控制电子单元的电路板之间。“基本上平行”在此应尤其理解为一方向相对于参考方向(尤其在一个平面中)的定向，其中，所述方向相对于参考方向具有尤其小于8°、有利地小于5°并且特别有利地小于2°的偏差。借助于根据本发明的构型，可以实现导热元件在绕组单元和所述至少一个温度测量元件上特别有利的贴靠，因为由于控制电子单元、尤其控制电子单元的电路板在绕组单元上的布置能够实现导热元件的有利的压缩。
此外提出，尤其在电动机设备的至少一个实施例中，绕组单元至少部分地通过导热元件来注塑包封。优选地，导热元件在该实施例中构造为多组分导热元件。可以有利地实现在导热元件和绕组单元之间的大接触表面。
此外提出，导热元件具有按照肖式硬度OO值小于或等于60的硬度。特别优选地，导热元件具有按照肖式硬度OO值小于或等于50的硬度。借助于根据本发明的构型可以实现导热元件与所述至少一个绕组元件和/或所述至少一个温度测量元件的外轮廓的有利适配。
此外，提出一种具有至少一个根据本发明的电动机设备的便携式工具机、尤其是钻锤和/或凿锤。优选地，便携式工具机构造为可通过蓄电池运行的便携式工具机。但是也可以考虑，便携式工具机构造为可连接电缆运行的便携式工具机。“便携式工具机”在此应尤其理解为用于加工工件的工具机，该工具机可以由操作者无需运输机地运输。便携式工具机尤其具有小于40kg、优选小于10kg并且特别优选小于5kg的质量。特别优选地，便携式工具机构造为钻锤和/或凿锤。但是也可以考虑，便携式工具机具有本领域技术人员看来有意义的其他构型，例如构型为钻机、圆锯机、刨机、园林加工机等。
在此，根据本发明的电动机设备和/或根据本发明的便携式工具机不应局限于上面所述的应用和实施例。根据本发明的电动机设备和/或根据本发明的便携式工具机尤其可以为了满足在此所述的作用原理而具有与各个元件、构件和单元在此所提到的数量不同的数量。此外，在该公开中所给出的值范围中位于所提到的边界内部的值也应视为公开的和可任意使用的。
附图说明
其他优点由下面的附图说明给出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书包含大量呈组合形式的特征。本领域技术人员也会符合目的地单个观察这些特征并且概括成有意义的其他组合。
附图示出：
图1以示意性视图示出具有根据本发明的电动机设备的根据本发明的便携式工具机，
图2以示意性视图示出根据本发明的电动机设备的剖面图，
图3以示意性视图示出根据本发明的电动机设备的绕组单元、控制电子单元和温度测量单元的爆炸视图，和
图4以示意性视图示出本发明电动机设备的温度测量单元的导热元件的布置的详细视图。
具体实施方式
图1示出便携式工具机30，该便携式工具机构造为钻锤和/或凿锤。但是也可以考虑，便携式工具机30具有本领域技术人员看来有意义的其他构型，例如构型为钻机、磨削机、链锯、修剪锯、多功能机、刨机、草坪修剪机、草坪割草机等。便携式工具机30优选构造为可通过蓄电池运行的便携式工具机。但是也可以考虑，便携式工具机30构造为可连接电缆运行的便携式工具机。在图1示出的实施例中，便携式工具机30包括至少一个冲击机构设备32。此外，便携式工具机30包括工具机壳体34，在该工具机壳体上在前部区域36中布置有便携式工具机30的工具接收元件38，用于接收插入式工具40。工具接收元件38优选构造为卡头或工具接收装置。在背离前部区域36的一侧42上，便携式工具机30包括主手柄44，用于引导便携式工具机30并且用于将操作者的力传递到便携式工具机30上。便携式工具机30还实施有可松脱的附加手柄46。附加手柄46可以通过卡锁连接装置和/或本领域技术人员看来有意义的其他连接装置可松脱地固定在工具机壳体34上，尤其可松脱地固定在工具接收元件38的区域中。
便携式工具机30包括至少一个电动机设备10。电动机设备10构造为无刷直流电动机设备。但是也可以考虑，电动机设备10具有本领域技术人员看来有意义的其他构型。电动机设备10尤其设置用于产生驱动力矩并且用于借助于冲击机构设备32产生冲击脉冲。至少为了产生冲击脉冲，电动机设备10的驱动力矩可以通过便携式工具机30的驱动单元48传递到冲击机构设备32上。但是也可以考虑，便携式工具机30与驱动单元48去耦合地构造，并且电动机设备10为了产生冲击脉冲基本上直接作用到冲击机构设备32上。冲击机构设备32的冲击脉冲能够以本领域技术人员已知的方式产生。通过驱动单元48，用于产生插入式工具40的旋转运动的驱动力矩可以通过冲击机构设备32的构造为锤管的引导元件(这里未详细示出)和/或通过冲击机构设备32的布置在工具接收元件38上的转动携动元件(这里未详细示出)传递到工具接收元件38上。
图2示出在电动机设备10从便携式工具机30拆下的状态中所述电动机设备10的剖面图。电动机设备10包括至少一个绕组单元12、至少一个控制电子单元14和至少一个温度测量单元16，该温度测量单元具有至少一个温度测量元件18，该温度测量元件布置在控制电子单元14上。温度测量单元16至少设置用于测量绕组单元12的温度。所述至少一个温度测量元件18布置在控制电子单元14的电路板50上。所述至少一个温度测量元件18构造为温度探测器、尤其构造为电子温度传感器。所述至少一个温度测量元件18构造为热敏电阻。但是也可以考虑，温度测量元件18构造为本领域技术人员看来有意义的其他温度探测器。所述至少一个温度测量元件18在电路板50的朝向绕组单元12的一侧上布置在电路板50上。但是也可以考虑，所述至少一个温度测量元件18在本领域技术人员看来有意义的其他位置上布置在电路板50上。此外可以考虑，温度测量单元16包括多个温度测量元件18，所述温度测量元件布置在电路板50上。
控制电子单元14设置用于控制和/或调节电动机设备10的至少一个电动机参数，例如转速、扭矩、换向等。电路板50构造为霍尔传感器电路板，在该霍尔传感器电路板上布置有控制电子单元14的至少一个霍尔传感器元件52。霍尔传感器元件52以本领域技术人员已知的方式至少设置用于感测电动机设备10的转子56的磁通量。霍尔传感器元件52在电路板50的朝向绕组单元12的一侧上布置在电路板50上。但是也可以考虑，电路板50具有本领域技术人员看来有意义的其他构型，并且替代于或附加于霍尔传感器元件52，在电路板50上布置有控制电子单元14的、本领域技术人员看来有意义的其他电子和/或光学构件。控制电子单元14、尤其至少控制电子单元14的电路板50布置、尤其固定在绕组单元12上、尤其在绕组单元12的支承元件54上(图3)。优选地，控制电子单元14、尤其至少控制电子单元14的电路板50借助于力锁合连接和/或材料锁合连接、尤其借助于螺纹连接固定在支承元件54上。绕组单元12至少部分地形成电动机设备10的定子。转子56以本领域技术人员已知的方式相对于绕组单元12、尤其相对于定子可转动地受支承。转子56包括至少一个磁性元件58、尤其至少一个永磁体。磁性元件58在这里所述的实施例中被绕组单元12包围。但是也可以考虑，磁性元件58在电动机设备10的替代构型中至少部分地包围绕组单元12。
温度测量单元16包括至少一个不同于气隙地构造的导热元件20，该导热元件使绕组单元12的至少一个绕组元件22和所述至少一个温度测量元件18相互连接。所述至少一个绕组元件22优选构造为铜丝，该铜丝构成电动机设备10的线圈的至少一部分。所述至少一个绕组元件22以本领域技术人员已知的方式布置在绕组单元12的支承元件54上。电动机设备10、尤其是电动机设备10的转子56包括转子轴线26，其中，沿着至少基本上平行于转子轴线26走向的方向28观察，导热元件20至少部分布置在绕组单元12和控制电子单元14之间。沿着至少基本上平行于转子轴线26走向的方向28观察，导热元件20至少部分布置在所述至少一个绕组元件22和所述至少一个温度测量元件18之间。尤其在电动机设备10功能正常的状态下，导热元件20至少部分地贴靠在所述至少一个绕组元件22上并且至少部分地贴靠在所述至少一个温度测量元件18上。温度测量单元16可以包括多个导热元件20，其中，导热元件20的数量尤其相应于温度测量元件18的数量。但是也可以考虑，给单个温度测量元件18配属超过至少一个导热元件20或者给单个导热元件20配属超过至少一个温度测量元件18。
导热元件20可弹性变形地构造。导热元件20具有按照肖式硬度OO值小于或等于60、尤其小于或等于50的硬度。导热元件20尤其构造为所谓的导热填隙或者缝隙填充材料。导热元件20至少在所述至少一个绕组元件22的朝向控制电子单元14的一侧上固定在所述至少一个绕组元件22上(图3和4)。至少在控制电子单元14的安装状态中、尤其至少在控制电子单元14的电路板50布置在绕组单元12上的状态中，导热元件20至少在很大程度上包围所述至少一个温度测量元件18(图4)。导热元件20至少在很大程度上贴靠在温度测量元件18的外轮廓上、尤其贴靠在外面上。导热元件20尤其通过将温度测量元件18挤压到导热元件20上(由于电路板50在绕组单元12上的安装)而至少在很大程度上贴靠在温度测量元件18的外轮廓上、尤其贴靠在外面上。此外，通过导热元件20的压入(由于电路板50在绕组单元12上的安装)可以尤其有利地实现降低振动的特性。温度测量元件18的振动(Abschwingen)的可能性可以有利地保持小，或者可以有利地防止温度测量元件18的振动。
导热元件20至少在一侧上具有粘接层24(图4)。尤其在导热元件20布置在绕组单元12上的状态中，导热元件20尤其至少在导热元件20的朝向绕组单元12的一侧上具有粘接层24。替代地或附加地可以考虑，粘接层24布置在导热元件20的朝向温度测量元件18的一侧上，或者导热元件20具有两个粘接层24，其中，所述粘接层24中的一个粘接层在导热元件20上布置在导热元件20的朝向绕组单元12的一侧上，并且所述粘接层24中的另一个粘接层在导热元件20上布置在导热元件20的朝向温度测量元件18的一侧上。替代地可以考虑，绕组单元12、尤其是所述至少一个绕组元件22至少部分地通过导热元件20来注塑包封。在电动机设备10的这种构型中，导热元件20优选由多组分材料构造，其中，导热元件20在注塑过程之后是这样有弹性的，使得由于将温度测量元件18挤压到导热元件20上，导热元件20至少在很大程度上包围温度测量元件18。同样可以考虑导热元件20的本领域技术人员看来有意义的其他构型。

Claims (10)

1.电动机设备、尤其是无刷直流电动机设备，具有至少一个绕组单元(12)、至少一个控制电子单元(14)和至少一个温度测量单元(16)，所述至少一个温度测量单元具有至少一个温度测量元件(18)，所述至少一个温度测量元件布置在所述控制电子单元(14)上、尤其布置在所述控制电子单元(14)的电路板(50)上，其特征在于，所述温度测量单元(16)包括至少一个不同于气隙地构造的导热元件(20)，该导热元件使所述绕组单元(12)的至少一个绕组元件(22)和所述至少一个温度测量元件(18)相互连接。
2.根据权利要求1所述的电动机设备，其特征在于，所述导热元件(20)至少部分地贴靠在所述至少一个绕组元件(22)上并且至少部分地贴靠在所述至少一个温度测量元件(18)上。
3.根据权利要求1或2所述的电动机设备，其特征在于，所述导热元件(20)能弹性变形地构造。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电动机设备，其特征在于，至少在所述控制电子单元(14)的安装状态中，所述导热元件(20)至少在很大程度上包围所述至少一个温度测量元件(18)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电动机设备，其特征在于，所述导热元件(20)至少在所述至少一个绕组元件(22)的朝向所述控制电子单元(14)的一侧上固定在所述至少一个绕组元件(22)上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电动机设备，其特征在于，所述导热元件(20)至少在一侧上具有粘接层(24)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电动机设备，其特征在于，存在转子轴线(26)，其中，沿着至少基本上平行于所述转子轴线(26)走向的方向(28)观察，所述导热元件(20)至少部分地布置在所述绕组单元(12)和所述控制电子单元(14)之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电动机设备，其特征在于，所述绕组单元(12)至少部分地通过所述导热元件(20)注塑包封。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电动机设备，其特征在于，所述导热元件(20)具有按照肖式硬度OO值小于或等于60的硬度。
10.便携式工具机，尤其是钻锤和/或凿锤，所述便携式工具机具有根据前述权利要求中任一项所述的至少一个电动机设备。
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