DE102006018693B4 - Electric machine - Google Patents

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Abstract

Elektrische Maschine (1), die als Scheibenläufer mit einem relativ zu einem zwei Teile aufweisenden Primärteil um eine Rotationsachse (3) verdrehbar gelagerten Sekundärteil ausgebildet ist, wobei das Sekundärteil eine Magnetscheibe (11) aufweist, die an ihren axialen Stirnseiten eine in Umfangsrichtung verlaufende Abfolge von abwechselnd in zueinander entgegengesetzte Richtungen magnetisierten permanentmagnetischen Magnetpolen aufweist, die über zwei axial zwischen den zwei Teilen des Primärteils und dem Sekundärteil angeordnete Luftspalte (13) mit einer an den zwei Teilen des Primärteils vorgesehenen Wicklung (5) magnetisch zusammenwirken, und mit einer Lagemesseinrichtung zur Erfassung der Lage des Sekundärteils relativ zu dem Primärteil, wobei die Lagemesseinrichtung mindestens einen an dem Primärteil angeordneten Magnetfeldsensor (14) zum Detektieren der Magnetpole aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnetfeldsensor (14) in einem radial außerhalb der Magnetscheibe (11) befindlichen Bereich ortsfest zu dem Primärteil angeordnet ist und das Sekundärteil beidseits der Magnetscheibe (11) an deren axialen Stirnseiten magnetisch leitfähige Deckbleche (15) auf der Magnetscheibe (11) aufweist, die radial über den Außenumfang der Magnetscheibe (11) vorstehen und mit dem Magnetfeldsensor (14) zusammenwirken.Electric machine (1), which is formed as a disc rotor with a relative to a primary part having two parts rotatably mounted about a rotation axis (3) mounted secondary part, wherein the secondary part has a magnetic disc (11), which at its axial end faces a circumferentially extending sequence of magnetized permanent magnet magnetic poles alternately in opposite directions, which magnetically cooperate with a winding (5) provided on the two parts of the primary part via two air gaps (13) arranged axially between the two parts of the primary part and the secondary part, and with a position measuring device for Detecting the position of the secondary part relative to the primary part, wherein the position measuring device has at least one arranged on the primary part magnetic field sensor (14) for detecting the magnetic poles, characterized in that the at least one magnetic field sensor (14) in a radially outward the magnetic disc (11) located region is fixed to the primary part and the secondary part on both sides of the magnetic disc (11) at its axial end faces magnetically conductive cover plates (15) on the magnetic disc (11) radially over the outer periphery of the magnetic disc (11) protrude and interact with the magnetic field sensor (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, die als Scheibenläufer mit einem relativ zu einem Primärteil um eine Rotationsachse verdrehbar gelagerten Sekundärteil ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dabei wird unter einer Rotationsachse eine mechanische Achse oder eine gedachte Gerade verstanden, um die das Primärteil und das Sekundärteil relativ zueinander verdrehbar sind.The invention relates to an electrical machine which is designed as a disc rotor with a relative to a primary part rotatably mounted about a rotation axis secondary part, according to the preamble of claim 1. In this case, a mechanical axis or an imaginary line understood by a rotation axis to which the primary part and the secondary part are rotatable relative to each other.

Eine derartige elektrische Maschine, bei der die Magnetpole von einer auf einer Welle angeordneten Magnetscheibe gebildet werden, die als Zwischenläufer zwischen zwei Statorhälften angeordnet ist, ist aus der Praxis bekannt. In Umfangsrichtung wechseln entgegengesetzt zueinander magnetisierte Magnetpole einander ab. Zwischen der Magnetscheibe und den Statorhälften ist beidseits der Magnetscheibe jeweils ein axial von einem Magnetfluss durchsetzter Luftspalt angeordnet. Der Stator hat einen weichmagnetischen Kern mit Nuten, die mit Wicklungsspulen bewickelt sind. In den Nuten sind Magnetfeldsensoren für eine Lagemesseinrichtung angeordnet, die zur Erfassung der Lage des Sekundärteils relativ zum Primärteil vorgesehen ist. In Abhängigkeit von einem mit Hilfe der Lagemesseinrichtung erfassten Lagemesssignal wird die Wicklung über eine Endstufe elektronisch kommutiert. Die elektrische Maschine hat den Nachteil, dass die Nuten relativ breit sind, damit der für die Magnetfeldsensoren benötigte Bauraum zur Verfügung steht. Die elektrische Maschine weist deshalb noch relativ große Abmessungen auf.Such an electric machine, in which the magnetic poles are formed by a magnetic disc arranged on a shaft, which is arranged as an intermediate between two stator halves, is known from practice. In the circumferential direction opposite magnetized magnetic poles alternate each other. Between the magnetic disk and the stator halves, an air gap penetrated axially by a magnetic flux is respectively arranged on both sides of the magnetic disk. The stator has a soft magnetic core with grooves wound with winding coils. In the grooves magnetic field sensors for a position measuring device are arranged, which is provided for detecting the position of the secondary part relative to the primary part. Depending on a position measurement signal detected with the aid of the position measuring device, the winding is electronically commutated via an output stage. The electrical machine has the disadvantage that the grooves are relatively wide, so that the installation space required for the magnetic field sensors is available. The electrical machine therefore still has relatively large dimensions.

Aus der Praxis kennt man auch bereits eine gattungsfremde, als Scheibenläufer ausgebildete elektrische Maschine, die als Lagemesseinrichtung einen Tachogenerator aufweist, der in Axialrichtung neben der aus dem Primärteil und dem Sekundärteil gebildeten Anordnung vorgesehen ist. Die elektrische Maschine weist in axialer Richtung relativ große Länge auf.From practice, one already knows a non-generic, designed as a disc rotor electric machine, which has a tachometer generator as a position measuring device, which is provided in the axial direction next to the arrangement formed from the primary part and the secondary part. The electric machine has a relatively large length in the axial direction.

Aus der US 4 633 149 A ist eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.From the US 4 633 149 A an electric machine according to the preamble of claim 1 is known.

Aus der JP S56-58 770A ist eine elektrische Maschine bekannt, die als Scheibenläufer mit einem relativ zu einem Primärteil um eine Rotationsachse verdrehbar gelagerten Sekundärteil ausgebildet ist. Das Sekundärteil weist eine Magnetscheibe auf, die an ihren axialen Stirnseiten eine in Umfangsrichtung verlaufende Abfolge von abwechselnd in zueinander entgegengesetzte Richtungen magnetisierten permanentmagnetischen Magnetpolen aufweist, die über einen axial zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil angeordneten Luftspalt mit einer an dem Primärteil vorgesehenen Wicklung magnetisch zusammenwirken, und mit einer Lagemesseinrichtung zur Erfassung der Lage des Sekundärteils relativ zu dem Primärteil, wobei die Lagemesseinrichtung einen an dem Primärteil angeordneten Magnetfeldsensor zum Detektieren der Magnetpole aufweist, wobei der Magnetfeldsensor in einem radial außerhalb der Magnetscheibe befindlichen Bereich ortsfest zu dem Primärteil angeordnet ist und wobei die Magnetscheibe auf einer axialen Seite eine Deckscheibe auf weist, von der in regelmäßigen Abständen Polbleche radial über den Außenumfang der Magnetscheibe vorstehen und mit dem Magnetfeldsensor zusammenwirken.From the JP S56-58 770A an electric machine is known, which is designed as a disc rotor with a relative to a primary part rotatably mounted about a rotation axis secondary part. The secondary part has a magnetic disk which has at its axial end faces a circumferentially extending sequence of alternating magnetized in opposite directions permanent magnetic magnetic poles, which interact magnetically via an axially disposed between the primary part and the secondary part air gap with a winding provided on the primary part, and with a position measuring device for detecting the position of the secondary part relative to the primary part, wherein the position measuring device comprises a arranged on the primary magnetic field sensor for detecting the magnetic poles, wherein the magnetic field sensor is located in a radially outboard of the magnetic disk area fixed to the primary part and wherein the Magnetic disc on an axial side of a cover plate has, protrude from the at regular intervals Polbleche radially over the outer circumference of the magnetic disk and with the magnetic field sensor together Act.

Es besteht deshalb die Aufgabe, eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine kompakte Abmessungen und eine kurze Bauform ermöglicht.It is therefore an object to provide an electrical machine of the type mentioned, which allows a compact size and a short design.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.This object is achieved by the measures specified in claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

In vorteilhafter Weise können dadurch die Nutschlitze des Primärteils relativ schmal ausgebildet sein, was kompakte Abmessungen der elektrischen Maschine ermöglicht. Da der mindestens eine Magnetfeldsensor radial außerhalb der Magnetscheibe vorgesehen ist, ermöglicht die elektrische Maschine außerdem eine kurze Bauform. Dank der Positionierung des Magnetfeldsensors radial weit außen, bewirken Montagetoleranzen des Magnetfeldsensors nur relativ kleine Messfehler.Advantageously, thereby the slot slots of the primary part can be made relatively narrow, which allows compact dimensions of the electric machine. Since the at least one magnetic field sensor is provided radially outside the magnetic disk, the electric machine also allows a short design. Thanks to the positioning of the magnetic field sensor radially far outside, assembly tolerances of the magnetic field sensor cause only relatively small measurement errors.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Sekundärteil beidseits der Magnetscheibe an deren axialen Stirnseiten magnetisch leitfähige Deckbleche auf der Magnetscheibe auf, die radial über den Außenumfang der Magnetscheibe vorstehende, jeweils einem Magnetpol zugeordnete Zähne haben, die beim Verdrehen des Sekundärteils relativ zu dem Primärteil axial beidseits an dem mindestens einen Magnetfeldsensor vorbeilaufen. Durch die Magnetscheibe wird einerseits eine gewisse Abschirmung des mindestens einen Magnetfeldsensors gegen ein beim Bestromen der Wicklung des Primärteils auftretendes magnetisches Störfeld erreicht, und andererseits wird ein Teil des von den Magnetpolen der Magnetscheibe erzeugten Magnetflusses über die Zähne gezielt zu dem Magnetfeldsensor geleitet. Beim Vorbeilaufen der Zähne am Magnetfeldsensors ergibt sich dann eine deutliche Änderung der vom Sensor erfassten Flussdichte, die zur Lagemessung ausgewertet werden kann. Die dünnen Deckbleche bestehen vorzugsweise aus einem weichmagnetisch hochpermeablen Werkstoff.In a preferred embodiment of the invention, the secondary part on both sides of the magnetic disc on the axial end faces magnetically conductive cover plates on the magnetic disc, the radially above the outer periphery of the magnetic disc protruding, each having a magnetic pole associated teeth axially relative to the primary part during rotation of the secondary part pass on both sides of the at least one magnetic field sensor. By means of the magnetic disk, on the one hand, a certain shielding of the at least one magnetic field sensor against a magnetic interference field occurring when the primary winding is energized is achieved, and on the other hand, part of the magnetic flux generated by the magnetic poles of the magnetic disk is directed to the magnetic field sensor via the teeth. As the teeth move past the magnetic field sensor, there is a significant change in the flux density detected by the sensor, which can then be evaluated for position measurement. The thin cover sheets are preferably made of a soft magnetically highly permeable material.

Vorteilhaft ist, wenn jeweils zwei paarweise einander zugeordnete Zähne unterschiedlicher Deckbleche in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind. Das Vorbeilaufen der Zähne an dem Magnetfeldsensor kann dann anhand des Lagemesssignals noch störungsfreier detektiert werden. Die tangentiale Breite der Zähne kann variieren, entspricht jedoch vorzugsweise der Polteilung minus einer kleinen Schlitzbreite oder einem Bruchteil der Polteilung. It is advantageous if in each case two pairs of mutually associated teeth of different cover plates are arranged in the axial direction one behind the other. The passage of the teeth on the magnetic field sensor can then be detected even more trouble-free on the basis of the position measurement signal. The tangential width of the teeth may vary, but preferably corresponds to the pole pitch minus a small slot width or a fraction of the pole pitch.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens ein Deckblech zumindest im Bereich der Zähne einen von einer Ebene abweichenden Verlauf auf, der derart gewählt ist, dass die lichte Weite zwischen den paarweise einander zugeordneten Zähnen kleiner ist als der Abstand der Deckbleche im Bereich der Magnetscheibe. Der mindestens eine Magnetsensor weist in diesem Fall eine geringere Dicke auf als die Magnetscheibe.In an expedient embodiment of the invention, at least one cover plate, at least in the area of the teeth, has a course deviating from a plane, which is selected such that the clear width between the teeth assigned in pairs is smaller than the distance between the cover plates in the region of the magnetic disk. The at least one magnetic sensor in this case has a smaller thickness than the magnetic disk.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Deckbleche im Übergangsbereich zwischen zwei zueinander benachbarten ungleichnamigen Magnetpolen der Magnetscheibe mindestens eine Unterbrechung und/oder Reduzierung ihrer Wandstärke auf. Die Deckbleche haben dann im Übergangsbereich zwischen zueinander benachbart aneinander angrenzenden Magnetpolen einen höheren magnetischen Widerstand als in der Mitte der Magnetpole. Dadurch reduziert sich der Anteil des von der Magnetscheibe erzeugten magnetischen Streuflusses, der über die Deckbleche direkt von einem Magnetpol zu einem dazu benachbarten Magnetpol mit entgegengesetzter Polarität fließt. Die Deckbleche werden bevorzugt als Biegestanzteil hergestellt.In a preferred embodiment of the invention, the cover plates in the transition region between two mutually adjacent non-identical magnetic poles of the magnetic disk at least one interruption and / or reduction of their wall thickness. The cover plates then have a higher magnetic resistance in the transition region between magnet magnets adjoining one another adjacent to one another than in the middle of the magnetic poles. This reduces the proportion of magnetic flux generated by the magnetic disk, which flows via the cover plates directly from a magnetic pole to a magnetic pole of opposite polarity adjacent thereto. The cover sheets are preferably produced as a bending stamping.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Unterbrechung(en) und/oder Reduzierung(en) derart angeordnet, dass sie die Deckbleche in Segmente unterteilen. An den Deckblechen tritt dann zwischen den Magnetpolen ein noch geringerer magnetischer Streufluss auf.In an advantageous embodiment of the invention, the interruption (s) and / or reduction (s) are arranged such that they divide the cover plates into segments. At the cover plates then occurs between the magnetic poles an even lower magnetic leakage flux.

Vorteilhaft ist, wenn die Unterbrechung als sich in radialer Richtung erstreckender Schlitz und/oder als in radialer Richtung verlaufende Perforierung ausgebildet ist. Dadurch wird der über die Deckbleche fließende magnetische Streufluss noch weiter reduziert. Durch die Perforierung und/oder die Schlitze sind die Deckbleche in einstückig miteinander verbundene, jeweils einem Magnetpol zugeordnete Segmente unterteilt. Die miteinander verbundenen Segmente lassen sich bei der Fertigung der elektrischen Maschine auf einfache Weise an die Magnetscheibe montieren. Selbstverständlich können die Deckbleche auch mehrteilig ausgebildet sein und mehrere, in Umfangsrichtung durch Zwischenräume voneinander beabstandete Segmente aufweisen.It is advantageous if the interruption is formed as a slit extending in the radial direction and / or as a perforation extending in the radial direction. As a result, the magnetic flux leakage flowing over the cover plates is further reduced. Through the perforation and / or the slots, the cover plates are integrally connected to each other, each associated with a magnetic pole segments. The interconnected segments can be easily mounted to the magnetic disk in the manufacture of the electric machine. Of course, the cover plates can also be designed in several parts and have a plurality of circumferentially spaced by gaps between segments.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich zumindest ein Zahn in Umfangsrichtung des Deckblechs über die gesamte Breite des ihm zugeordneten Segments. Beim Vorbeilaufen der Zähne an den Magnetfeldsensoren ergibt sich dann im Bereich der Zahnflanken ein steilflankige Änderung des magnetischen Felds mit einem großen Signalhub. Die an den Magnetfeldsensoren vorbeilaufenden Zähne können dadurch auf einfache Weise zuverlässig detektiert werden.In a preferred embodiment of the invention, at least one tooth extends in the circumferential direction of the cover plate over the entire width of the associated segment. As the teeth move past the magnetic field sensors, a sharp-edged change of the magnetic field with a large signal deviation results in the area of the tooth flanks. The running past the magnetic field sensors teeth can be reliably detected in a simple manner.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist zumindest ein Zahn in Umfangsrichtung des Deckblechs eine geringere Breite auf als das ihm zugeordnete Segment, wobei dieser Zahn in Umfangsrichtung vorzugsweise mittig an dem Segment angeordnet ist. Dadurch kann der magnetische Streufluss an dem Deckblech zusätzlich reduziert werden.In another advantageous embodiment of the invention, at least one tooth in the circumferential direction of the cover plate has a smaller width than the segment assigned to it, wherein this tooth is preferably arranged centrally in the circumferential direction on the segment. As a result, the magnetic leakage flux on the cover plate can be additionally reduced.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Deckbleche aus einer weichmagnetischen Legierung, deren Sättigungsflussdichte zwischen 10% und 30% über der Betriebsflussdichte der Magnetscheibe liegt. Hierdurch geht der Werkstoff der Deckbleche im Bereich der Unterbrechungen relativ früh in die Sättigung, so dass die Streuverluste entsprechend gering ausfallen.In a preferred embodiment of the invention, the cover sheets of a soft magnetic alloy whose saturation flux density is between 10% and 30% above the operating flux density of the magnetic disk. As a result, the material of the cover plates in the area of the interruptions is relatively early in the saturation, so that the scattering losses correspondingly low.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist die Magnetscheibe Permanentmagnete auf, die in eine Vergussmasse eingebettet sind, wobei die mindestens eine Unterbrechung zumindest bereichsweise mit der Vergussmasse befüllt ist. Die Permanentmagnete und die Deckbleche sind dann durch die verfestigte Vergussmasse zu einer mechanisch stabilen Einheit fest miteinander verbunden. Die Vergussmasse ist bevorzugt ein Gießharz. Sie bildet zusammen mit den Deckblechen einen Korrosionsschutz für die Permanentmagnete, der auch widerstandsfähig gegen mögliche Partikel im Luftspalt ist.In an expedient embodiment of the invention, the magnetic disc on permanent magnets, which are embedded in a potting compound, wherein the at least one interruption is at least partially filled with the potting compound. The permanent magnets and the cover plates are then firmly connected to one another by the solidified potting compound to form a mechanically stable unit. The potting compound is preferably a casting resin. Together with the cover plates, it forms a corrosion protection for the permanent magnets, which is also resistant to possible particles in the air gap.

Vorteilhaft ist, wenn die Magnetscheibe als Ringscheibe ausgebildet ist, die um ein vorzugsweise als Welle oder Nabenkörper ausgebildetes Trägerteil herum angeordnet ist, wobei mindestens eines der Deckbleche drehfest mit der Magnetscheibe und dem Trägerteil verbunden ist. Beim Beschleunigen und Abbremsen der Magnetscheibe wird dann ein Teil der an der Magnetscheibe auftretenden Beschleunigungskräfte über das mindestens eine Deckblech auf das Trägerteil übertragen, wodurch sich die Scherkräfte in der Vergussmasse insbesondere in dem an die Welle oder den Nabenkörper angrenzenden Randbereich der Vergussmasse entsprechend reduzieren. Zwischen der Magnetscheibe und dem Trägerteil kann dadurch im Vergleich zu einer entsprechenden Anordnung ohne Deckbleche ein höheres Drehmoment langzeitstabil übertragen werden. Die Deckbleche können mit dem Trägerteil verschweißt, verlötet und/oder flächig verklebt sein. Das Trägerteil besteht bevorzugt aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, beispielsweise aus Edelstahl, Aluminium, Messing oder einem Faserverbundwerkstoff.It is advantageous if the magnetic disk is designed as an annular disc, which is arranged around a preferably designed as a shaft or hub body support member around, wherein at least one of the cover plates is rotatably connected to the magnetic disk and the support member. During acceleration and deceleration of the magnetic disk, a part of the acceleration forces occurring at the magnetic disk is then transmitted via the at least one cover plate to the carrier part, whereby the shear forces in the potting compound reduce correspondingly in particular in the edge region of the potting compound adjacent to the shaft or the hub body. As a result, a higher torque can be transmitted over a long time between the magnetic disk and the carrier part in comparison to a corresponding arrangement without cover plates. The Cover plates can be welded to the carrier part, soldered and / or glued flat. The carrier part is preferably made of a non-magnetic material, for example made of stainless steel, aluminum, brass or a fiber composite material.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eines der Deckbleche als Ringscheibe ausgebildet, die an ihrem Innenrand eine Verzahnung aufweist, wobei an dem Trägerteil eine mit der Verzahnung im Sinne einer drehfesten Verbindung zusammenwirkende Profilierung vorgesehen ist. Dadurch können Drehmomente noch besser von der Magnetscheibe auf das Trägerteil übertragen werden. Außerdem ermöglicht die Verzahnung bei der Fertigung der elektrischen Maschine eine lagegenaue Positionierung an der Magnetscheibe. Letztere kann eine entsprechende, mit der Profilierung zusammenwirkende Verzahnung aufweisen.In a preferred embodiment of the invention, at least one of the cover plates is designed as an annular disc, which has a toothing on its inner edge, wherein on the support part cooperating with the toothing in the sense of a rotationally fixed profiling is provided. As a result, torques can be transmitted even better from the magnetic disk to the carrier part. In addition, the toothing allows a positionally accurate positioning of the magnetic disk in the manufacture of the electric machine. The latter may have a corresponding, interacting with the profiling toothing.

Vorteilhaft ist, wenn die beidseits der Magnetscheibe angeordneten Deckbleche baugleich ausgebildet sind. Die Deckbleche ermöglichen dann eine besonders einfache Montage und eine kostengünstige Serienfertigung.It is advantageous if the cover plates arranged on both sides of the magnetic disk are of identical construction. The cover plates then allow a particularly simple assembly and cost-effective mass production.

Vorteilhafterweise ist die Wandstärke der Deckbleche kleiner oder gleich 0,2 mm, insbesondere kleiner oder gleich 0,15 mm und bevorzugt kleiner oder gleich 0,1 mm. Dadurch wird beim Vorbeilaufen eines Magnetpols an dem Magnetfeldsensor ein für die Messung ausreichender Magnetfluss am Magnetfeldsensor erreicht, und dennoch ergeben sich nur geringe magnetische Verluste in dem von dem Magnetfluss zwischen der Magnetschicht und dem Stator durchsetzten Bereich. Außerdem wir durch die relativ dünnen Deckbleche eine geringe Massenträgheit des Sekundärteils ermöglicht.Advantageously, the wall thickness of the cover sheets is less than or equal to 0.2 mm, in particular less than or equal to 0.15 mm and preferably less than or equal to 0.1 mm. As a result, a magnetic flux sufficient for the measurement is achieved at the magnetic field sensor when passing a magnetic pole to the magnetic field sensor, and yet there are only small magnetic losses in the interspersed by the magnetic flux between the magnetic layer and the stator area. In addition, we allow the relatively thin cover plates a low inertia of the secondary part.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 einen Radialschnitt durch eine als Scheibenläufer ausgebildete elektrische Maschine, 1 a radial section through an electric machine designed as a disc rotor,

2 einen Querschnitt durch die elektrische Maschine, 2 a cross section through the electrical machine,

3 eine Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Deckblechs, 3 a plan view of a first embodiment of a cover plate,

4 eine Aufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines Deckblechs, 4 a plan view of a second embodiment of a cover plate,

5 einen Teilquerschnitt durch einen Scheibenläufer, der eine Magnetscheibe ohne Deckbleche aufweist, 5 a partial cross section through a pancake having a magnetic disk without cover plates,

6 eine graphische Darstellung des Verlaufs eines magnetischen Flusses, der in einem Magnetfeldsensor des in 5 gezeigten Scheibenläufers erzeugt wird, wobei auf der Abszisse die Drehlage eines Sekundärteils relativ zu einem Primärteil und auf der Ordinate der magnetische Fluss aufgetragen sind, und wobei unterhalb der graphischen Darstellung eine Aufsicht auf die entsprechenden Stellen des Umfangs des Sekundärteils abgebildet ist, 6 a graphical representation of the course of a magnetic flux, which in a magnetic field sensor of in 5 the disc rotor is shown, wherein the abscissa, the rotational position of a secondary part are plotted relative to a primary part and on the ordinate of the magnetic flux, and wherein below the graph, a plan view is shown on the corresponding points of the periphery of the secondary part,

7 als Teilquerschnitt durch einen Scheibenläufer, dessen Deckbleche schmale Zähne aufweist, 7 as a partial cross section through a pancake, the cover plates has narrow teeth,

8 eine Darstellung ähnlich 6, für den in 7 gezeigten Scheibenläufer, 8th a representation similar 6 for which in 7 shown pancake,

9 einen Teilquerschnitt durch einen Scheibenläufer, dessen Deckbleche breite Zähne haben und 9 a partial cross section through a pancake whose cover plates have broad teeth and

10 eine Darstellung ähnlich 6, für den in 9 gezeigten Scheibenläufer. 10 a representation similar 6 for which in 9 shown pancake.

Ein im Ganzen mit 1 bezeichnete, als Scheibenläufer ausgebildete, elektrische Maschine weist ein Primärteil und ein Sekundärteil auf, die mittels Gleit- oder Wälzlagern 2 um eine gedachte Rotationsachse 3 relativ zueinander verdrehbar gelagert sind. Das Primärteil ist als ortsfester Stator und das Sekundärteil als Rotor oder Läufer ausgebildet.A whole with 1 designated, designed as a disc rotor, electric machine has a primary part and a secondary part by means of sliding or rolling bearings 2 around an imaginary rotation axis 3 are mounted rotatably relative to each other. The primary part is designed as a stationary stator and the secondary part as a rotor or rotor.

Wie in 1 besonders gut erkennbar ist, hat das Primärteil zwei Primärteilhälften, die beidseits des Sekundärteils angeordnet sind und dieses zwischen sich einschließen. Das Sekundärteil ist als Zwischenläufer ausgestaltet. Jede Primärteilhälfte hat jeweils einen um die Rotationsachse 3 herum angeordneten weichmagnetischen Statorkern 4 mit radial zur Rotationsachse 3 verlaufenden Nuten, in denen Wicklungsspulen einer Wicklung 5 angeordnet sind.As in 1 is particularly well recognizable, the primary part has two primary part halves, which are arranged on both sides of the secondary part and enclose this between them. The secondary part is designed as an intermediate. Each primary section half has one around the axis of rotation 3 arranged around soft magnetic stator core 4 with radial to the axis of rotation 3 extending grooves, in which winding coils of a winding 5 are arranged.

Die Wicklungsspulen ragen mit Wickelköpfen aus den radial inneren und äußeren Enden der Nuten heraus.The winding coils project with winding heads out of the radially inner and outer ends of the grooves.

Der Statorkern 4 und die Wicklung 5 sind in der Innenhöhlung eines Gehäuses angeordnet, das zwei ringscheibenförmige erste Gehäuseteile 6 aufweist, die an den axialen Stirnseiten der Maschine 1 angeordnet sind. An ihrem Außenrand sind die ersten Gehäuseteile 6 jeweils mit einem Randbereich eines zweiten, etwa zylindrischen Gehäuseteils 7 fest verbunden. Das zweite Gehäuseteil 7 ist zwischen den ersten Gehäuseteilen 6 angeordnet. An die ersten Gehäuseteile 6 ist innenseitig ein konzentrisch zu der Rotationsachse 3 verlaufender Steg 8 angeformt, der gegen einen äußeren Lagerring des Gleit- oder Wälzlagers 2 abgestützt ist. Ein innerer Lagering des Gleit- oder Wälzlagers 2 ist auf einer Welle 9 angeordnet, welche das Primärteil und das Sekundärteil durchsetzt. Zwischen den den einzelnen ersten Gehäuseteilen 6, 7 jeweils zugeordneten, aus dem inneren und äußeren Lagerring gebildeten Lagern, ist ein Nabenkörper 10 angeordnet, der eine ringförmige Magnetscheibe 11 trägt. Die Magnetscheibe 11 erstreckt sich in einer Ebene, die normal zu der Rotationsachse 3 verläuft. In dem 1 gezeigten Radialschnitt durch eine die Rotationsachse enthaltende Ebene ist erkennbar, dass die Magnetscheibe 11 den Nabenkörper 10 in radialer Richtung in gerader Verlängerung fortsetzt.The stator core 4 and the winding 5 are arranged in the inner cavity of a housing, the two annular disk-shaped first housing parts 6 having, at the axial end faces of the machine 1 are arranged. At its outer edge are the first housing parts 6 each with an edge region of a second, approximately cylindrical housing part 7 firmly connected. The second housing part 7 is between the first housing parts 6 arranged. To the first housing parts 6 is on the inside a concentric with the axis of rotation 3 running bridge 8th molded, which against an outer bearing ring of the sliding or rolling bearing 2 is supported. An inner bearing of the sliding or roller bearing 2 is on a wave 9 arranged, which passes through the primary part and the secondary part. Between the individual first housing parts 6 . 7 respectively associated, formed from the inner and outer bearing ring camps, is a hub body 10 arranged, which is an annular magnetic disk 11 wearing. The magnetic disk 11 extends in a plane normal to the axis of rotation 3 runs. By doing 1 shown radial section through a plane containing the axis of rotation can be seen that the magnetic disk 11 the hub body 10 continues in the radial direction in a straight extension.

Die Magnetscheibe 6 weist mehrere in Umfangsrichtung der Magnetscheibe 6 gleichmäßig verteilte Permanentmagnete 12 auf, die parallel zur Rotationsachse 3 magnetisiert sind und an den einander angewandten axialen Stirnseiten der Magnetscheibe 6 eine Anzahl von Magnetpolen bilden. Dabei sind in Umfangsrichtung zueinander benachbarte Magnetpole in zueinander entgegengesetzte Richtungen magnetisiert, d. h. in Umfangsrichtung wechseln Nord- und Südpole einander ab. Die Magnetpole wirken in an sich bekannter Weise magnetisch über Luftspalte 13, die in Axialrichtung jeweils zwischen der Magnetscheibe 6 und den Statorkernen 4 angeordnet sind, mit der Wicklung 5 zusammen.The magnetic disk 6 has several circumferentially of the magnetic disk 6 evenly distributed permanent magnets 12 on, parallel to the axis of rotation 3 are magnetized and on the mutually applied axial end faces of the magnetic disk 6 form a number of magnetic poles. In the circumferential direction adjacent magnetic poles are magnetized in mutually opposite directions, ie in the circumferential direction north and south poles from each other. The magnetic poles act in a conventional manner magnetically via air gaps 13 in the axial direction between each magnetic disk 6 and the stator cores 4 are arranged with the winding 5 together.

Zur Erfassung der Lage des Sekundärteils relativ zum Primärteil weist die elektrische Maschine 1 eine Lagemesseinrichtung auf. Die Lagemesseinrichtung hat mehrere Magnetfeldsensoren 14, die zum Detektieren des von den Permanentmagneten 12 erzeugten Magnetfelds jeweils an einer Stelle angeordnet sind, die in gerader radialer Verlängerung der Magnetscheibe 6 außerhalb dieser angeordnet ist. In 1 ist deutlich erkennbar, dass die Magnetfeldsensoren 14 der Außenmantelfläche der Magnetscheibe 6 gegenüberliegend angeordnet und durch einen schmalen Spalt radial von dieser beabstandet sind. Außerdem ist erkennbar, dass die Magnetfeldsensoren 14 innenseitig an dem zweiten Gehäuseteil 7 positioniert, also ortsfest zum Stator angeordnet sind. Die Magnetfeldsensoren 14 sind auf einem an dem zweiten Gehäuseteil 7 angeordneten Keramikplättchen montiert, welches die Magnetfeldsensoren 14 gut wärmeleitend mit dem zweiten Gehäuseteil 7 verbindet. In den radial äußeren Wickelköpfen der Wicklung verteilt sich die in den Wickelköpfen auftretende Verlustwärme auf eine größere Fläche als bei den radial inneren Wickelköpfen. Dadurch und durch die gute Wärmeableitung zum Gehäuse ist die Wärmebelastung der Magnetfeldsensoren 14 gering.For detecting the position of the secondary part relative to the primary part, the electric machine 1 a position measuring device. The position measuring device has a plurality of magnetic field sensors 14 used to detect the of the permanent magnets 12 generated magnetic field are each arranged at a position in the straight radial extension of the magnetic disk 6 is arranged outside of this. In 1 is clearly seen that the magnetic field sensors 14 the outer circumferential surface of the magnetic disk 6 arranged opposite and spaced by a narrow gap radially from this. It can also be seen that the magnetic field sensors 14 inside on the second housing part 7 positioned, so are arranged stationary to the stator. The magnetic field sensors 14 are on one on the second housing part 7 mounted ceramic plates mounted, which the magnetic field sensors 14 good thermal conductivity with the second housing part 7 combines. In the radially outer winding heads of the winding, the heat loss occurring in the winding heads distributed over a larger area than in the radially inner winding heads. This and the good heat dissipation to the housing, the heat load of the magnetic field sensors 14 low.

Bei den in 1 bis 3 und 7 bis 9 gezeigten Ausführungsbeispielen hat das Sekundärteil beidseits der Magnetscheibe 6 an deren axialen Stirnseiten jeweils ein ringscheibenförmiges, magnetisch leitfähiges Deckblech 15, das direkt auf der Magnetscheibe 6 angeordnet ist. In 2 ist erkennbar, dass die Deckbleche 15 radial über den Außenumfang der Magnetscheibe 6 vorstehende, jeweils einem Magnetpol zugeordnete Zähne 16 haben, die in Umfangsrichtung jeweils etwa mittig zu dem betreffenden Magnetpol angeordnet sind. Der Überstand der Zähne beträgt nur wenige Millimeter, vorzugsweise sogar unter einem Millimeter.At the in 1 to 3 and 7 to 9 the embodiments shown has the secondary part on both sides of the magnetic disk 6 at the axial end faces in each case an annular disc-shaped, magnetically conductive cover plate 15 that's right on the magnetic disk 6 is arranged. In 2 it can be seen that the cover plates 15 radially over the outer periphery of the magnetic disk 6 protruding, each associated with a magnetic pole teeth 16 have, which are arranged in the circumferential direction in each case approximately centrally to the relevant magnetic pole. The supernatant of the teeth is only a few millimeters, preferably even less than one millimeter.

Jeweils zwei paarweise einander zugeordnete Zähne unterschiedlicher Deckbleche 15 sind in axialer Richtung hintereinander angeordnet. Die paarweise einander zugeordneten Zähne 16 weisen jeweils eine unterschiedliche magnetische Polarität auf, so dass der zwischen diesen Zähnen 16 gebildete Zwischenraum etwa parallel zur Rotationsachse 3 von einem Teil des von dem dazu benachbarten Permanentmagneten 12 erzeugten Magnetflusses durchflutet wird. Beim Verdrehen des Sekundärteils relativ zu dem Primärteil laufen die paarweise einander zugeordneten Zähne 16 axial beidseits an den Magnetfeldsensoren 14 vorbei.Two pairs of mutually assigned teeth of different cover plates 15 are arranged one behind the other in the axial direction. The paired teeth 16 each have a different magnetic polarity, so that between these teeth 16 formed gap approximately parallel to the axis of rotation 3 from a part of the permanent magnet adjacent thereto 12 flooded magnetic flux is flooded. When the secondary part is rotated relative to the primary part, the teeth associated with each other in pairs run 16 axially on both sides of the magnetic field sensors 14 past.

In 1 ist erkennbar, dass die Zähne 16 – jeweils ausgehend von ihrem freien Ende in radialer Richtung zur Rotationsachse hin – einen stufenförmigen Verlauf aufweisen. Dabei ist die lichte Weite zwischen den jeweils einander zugeordneten, axial einander gegenüberliegenden Zähnen 16 kleiner als der axiale Abstand der Deckbleche 15 im Bereich der Magnetscheibe 6.In 1 is recognizable that the teeth 16 - Each have, starting from their free end in the radial direction to the axis of rotation - a step-shaped course. Here, the clear width between the respectively associated, axially opposing teeth 16 smaller than the axial distance of the cover plates 15 in the area of the magnetic disk 6 ,

In 3 und 4 ist erkennbar, dass die Deckbleche eine der Anzahl der Magnetpole entsprechende Anzahl Perforierungen 17 haben, die sich radial zur Rotationsachse 3 erstrecken und in Umfangsrichtung durch unperforierte Bereiche voneinander beabstandet sind. Die Perforierungen 17 haben jeweils mehrere, in radialer Richtung hintereinander angeordnete Schlitze, die mit ihrer Längserstreckung etwa in radialer Richtung verlaufen. Die Perforierungen 17 sind jeweils zwischen in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Permanentmagneten 12 vorgesehen. Durch die Perforierungen 17 sind die Deckbleche 15 in einstückig miteinander verbundene Segmente 20 unterteilt. Die Perforierungen 17 enden jeweils mit Abstand zum inneren Rand der etwa ringscheibenförmigen Deckbleche 15. Dadurch wird eine gute mechanische Verbindung zwischen den Segmenten erreicht. Die Streuverluste nehmen, ausgehend vom Außenrand der Deckbleche 15 entlang der Perforierung und deren geraden Verlängerung zum Innenrand der Deckbleche 15 durch die dort fehlende Perforierung etwas zu. Da bei Nuten mit kontanter Nutbreite im radial inneren Bereich der Statorkerne ein Flussüberschuss entsteht und wegen des kleineren Drehmoment bildenden Hebels, wird diese Streuflusszunahme bewusst in Kauf genommen.In 3 and 4 It can be seen that the cover plates a number of perforations corresponding to the number of magnetic poles 17 have, which are radial to the axis of rotation 3 extend and circumferentially spaced by unperforated areas from each other. The perforations 17 each have a plurality of slots arranged one behind the other in the radial direction, which extend with their longitudinal extent approximately in the radial direction. The perforations 17 are each between circumferentially adjacent permanent magnets 12 intended. Through the perforations 17 are the cover sheets 15 in integrally connected segments 20 divided. The perforations 17 each end at a distance from the inner edge of the approximately annular disc-shaped cover plates 15 , This achieves a good mechanical connection between the segments. Take the scattering losses, starting from the outer edge of the cover plates 15 along the perforation and its straight extension to the inner edge of the cover sheets 15 due to the missing perforation something to. As with grooves with kontanter groove width in the radially inner region of the stator cores, a flow surplus and because of the smaller torque-forming lever, this leakage flux increase is deliberately accepted.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 und 7 weisen die einzelnen Zähne 16 in Umfangsrichtung des Deckblechs 15 jeweils eine geringere Breite auf als die Segmente 20, an denen die Zähne 16 angeordnet sind. Dabei sind die einzelnen Zähne 16 in Umfangsrichtung des Deckblechs 15 jeweils etwa mittig zu dem Segment 20 angeordnet. Wie in 8 erkennbar ist, ergibt sich durch die Zähne 16 bei einer Relativbewegung zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil an den Magnetfeldsensoren 14 eine relativ schnelle Änderung des magnetischen Flusses, wenn die Magnetpole an den Magnetfeldsensoren 14 vorbeilaufen.In the embodiment according to 3 and 7 show the individual teeth 16 in the circumferential direction of the cover plate 15 each have a smaller width than the segments 20 on which the teeth are 16 are arranged. Here are the individual teeth 16 in the circumferential direction of the cover plate 15 each about center to the segment 20 arranged. As in 8th recognizable, results from the teeth 16 in a relative movement between the primary and the secondary part of the magnetic field sensors 14 a relatively rapid change in the magnetic flux when the magnetic poles on the magnetic field sensors 14 pass.

Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Sekundärteil keine Magnetscheibe. Durch einen Vergleich von 6 mit 8 ist erkennbar, dass die magnetische Flussdichte bei diesem Ausführungsbeispiel eine kleinere Flankensteilheit aufweist als bei dem die gezahnte Magnetscheibe aufweisenden Sekundärteil.At the in 5 In the embodiment shown, the secondary part has no magnetic disk. By comparing 6 With 8th It can be seen that the magnetic flux density in this embodiment has a smaller edge steepness than in the toothed magnetic disc having secondary part.

Bei dem in 4 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die einzelnen Zähne 16 in Umfangsrichtung des Deckblechs 15 jeweils über die gesamte Breite des Segments 20, an dem sie angeordnet sind. Dadurch ergibt sich an den Magnetfeldsensoren 14 eine noch größere Flankensteilheit der magnetischen Flussdichte. Durch einen Vergleich von 8 mit 10 ist erkennbar, dass durch die größere Breite der Sensoren im Bereich der Polübergänge ein größerer Signalhub in der magnetischen Flussdichte auftritt. Die Magnetfeldsensoren 14 können dadurch eine höhere Schaltschwelle als bei den Ausführungsbeispielen in 3, 5 und 7 aufweisen. Erwähnt werden soll noch, dass die Magnetfeldsensoren 14 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 9 in einem zwischen die Zähne 16 eingreifenden Bereich eine geringere Wandstärke aufweisen als in einem radial außerhalb der Zähne 16 liegenden Bereich. Zwischen dem die geringere Wandstärke aufweisenden Bereich und dem Bereich mit der großen Wandstärke haben die Gehäuse der Magnetfeldsensoren 14 beidseits eine Stufe oder einen Absatz.At the in 4 and 9 embodiment shown, the individual teeth extend 16 in the circumferential direction of the cover plate 15 each over the entire width of the segment 20 where they are located. This results in the magnetic field sensors 14 an even greater slope of the magnetic flux density. By comparing 8th With 10 It can be seen that due to the greater width of the sensors in the region of the pole junctions, a larger signal deviation in the magnetic flux density occurs. The magnetic field sensors 14 This allows a higher switching threshold than in the embodiments in 3 . 5 and 7 exhibit. It should also be mentioned that the magnetic field sensors 14 in the embodiment according to 9 in one between the teeth 16 engaging portion have a smaller wall thickness than in a radially outside of the teeth 16 lying area. Between the lower wall thickness region and the high wall thickness region are the magnetic field sensor housings 14 a step or a step on both sides.

Die beiden Deckbleche 15 sind baugleich ausgebildet und bestehen aus einer weichmagnetischen Legierung, deren Sättigungsflussdichte zwischen 10% und 30% über der Betriebsflussdichte der Permanentmagnete 12 liegt. Die Deckbleche 15 bestehen aus einer Nickeleisenlegierung, die eine Sättigungsflussdichte von etwa 1,1 T hat. Die Remanenz der aus einer gesinterten Neodym-Eisen-Bor-Legierung bestehenden Permanentmagnete 12 beträgt etwa 1,3 T und ihr Arbeitspunkt liegt etwa bei 0,95 T. Die zwischen den Schlitzen der Perforierungen 17 vorgesehenen schmalen Stege gehen somit bereits bei 1,1 T in Sättigung, so dass die Streuverluste gering sind. Dank der hohen magnetischen Permeabilität der Deckbleche 15 im Bereich der Arbeitsflussdichte bleibt der magnetische Widerstand des Hauptfelds klein und die Luftspaltflussdichte hoch, was ein hohe Leistungsdichte der Scheibenläufers ermöglicht.The two cover sheets 15 are of identical construction and consist of a soft magnetic alloy whose saturation flux density is between 10% and 30% above the operating flux density of the permanent magnets 12 lies. The cover sheets 15 consist of a nickel-iron alloy having a saturation flux density of about 1.1T. The remanence of the permanent magnets made of a sintered neodymium-iron-boron alloy 12 is about 1.3 T and its working point is about 0.95 T. The between the slots of the perforations 17 provided narrow webs thus go already at 1.1 T in saturation, so that the leakage losses are low. Thanks to the high magnetic permeability of the cover plates 15 In the field of working flux density, the magnetic field of the main field remains small and the air gap flux density high, which allows a high power density of the disc rotor.

Die Wandstärke der als Biegestanzteile hergestellten Deckbleche 15 beträgt etwa 0,1 mm. Im Wurzelbereich der Zähne 16 kann gegebenenfalls jeweils mindestens ein kleiner, in der Zeichnung nicht näher dargestellter Schlitz vorgesehen sein, um Wirbelströme, die durch die Wicklung 5 in den Zähnen 16 induziert werden, abzuschwächen.The wall thickness of the cover sheets produced as bending punched parts 15 is about 0.1 mm. In the root area of the teeth 16 If appropriate, at least one small slot (not shown in detail in the drawing) can be provided, in each case, for eddy currents flowing through the winding 5 in the teeth 16 be attenuated.

Die Permanentmagnete sind zwischen den Deckblechen 15 in eine verfestigte Vergussmasse eingebettet, die in die Perforierungen 17 formschlüssig eingreift.The permanent magnets are between the cover plates 15 embedded in a solidified potting compound in the perforations 17 positively engages.

Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Deckbleche 15 an ihrem radial innen angeordneten Rand eine Verzahnung 19 auf, die mit einer am Außenumfang des Nabenkörpers 10 vorgesehenen, in der Zeichnung nicht näher dargestellten Profilierung zusammenwirkt. Mit Hilfe der Profilierung und der Verzahnung 19 ist der aus den Magnetscheiben 11 und den Deckblechen 15 gebildete Rotor drehfest mit dem Nabenkörper 10 verbunden.At the in 3 embodiment shown, the cover plates 15 at its radially inner edge arranged a toothing 19 on, with one on the outer circumference of the hub body 10 provided, not shown profiling cooperates in the drawing. With the help of the profiling and the gearing 19 is the one from the magnetic disks 11 and the cover sheets 15 formed rotor rotation with the hub body 10 connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
elektrische Maschineelectric machine
22
Gleit- oder WälzlagerSliding or rolling bearings
33
Rotationsachseaxis of rotation
44
Statorkernstator core
55
Wicklungwinding
66
erstes Gehäuseteilfirst housing part
77
zweites Gehäuseteilsecond housing part
88th
Stegweb
99
Wellewave
1010
Nabenkörperhub body
1111
Magnetscheibemagnetic disk
1212
Permanentmagnetpermanent magnet
1313
Luftspaltair gap
1414
Magnetfeldsensormagnetic field sensor
1515
Deckblechcover sheet
1616
Zahntooth
1717
Perforierungperforation
1818
Vergussmassepotting compound
1919
Verzahnunggearing
2020
Segmentsegment

Claims (15)

Elektrische Maschine (1), die als Scheibenläufer mit einem relativ zu einem zwei Teile aufweisenden Primärteil um eine Rotationsachse (3) verdrehbar gelagerten Sekundärteil ausgebildet ist, wobei das Sekundärteil eine Magnetscheibe (11) aufweist, die an ihren axialen Stirnseiten eine in Umfangsrichtung verlaufende Abfolge von abwechselnd in zueinander entgegengesetzte Richtungen magnetisierten permanentmagnetischen Magnetpolen aufweist, die über zwei axial zwischen den zwei Teilen des Primärteils und dem Sekundärteil angeordnete Luftspalte (13) mit einer an den zwei Teilen des Primärteils vorgesehenen Wicklung (5) magnetisch zusammenwirken, und mit einer Lagemesseinrichtung zur Erfassung der Lage des Sekundärteils relativ zu dem Primärteil, wobei die Lagemesseinrichtung mindestens einen an dem Primärteil angeordneten Magnetfeldsensor (14) zum Detektieren der Magnetpole aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnetfeldsensor (14) in einem radial außerhalb der Magnetscheibe (11) befindlichen Bereich ortsfest zu dem Primärteil angeordnet ist und das Sekundärteil beidseits der Magnetscheibe (11) an deren axialen Stirnseiten magnetisch leitfähige Deckbleche (15) auf der Magnetscheibe (11) aufweist, die radial über den Außenumfang der Magnetscheibe (11) vorstehen und mit dem Magnetfeldsensor (14) zusammenwirken.Electric machine ( 1 ), which as a pancake with a relative to a two-part having primary part about a rotation axis ( 3 ) rotatably mounted secondary part is formed, wherein the secondary part is a magnetic disk ( 11 ) having at their axial end faces a circumferentially extending sequence of alternately magnetized in opposite directions having permanent magnetic magnetic poles, via two axially disposed between the two parts of the primary part and the secondary air gaps ( 13 ) with a winding provided on the two parts of the primary part ( 5 ) interact magnetically, and with a position measuring device for detecting the position of the secondary part relative to the primary part, wherein the position measuring device at least one arranged on the primary part magnetic field sensor ( 14 ) for detecting the magnetic poles, characterized in that the at least one magnetic field sensor ( 14 ) in a radially outside of the magnetic disk ( 11 ) is arranged stationary to the primary part and the secondary part on both sides of the magnetic disk ( 11 ) at the axial end faces magnetically conductive cover sheets ( 15 ) on the magnetic disk ( 11 ), which radially over the outer periphery of the magnetic disc ( 11 ) and with the magnetic field sensor ( 14 ) interact. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch leitfähigen Deckbleche (15) radial über den Außenumfang der Magnetscheibe (11) vorstehende, jeweils einem Magnetpol zugeordnete Zähne (16) aufweisen, die beim Verdrehen des Sekundärteils relativ zu dem Primärteil axial beidseits an dem mindestens einen Magnetfeldsensor (14) vorbeilaufen und jeweils zwei paarweise einander zugeordnete Zähne (16) unterschiedlicher Deckbleche (15) in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind.Electric machine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the magnetically conductive cover sheets ( 15 ) radially over the outer periphery of the magnetic disk ( 11 ) projecting, each associated with a magnetic pole teeth ( 16 ), which on rotation of the secondary part relative to the primary part axially on both sides of the at least one magnetic field sensor ( 14 ) and two pairs of associated teeth ( 16 ) of different cover sheets ( 15 ) are arranged one behind the other in the axial direction. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Deckblech (15) zumindest im Bereich der Zähne (16) einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist, der derart gewählt ist, dass die lichte Weite zwischen den paarweise einander zugeordneten Zähnen (16) kleiner ist als der Abstand der Deckbleche (15) im Bereich der Magnetscheibe (11).Electric machine ( 1 ) according to claim 2, characterized in that at least one cover plate ( 15 ) at least in the area of the teeth ( 16 ) has a deviating from a plane course, which is selected such that the clear width between the pairs of mutually associated teeth ( 16 ) is smaller than the distance between the cover plates ( 15 ) in the area of the magnetic disk ( 11 ). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckbleche (15) im Übergangsbereich zwischen zwei zueinander benachbarten ungleichnamigen Magnetpolen der Magnetscheibe (11) mindestens eine Unterbrechung und/oder Reduzierung ihrer Wandstärke aufweisen.Electric machine ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the cover sheets ( 15 ) in the transition region between two mutually adjacent non-identical magnetic poles of the magnetic disk ( 11 ) have at least one interruption and / or reduction of their wall thickness. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Unterbrechung und/oder Reduzierung derart angeordnet ist, dass sie die Deckbleche (15) in Segmente (20) unterteilt.Electric machine ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the at least one interruption and / or reduction is arranged such that it covers the cover plates ( 15 ) into segments ( 20 ). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung als sich in radialer Richtung erstreckender Schlitz und/oder als in radialer Richtung verlaufende Perforierung (17) ausgebildet ist.Electric machine ( 1 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the interruption as extending in the radial direction slot and / or as in the radial direction perforation ( 17 ) is trained. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Zahn (16) in Umfangsrichtung des Deckblechs (15) über die gesamte Breite eines ihm zugeordneten Segments (20) erstreckt.Electric machine ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that at least one tooth ( 16 ) in the circumferential direction of the cover plate ( 15 ) across the entire width of a segment assigned to it ( 20 ). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zahn (16) in Umfangsrichtung des Deckblechs (15) eine geringere Breite aufweist als ein ihm zugeordnetes Segment (20), und dass dieser Zahn (16) in Umfangsrichtung vorzugsweise mittig an dem ihm zugeordneten Segment (20) angeordnet ist.Electric machine ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that at least one tooth ( 16 ) in the circumferential direction of the cover plate ( 15 ) has a smaller width than a segment assigned to it ( 20 ), and that this tooth ( 16 ) in the circumferential direction, preferably centrally on its associated segment ( 20 ) is arranged. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetscheibe (11) Permanentmagnete (12) aufweist, die in eine Vergussmasse (18) eingebettet sind, und dass die mindestens eine Unterbrechung zumindest bereichsweise mit der Vergussmasse (18) befüllt ist.Electric machine ( 1 ) according to one of claims 4 to 8, characterized in that the magnetic disc ( 11 ) Permanent magnets ( 12 ), which in a casting compound ( 18 ) are embedded, and that the at least one interruption at least partially with the potting compound ( 18 ) is filled. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckbleche (15) aus einer weichmagnetischen Legierung bestehen, deren Sättigungsflussdichte zwischen 10% und 30% über der Betriebsflussdichte der Magnetscheibe (11) liegt.Electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the cover sheets ( 15 ) consist of a soft magnetic alloy whose saturation flux density is between 10% and 30% above the operating flux density of the magnetic disk ( 11 ) lies. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetscheibe (11) als Ringscheibe ausgebildet ist, die um ein vorzugsweise als Welle (9) oder Nabenkörper (10) ausgebildetes Trägerteil herum angeordnet ist, und dass mindestens eines der Deckbleche (15) drehfest mit der Magnetscheibe (11) und dem Trägerteil verbunden ist.Electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the magnetic disc ( 11 ) is designed as an annular disc, which is a preferably as a shaft ( 9 ) or hub body ( 10 ) formed support member around, and that at least one of the cover plates ( 15 ) rotatably with the magnetic disk ( 11 ) and the carrier part is connected. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe an ihrem Innenrand eine Verzahnung (19) aufweist und dass an dem Trägerteil eine mit der Verzahnung im Sinne einer drehfesten Verbindung zusammenwirkende Profilierung vorgesehen ist.Electric machine ( 1 ) According to claim 11, characterized in that the annular disc (at its inner edge a toothing 19 ) And that on the support part cooperating with the toothing in the sense of a rotationally fixed profiling is provided. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beidseits der Magnetscheibe (11) angeordneten Deckbleche (15) baugleich ausgebildet sind.Electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the two sides of the magnetic disc ( 11 ) arranged cover sheets ( 15 ) are constructed identical. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Deckbleche (15) kleiner oder gleich 0,2 mm, insbesondere kleiner oder gleich 0,15 mm und bevorzugt kleiner oder gleich 0,1 mm ist.Electric machine ( 1 ) According to one of claims 1 to 13, characterized in that the wall thickness of the cover plates ( 15 ) is less than or equal to 0.2 mm, in particular less than or equal to 0.15 mm and preferably less than or equal to 0.1 mm. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (14) eine parallel zu einer Rotationsachse (3) gerichtete Magnetfeldkomponente misst.Electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the magnetic field sensor ( 14 ) one parallel to one Rotation axis ( 3 ) directed magnetic field component measures.
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JPH04197071A (en) * 1990-11-27 1992-07-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Dc brushless motor

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