DE102011079657A1 - Elektromotor mit einem Rotorpositionsmagnet - Google Patents

Elektromotor mit einem Rotorpositionsmagnet Download PDF

Info

Publication number
DE102011079657A1
DE102011079657A1 DE102011079657A DE102011079657A DE102011079657A1 DE 102011079657 A1 DE102011079657 A1 DE 102011079657A1 DE 102011079657 A DE102011079657 A DE 102011079657A DE 102011079657 A DE102011079657 A DE 102011079657A DE 102011079657 A1 DE102011079657 A1 DE 102011079657A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
permanent magnet
electric motor
motor shaft
recess
rotor
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
DE102011079657A
Other languages
English (en)
Inventor
Antoine Chabaud
Eberhard Lung
Torsten Henke
Jochen Geissler
Bruno Holzwarth
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102011079657A priority Critical patent/DE102011079657A1/de
Priority to PCT/EP2012/064257 priority patent/WO2013014071A2/de
Publication of DE102011079657A1 publication Critical patent/DE102011079657A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
    • 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)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere einen elektronisch kommutierten Elektromotor. Der Elektromotor weist einen insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor auf. Der Elektromotor weist auch einen Rotorpositionssensor auf, welcher ausgebildet ist, eine Rotorposition des Rotors in Abhängigkeit eines mit dem Rotor drehfest verbundenen Permanentmagneten zu erfassen und eine diese repräsentierendes Rotorpositionssignal zu erzeugen. Eine Motorwelle des Elektromotors der eingangs genannten Art weist eine Aussparung auf. Der Permanentmagnet ist wenigstens teilweise in der Aussparung angeordnet.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere einen elektronisch kommutierten Elektromotor. Der Elektromotor weist einen insbesondere permanentmagnetisch ausgebildeten Rotor auf. Der Elektromotor weist auch einen Rotorpositionssensor auf, welcher ausgebildet ist, eine Rotorposition des Rotors in Abhängigkeit eines mit dem Rotor des Elektromotors mindestens mittelbar insbesondere drehfest verbundenen Permanentmagneten zu erfassen und ein die Rotorposition repräsentierendes Rotorpositionssignal zu erzeugen.
  • Bei aus dem Stand der Technik bekannten Elektromotoren wird ein Permanentmagnet mittels eines Zwischenstücks, insbesondere einer Halterung mit einer Motorwelle des Elektromotors von einem Motorwellenende beabstandet verbunden. Die Halterung ist dazu beispielsweise als Kunststoff- oder Stahlstück ausgebildet, welche auf ein Ende der Motorwelle aufgesteckt wird. Der Permanentmagnet ist in dem Kunststoffstück eingegossen oder mit diesem verbunden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß weist eine Motorwelle des Elektromotors der eingangs genannten Art eine Aussparung auf, insbesondere stirnseitig. Der Permanentmagnet ist wenigstens teilweise in der Aussparung angeordnet. Die Motorwelle ist bevorzugt einstückig ausgebildet. Dadurch kann vorteilhaft die Halterung für den Permanentmagneten, insbesondere ein Distanzstück, ein Zwischenstück oder der vorgenannte Becher eingespart werden. Weiter vorteilhaft kann der Permanentmagnet mit der Motorwelle in einer vorbestimmten Position und einer vorbestimmten magnetischen Ausrichtung drehfest verbunden werden. Bei den vorgenannten Elektromotoren, bei denen der
  • Permanentmagnet mittels eines Distanzstückes oder eines aufgesteckten Kunststoffstücks mit der Motorwelle verbunden ist, muss in einem anschließenden Schritt die Rotormagnetisierung im Falle eines permanentmagnetisch ausgebildeten Rotors relativ zur Ausrichtung des Permanentmagneten kalibriert werden, um eine Rotorlage des Elektromotors für eine Rotorpositionsbestimmung durch eine Steuereinheit festzulegen. Dieser Kalibrierschritt kann bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Elektromotors vorteilhaft entfallen.
  • Bevorzugt weist der Elektromotor eine Steuereinheit auf, welche mit einem Stator des Elektromotors verbunden und ausgebildet ist, den Stator in Abhängigkeit des Rotorpositionssignals des Rotorpositionssensors zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes zu bestromen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Permanentmagnet mittels eines Klebstoffs in die Aussparung eingeklebt. Dadurch kann der Elektromotor vorteilhaft aufwandsgünstig bereitgestellt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Klebstoff Abstandspartikel mit jeweils einem Durchmesser auf, wobei die Abstandspartikel jeweils ausgebildet sind, zwischen dem Permanentmagnet und einer Wand der Aussparung einen Abstand zwischen der Wand und dem Permanentmagnet auszubilden, der dem Durchmesser der Abstandspartikel entspricht. Durch die Abstandspartikel kann vorteilhaft ein Kleber in einem flüssigen, insbesondere zähflüssigen oder pastösem Zustand zusammen mit den Abstandspartikeln, welche bevorzugt bei einer Verarbeitungstemperatur des Klebstoffs eine fest Konsistenz aufweisen, verwendet werden, wobei die Abstandspartikel einen vorbestimmten Abstand, der dem Durchmesser der Abstandspartikel entspricht, zwischen der Wand und dem Permanentmagnet festlegen.
  • Die Abstandspartikel und/oder der Klebstoff sind bevorzugt nicht magnetisierbar ausgebildet.
  • Bevorzugt entspricht eine magnetische Permeabilität des Klebstoffs und/oder der Abstandspartikel einer Permeabilität von Luft.
  • Denkbar ist auch eine Permeabilität des Klebstoffs und/oder der Abstandspartikel, welche einer Permeabilität eines diamagnetischen Stoffs entspricht.
  • Durch die nicht magnetisierbare Eigenschaft der Abstandspartikel und/oder des Klebstoffs ist vorteilhaft gewährleistet, dass ein Magnetfeld, insbesondere eine Ausrichtung eines Gesamtmagnetfeldes, welches von dem Permanentmagneten erzeugt wird, durch den Permanentmagnet selbst, insbesondere seine Ausrichtung bestimmt wird, und nicht zusätzlich durch die Motorwelle verändert. Der mittels der Abstandspartikel und des Klebstoffs so erzeugte Spalt zwischen dem Permanentmagneten und der Motorwelle, insbesondere der Wand der Aussparung der Motorwelle, bewirkt somit, dass magnetische Feldlinien des Magnetfeldes des Permanentmagneten nicht oder in zumindest einem reduzierten Maß im Vergleich zu einer zur Wand der Aussparung nicht beabstandeten Anordnung des Permanentmagneten, in die Motorwelle hinein verlaufen und so das Magnetfeld des Permanentmagneten durch die Motorwelle mitbestimmt beziehungsweise verändert wird.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der Permanentmagnet wenigstens teilweise von einer Kunststoffschicht umgeben. Denkbar ist beispielsweise ein in einen flüssigen Kunststoff getauchter Permanent, insbesondere ein Neodym-Magnet.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der Permanentmagnet wenigstens teilweise, insbesondere auf einem Längsabschnitt, mit welchem der Permanentmagnet in der Aussparung angeordnet ist, von einem Kunststoffbecher oder einer Kunststoffrinne umgeben. Weiter bevorzugt ist der Permanentmagnet mit dem Kunststoffbecher oder der Kunststoffrinne in der Aussparung wenigstens kraftschlüssig festgehalten. Der Permanentmagnet kann dazu beispielsweise vor einem Einfügen in die Aussparung in einen Kunststoffbecher gesteckt werden. Der Permanentmagnet ragt dann mit einem Längsabschnitt aus dem Kunststoffbecher heraus, oder der Kunststoffbecher schließt bündig mit einer Stirnseite des Permanentmagneten ab. Der Permanentmagnet wird dann anschließend zusammen mit dem Kunststoffbecher in die Aussparung hinein gesteckt oder hinein gepresst. Der Kunststoff des Kunststoffbechers oder der Kunststoffschicht ist beispielsweise durch einen Duroplast, einen Thermoplast, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polyacryl, Polyamid, oder Polyimid gebildet.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der Permanentmagnet mittels einer Feder, beispielsweise einer Feder aus nichtmagnetisierbarem, insbesondere diamagnetischem Metall in der Aussparung festgehalten. Die Feder ist beispielsweise durch eine Blechfeder gebildet. Die Blechfeder weist bevorzugt wenigstens eine Blattfeder mit einem freien Ende oder mit zwei an das Blech angeformten Enden auf. Das Metall ist beispielsweise Edelstahl, Messing, Kupfer oder Aluminium.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rotorpositionssensor ein magnetoresistiver Sensor. Der magnetoresistive Sensor ist beispielsweise ein AMR-Sensor (AMR = Anisotrope-Magneto-Resistive), ein GMR-Sensor (GMR = Giant-Magneto-Resistive) oder ein TMR-Sensor (TMR = Tunnel-Magneto-Resistive) oder ein CMR-Sensor (CMR = Colossal-Magneto-Resistive) sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ragt der Permanentmagnet entlang einer Motorwellenlängsachse über ein Ende der Motorwelle hinaus. Dadurch kann vorteilhaft ein Magnetfeld erzeugt werden, welches eine zumindest in einer Aufsicht auf die Stirnseite der Motorwelle lineare Ausrichtung aufweist.
  • Bevorzugt beträgt der Anteil der Längserstreckung des Permanentmagnets in Richtung der Motorwellenlängsachse, der über das Ende der Motorwelle hinausragt, wenigstens ein Drittel, weiter bevorzugt wenigstens die Hälfte einer Längserstreckung des Permanentmagneten, welche entsprechend zur Längserstreckung der Motorwelle verläuft.
  • Bevorzugt ist die Aussparung, in welche der Permanentmagnet eingefügt ist, angephast. Dazu ist beispielsweise eine Kante, welche zwischen der Stirnseite und der Wand der Aussparung verläuft, angeschrägt. Dadurch kann der Permanentmagnet einfach in die Aussparung eingefügt werden.
  • In einer anderen Ausführungsform ist die Aussparung im Bereich des Endes trichterförmig oder spitzkegelförmig ausgebildet. Weiter bevorzugt mündet die trichterförmige Aussparung im Bereich einer Spitze des Trichters oder Sitzkegels in einen Längsabschnitt der Aussparung, welcher der Form des Längsabschnittes des Permanentmagneten entspricht, welcher in den Längsabschnitt der Aussparung eingefügt ist und in dieser festgehalten ist. Dadurch kann vorteilhaft der über die Aussparung, insbesondere den vorab beschriebenen inneren Teil der Aussparung in die trichter- oder kegelförmige Aussparung hineinragende Abschnitt des Permanentmagneten Feldlinien in den trichterförmigen Bereich aussenden. Der Permanentmagnet kann so zum größten Teil, oder vollständig in dem Endabschnitt der Motorwelle aufgenommen sein. Beispielsweise ist der Permanentmagnet derart in dem Endabschnitt der Motorwelle aufgenommen, dass ein Ende des Permanentmagneten nicht über ein Ende der Motorwelle, insbesondere den vorab beschriebenen Trichter, hinausragt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Permanentmagnet in der Aussparung derart angeordnet, dass ein Magnetfeld des Permanentmagneten quer zur Motorwellenlängsachse verläuft.
  • Bevorzugt verläuft dazu eine Ausrichtung zwischen Nordpol und Südpol des Permanentmagneten quer zur Motorwellenlängsachse. Das Magnetfeld kann so von einem Magneto-Resistiven Sensor gut erfasst werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Permanentmagnet zylinderförmig oder wenigstens abschnittsweise zylinderförmig ausgebildet. Dadurch kann die Aussparung vorteilhaft mittels eines Bohrers erzeugt sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Permanentmagnet quaderförmig oder würfelförmig ausgebildet. Dazu kann die Aussparung beispielsweise durch einen Schlitz gebildet sein, welcher im Bereich des Endes der Motorwelle ausgebildet ist. Der Schlitz kann dazu beispielsweise mittels einer Säge oder einer Fräse erzeugt sein.
  • Anders als zuvor beschrieben ist der Permanentmagnet wenigstens abschnittsweise quader- oder würfelförmig ausgebildet. Dazu kann der Permanentmagnet beispielsweise mit einem Abschnitt quader- oder würfelförmig ausgebildet sein, welcher in der Aussparung angeordnet ist. Ein über die Aussparung hinausragender Abschnitt, welcher über das Ende der Motorwelle hinausragt oder welche in den zuvor beschriebenen Trichter hineinragt, kann beispielsweise eine andere Form, beispielsweise eine Zylinderform aufweisen. Durch die quader- oder würfelförmige Ausbildung kann vorteilhaft eine formschlüssige Verbindung in Drehumfangsrichtung der Motorwelle gebildet sein, durch welche vorteilhaft eine Ausrichtung eines Magnetfeldes des Permanentmagneten relativ zur Motorwelle, und so zum Rotor festgelegt ist.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der Permanentmagnet im Bereich des Endabschnittes der Motorwelle mit einem ersten Längsabschnitt des Permanentmagnets in einer trichterförmigen Aussparung der Motorwelle aufgenommen, wobei ein zweiter Längsabschnitt des Permanentmagnets in dem Endabschnitt der Motorwelle festgehalten ist, wobei der Permanentmagnet ein Ende des Endabschnitts der Motorwelle nicht überragt. Dadurch kann der Permanentmagnet Feldlinien des Permanentmagnetfeldes durch den Trichter über das Ende hinaussenden, wo diese von dem Rotorpositionssensor erfasst werden können. Der Permanentmagnet ist so vorteilhaft platzsparend im Endabschnitt der Motorwelle vollständig aufgenommen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Permanentmagnet einen unmagnetisierten Bereich auf. Bevorzugt ist der unmagnetisierte Bereich in der Aussparung aufgenommen. Dadurch kann das Magnetfeld vorteilhaft nicht durch die Motorwelle beeinflusst werden. Weiter vorteilhaft kann die Motorwelle aufwandsgünstig bereitgestellt werden, da der Permanentmagnet beispielsweise nach einem Einführen eines unmagnetisierten Rohlings in den Endabschnitt der Motorwelle magnetisiert werden kann. Eine magnetische Ausrichtung kann so vorteilhaft nach dem miteinander Verbinden von Permanentmagnet und Motorwelle festgelegt werden, so dass Ausrichtungsfehler, beispielsweise ein Vertauschen von Nord- und Südpolausrichtung vermieden werden kann.
  • Der Permanentmagnet weist beispielsweise Ferrit, oder eine permanentmagnetische Verbindung umfassend die Elemente Eisen, Nickel, Kobalt, Samarium, Wismut, Mangan, oder Bor oder eine Kombination aus diesen auf. Die Verbindung ist beispielsweise Neodym® oder Permalloy.
  • Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen und in den Figuren beschriebenen Merkmalen.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Elektromotor mit einem Magneto-Resistiven Sensor und einem von diesem erfassbar angeordneten Permanentmagnet, der in einem Endabschnitt der Motorwelle teilweise aufgenommen ist;
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Endabschnitt der in 1 bereits dargestellten Motorwelle, in dem ein zylinderförmiger Permanentmagnet teilweise aufgenommen ist;
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Endabschnitt der in 1 bereits dargestellten Motorwelle, in dem ein Quaderförmiger Permanentmagnet vollständig aufgenommen ist;
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Endabschnitt der in 1 bereits dargestellten Motorwelle, in dem ein Quaderförmiger Permanentmagnet teilweise aufgenommen ist;
  • 5 zeigt den in 4 dargestellten Endabschnitt in einer Längsschnittdarstellung;
  • 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Permanentmagnet für den Endabschnitt der Motorwelle 5 in 1 oder den Endabschnitt gemäß den 3 und 4;
  • 7 zeigt einen Permanentmagnet, der auf einem zur Aufnahme in der Aussparung der Motorwelle ausgebildeten Längsabschnitt nicht magnetisiert ist;
  • 8 zeigt ein verfahren zum Erzeugen des in 7 dargestellten Permanentmagnets, der während des Magnetisierens teilweise in der Ausnehmung der Motorwelle aufgenommen ist;
  • 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Endabschnitt der Motorwelle in 1 in der ein kunststoffummantelter Permanentmagnet in der Aussparung formschlüssig gehalten ist.
  • 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Elektromotor 1. Der Elektromotor 1 weist einen Rotor 3 auf, welcher mit einer Motorwelle 5 drehfest verbunden ist. Der Elektromotor 1 weist auch einen Stator 9 auf, welcher Statorspulen 10, 11 und 12 umfasst. Die Statorspulen 10, 11 und 12 sind in diesem Ausführungsbeispiel in einer Sternanordnung miteinander verschaltet. Die Statorspulen 10, 11 und 12 sind jeweils mit einem ersten Anschluss mit einer Steuereinheit, insbesondere einem Ausgang einer Steuereinheit 14 verbunden. Zweite Anschlüsse der Statorspulen sind jeweils miteinander zu einem Sternpunktanschluss verbunden.
  • Die Steuereinheit 14 ist ausgebildet, die Statorspulen 10, 11 und 12 des Stators zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes in Abhängigkeit eines eingangsseitig empfangenen Rotorpositionssignals zu bestromen. Dazu ist die Steuereinheit 14 eingangsseitig mit einem Rotorpositionssensor 15 verbunden, welcher angeordnet und ausgebildet ist, ein Magnetfeld des Permanentmagneten 30 zu erfassen und das Rotorpositionssignal zu erzeugen.
  • Der Rotor 3 des Elektromotors 1 ist beispielsweise ein Käfigläufer einer Asynchronmaschine, oder ein permanentmagnetisch ausgebildeter Rotor einer Synchronmaschine. Die Motorwelle 5 weist einen – in dieser Figur vergrößert dargestellten – Endabschnitt 6 auf. Der Endabschnitt 6 weist im Bereich eines Endes der Motorwelle 5 eine Aussparung auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel schlitzförmig ausgebildet ist.
  • In der Aussparung ist ein Permanentmagnet 30 wenigstens teilweise aufgenommen. Der Permanentmagnet 30 ist mit einem Längsabschnitt 34 in Richtung einer Motorwellenlängsachse 20 in der Aussparung 48 aufgenommen, und ragt mit einem Längsabschnitt 32 in Richtung der Motorwellenlängsachse 20 über ein Ende der Motorwelle 5 hinaus. Der Permanentmagnet 30 ist im Bereich des Längsabschnitts 34 mittels eines Klebstoffs 45 in die Aussparung 48 eingeklebt. Der Klebstoff 45 weist in diesem Ausführungsbeispiel Abstandspartikel auf, welche bewirken, dass der Permanentmagnet 30 eine Wand der Aussparung nicht berühren kann. Ein Abstandspartikel 47 ist beispielhaft bezeichnet. Der Permanentmagnet 30 weist eine Magnetisierung auf, welche quer zu der Motorwellenlängsachse 20 verläuft. Ein Südpol 36 und ein Nordpol 38 der permanenten Magnetisierung sind jeweils bezeichnet.
  • 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Endabschnitt 8 der in 1 bereits dargestellten Motorwelle 5. Der Endabschnitt 8 ersetzt in diesem Ausführungsbeispiel den in 1 bereits dargestellten Endabschnitt 6. Der Endabschnitt 8 weist eine hohlzylinderförmiger Aussparung 49 im Bereich des Endes auf, in welcher ein Permanentmagnet 31 wenigstens teilweise aufgenommen ist. Der Permanentmagnet 31 ragt mit einem Längsabschnitt 32 entlang einer Motorwellenlängsachse 20 über das Ende der Motorwelle 5 hinaus. Der Permanentmagnet 31 ist mit einem Längsabschnitt 34 in der hohlzylinderförmigen Aussparung 49 des Endabschnitts 8 der Motorwelle 5 kraftschlüssig eingefügt. Der Permanentmagnet 31 weist eine Magnetisierung auf, welche quer zu der Motorwellenlängsachse 20 verläuft. Ein Südpol 36 und ein Nordpol 38 der permanenten Magnetisierung sind jeweils bezeichnet.
  • Der Permanentmagnet 31 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich des Längsabschnitts 34 von einem Kunststoffbecher umgeben, und zusammen mit dem Kunststoffbecher 44 in der Aussparung 49 aufgenommen. Denkbar ist auch anstelle des Kunststoffbechers 44 eine Blechfeder aus nichtmagnetisierbarem Metall.
  • 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Endabschnitt 7 der in 1 bereits dargestellten Motorwelle 5. Der Endabschnitt 7 ersetzt in diesem Ausführungsbeispiel den in 1 bereits dargestellten Endabschnitt 6. Der Endabschnitt 7 weist – anders als der Endabschnitt 6 in 1 – eine mindestens trichterförmige Aussparung 42 auf. Die Aussparung 42 weist dazu eine Trichterform auf, welche an eine Trichterwand 40 grenzt. Der Trichter bildet in diesem Ausführungsbeispiel einen Kreiskegellängsabschnitt. Die trichterförmige Aussparung 42 mündet in einen Längsabschnitt 34 der Aussparung, welcher quaderförmig ausgebildet ist, und in welchem ein Längsabschnitt 34 des in 1 bereits dargestellten Permanentmagneten 30 angeordnet ist. Ein in 1 bereits dargestellter Längsabschnitt 34, welcher in 1 über ein Ende der Motorwelle hinausragt, ragt in dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in die trichterförmige Aussparung 42 hinein. Ein Ende der Motorwelle mit dem Endabschnitt 7 wird von dem Permanentmagnet 30 in 3 nicht überragt, sondern schließt vielmehr bündig mit einem Ende des Permanentmagneten 30 ab. Dadurch kann vorteilhaft ein Feldlinienverlauf von magnetischen Feldlinien 50 von einem Nordpol 38 des Permanentmagneten 30 durch den Trichter 42, und durch den Raum im Bereich des Endes des Endabschnitts 7 zurück durch die trichterförmige Aussparung 42 zum Südpol 36 des Permanentmagneten 30 verlaufen.
  • Der Permanentmagnet 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels einer Kunststoffrinne 46, welcher den Längsabschnitt 34 des Permanentmagneten 30 umgibt, in der quaderförmigen Aussparung des Endabschnitts 7 der Motorwelle 5 angeordnet. Die Kunststoffrinne 46 ist beispielsweise durch eine Polypropylenrinne oder Polyamidrinne gebildet.
  • Denkbar ist auch anstelle des Kunststoffrinne 46 eine – beispielsweise rinnenförmige – Blechfeder aus nichtmagnetisierbarem Metall.
  • Die Aussparung kann beispielsweise beim Fertigen des Endabschnitts 7 zuerst mittels eines entsprechend ausgebildeten Senkbohrers der Trichter 42 – beispielsweise auf einer Drehbank – gefertigt werden, woraufhin anschließend mittels einer Säge oder einer Fräse ein Schlitz in den Endabschnitt 7 gesägt wird, in welcher der Permanentmagnet 30 zusammen mit der Rinne oder dem Becher eingefügt wird. Denkbar ist auch eine spitzwinklig verlaufende Rinne mit ebenen Rinnenwänden anstelle des in 3 dargestellten kegelförmigen Trichters.
  • Der in 3 dargestellte Permanentmagnet 30 kann – wie in 1 dargestellt – anstelle der in 3 gezeigten Kunststoffrinne 46 mittels des in 1 dargestellten Klebstoffs 45 zusammen mit den Abstandspartikeln 47 in dem in 3 dargestellten Abschnitt der Aussparung die den Längsabschnitt 34 des Permanentmagneten 30 aufnimmt, eingefügt sein.
  • 4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen Endabschnitt 51 einer Motorwelle, beispielsweise der in 1 dargestellten Motorwelle 5. Der Endabschnitt 51 weist im Bereich eines Endes eine Ausnehmung 52 auf, in der der Permanentmagnet 30 teilweise aufgenommen ist. Der Endabschnitt 51 ist im Bereich der Ausnehmung 52 zum Ende hin spitz zulaufend ausgebildet, so dass zwei Zangenbacken 55 und 57 gebildet sind, die die Ausnehmung 52 zwischeneinander einschließen und den Permanentmagnet 30 festhalten. Die Ausnehmung ist in diesem Ausführungsbeispiel als Schlitz ausgebildet, welcher beispielsweise in den Endabschnitt 51 gesägt oder gefräst sein kann. Der Permanentmagnet 30 rotiert bei einer Drehung der Motorwelle 5 um die Motorwellenlängsachse 20. Der Permanentmagnet 30 weist eine Magnetisierung als magnetischer Dipol auf, die bereits in 1 dargestellt ist. In einer anderen Ausführungsform ist der Permanentmagnet entsprechend dem Permanentmagnet 35 in 6 oder entsprechend dem Permanentmagnet 33 in 7 magnetisiert.
  • 5 zeigt schematisch den in 4 dargestellten Endabschnitt 51 in einer Längsschnittdarstellung. Der magnetische Nordpol 38 des Permanentmagnets 30 ist im Bereich des Längsabschnitts 34 von der Zangenbacke 55 gehalten, der magnetische Südpol 36 des Permanentmagnets 30 ist im Bereich des Längsabschnitts 34 von der Zangenbacke 57 gehalten. Der Längsabschnitt 32 ragt über das Ende des Endabschnitts 51 hinaus und kann dort ein Magnetfeld aussenden.
  • 6 zeigt schematisch eine Variante einer Magnetisierung eines Permanentmagnets 35. Der Permanentmagnet 35 weist eine Quaderform auf. Die Magnetisierung verläuft wie bei dem Permanentmagneten 30 quer zur Motorwellenlängsachse 20, jedoch verläuft eine Teilungslinie die den Nordpol 38 vom Südpol trennt quer zu einer quer zur Motorwellenlängsachse 20 verlaufenden Längserstreckung des Permanentmagnets 35. Die Längserstreckung quer zur Motorwellenlängsachse 20 bildet zusammen mit der Motorwellenlängsachse 20 und der Teilungslinie zwischen dem Nordpol 38 und dem Südpol 36 ein Orthogonalsystem.
  • Bei dem Permanentmagnet 30 fällt die Teilungslinie zwischen dem Nordpol 38 und dem Südpol 36 mit der quer zur Motorwellenlängsachse 20 verlaufenden Längserstreckung des Permanentmagnets 30 zusammen.
  • 7 zeigt schematisch eine Ausführungsform für einen Permanentmagnet 37, der wie der Permanentmagnet 30 magnetisiert ist, so dass die Teilungslinie zwischen dem Nordpol 38 und dem Südpol 36 mit der quer zur Motorwellenlängsachse 20 verlaufenden Längserstreckung des Permanentmagnets 30 zusammenfällt. Anders als der Permanentmagnet 30 weist der Permanentmagnet 37 entlang seiner Längserstreckung in Richtung der Motorwellenlängsachse 20 wenigstens drei zueinander verschieden magnetisierte Bereiche auf, von denen ein Bereich 60, der wenigstens teilweise dem Endabschnitt 32 entspricht magnetisiert ist und ein unmagnetisierter Bereich, welcher dem in der Aussparung aufgenommenen Endabschnitt 34 entspricht nicht magnetisiert ist. Zwischen den Bereichen 60 und 64 erstreckt sich ein Übergangsbereich 62, der teilmagnetisiert ist.
  • Der Permanentmagnet 37 kann beispielsweise anstelle des Permanentmagnets 30 in 5 oder anstelle des Permanentmagnets 30 in 3 in der Aussparung gehalten sein. Der Bereich 62 kann zusätzlich zu dem Bereich 60 über das Ende der zuvor beschriebenen Endabschnitte 5 oder 51 hinausragen. Im Falle eines Endabschnittes 7 gemäß 3 kann der Bereich 60 oder zusätzlich der Bereich 62 in den Trichter 42 hineinragen.
  • 8 zeigt schematisch ein Verfahren zum Magnetisieren eines in der Aussparung eines Endabschnitts gehaltenen magnetisierbaren Materials, aus dem mittels des Verfahrens ein Permanentmagnet 37 gemäß 7 erzeugt wird.
  • In einem Schritt wird bei dem Verfahren eine Magnetisiervorrichtung 65 über den über das Ende des Motorwellenendabschnitts 51 hinausragenden Längsabschnitt, insbesondere den in 7 dargestellten Bereich 60 gefahren.
  • In einem weiteren Schritt wird ein Magnetfeld 70 erzeugt, das Elementarmagnete des magnetisierbaren Materials – insbesondere gemäß 7 oder 6 – ausrichtet, so dass der Permanentmagnet 30 erzeugt wird.
  • 9 zeigt schematisch eine Variante des in den 4 und 5 gezeigten Endabschnitts, in dem zwischen den Zangenbacken 55 und 57 ein Permanentmagnet 30 gehalten ist in einer Längsschnittdarstellung. Der Permanentmagnet 30 weist einen Kunststoffmantel 56 auf, der eine Oberfläche des Permanentmagnets 30 bedeckt. Der Permanentmagnet 30 ist zusammen mit dem Kunststoffmantel auf einem Längsabschnitt in der Aussparung aufgenommen. Der Kunststoffmantel ist beispielsweise ausgebildet, den Permanentmagnet 30 vor Korrosion zu schützen. An den Kunststoffmantel ist beispielsweise wenigstens ein keilförmiger Vorsprung 58 angeformt, so dass der Vorsprung 58 des Permanentmagnets 30 beim Einführen in Richtung einer Motorwellenlängsachse 20 in die Aussparung des Endabschnitts 51 in eine entsprechende Aussparung in der Wand der Aussparung einrasten kann und der Permanentmagnet 30 so formschlüssig gegen ein Herausbewegen aus dem Endabschnitt gesichert ist. Der Kunststoffmantel kann beispielsweise durch Umspritzen des Permanentmagnets 30 erzeugt sein. Der Kunststoffmantel ist ausgebildet, den Permanentmagnet 30 wenigstens teilweise oder vollständig zu umschließen.

Claims (12)

  1. Elektromotor (1), insbesondere elektronisch kommutierter Elektromotor (1) mit einem Rotor (3) und einem Rotorpositionssensor (15), welcher ausgebildet ist, eine Rotorposition des Rotors (3) in Abhängigkeit eines mit dem Rotor (3) des Elektromotors mindestens mittelbar drehfest verbundenen Permanentmagneten (30, 31, 33, 35) zu erfassen, und ein die Rotorposition repräsentierendes Rotorpositionssignal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) mit einer Motorwelle (5) drehfest verbunden ist und die Motorwelle (5) eine Aussparung (48, 49, 52) aufweist und der Permanentmagnet (30, 31, 35, 37) wenigstens teilweise in der Aussparung (48, 49, 52) angeordnet ist.
  2. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (30, 31, 35, 37) mittels eines Klebstoffs (45) in die Aussparung (48, 49, 52) eingeklebt ist.
  3. Elektromotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (45) Abstandspartikel (47) mit jeweils einem Durchmesser aufweist, welche ausgebildet sind, zwischen dem Permanentmagnet (30, 31, 35, 37) und einer Wand der Aussparung (48) einen Abstand zwischen der Wand und dem Permanentmagnet (30) auszubilden, der dem Durchmesser der Abstandspartikel (47) entspricht.
  4. Elektromotor (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandspartikel (47) und/oder der Klebstoff (45) nichtmagnetisierbar ausgebildet sind.
  5. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (30, 31, 35, 37) wenigstens teilweise von einem Kunststoffbecher (44) oder einer Kunststoffschicht (46, 56) umgeben ist.
  6. Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (30, 31, 35, 37) in der Aussparung derart angeordnet ist, dass ein Magnetfeld des Permanentmagneten (30, 31, 35, 37) quer zur Motorwellenlängsachse (20) verläuft.
  7. Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorpositionssensor (15) ein magneto-resistiver Sensor ist.
  8. Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (31) zylinderförmig oder wenigstens abschnittsweise zylinderförmig ausgebildet ist.
  9. Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (30, 35, 37) quaderförmig oder würfelförmig ausgebildet ist.
  10. Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (30, 31, 35, 37) entlang einer Motorwellenlängsachse (20) über ein Ende der Motorwelle (5) hinausragt.
  11. Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (30, 35, 37) im Bereich des Endabschnittes (7) der Motorwelle (5) mit einem ersten Längsabschnitt (33, 60, 62) des Permanentmagnets (30) in einer trichterförmigen Aussparung (42) der Motorwelle (5) aufgenommen ist, wobei ein zweiter Längsabschnitt (34, 64) des Permanentmagnets (30) in dem Endabschnitt (7) der Motorwelle (5) festgehalten ist, wobei der Permanentmagnet (30, 35, 37) ein Ende des Endabschnitts (7) der Motorwelle (5) nicht überragt.
  12. Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (37) einen nicht magnetisierten Bereich (64) aufweist, der in der Aussparung (48, 49, 52) aufgenommen ist.
DE102011079657A 2011-07-22 2011-07-22 Elektromotor mit einem Rotorpositionsmagnet Pending DE102011079657A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011079657A DE102011079657A1 (de) 2011-07-22 2011-07-22 Elektromotor mit einem Rotorpositionsmagnet
PCT/EP2012/064257 WO2013014071A2 (de) 2011-07-22 2012-07-20 Elektromotor mit einem rotorpositionsmagnet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011079657A DE102011079657A1 (de) 2011-07-22 2011-07-22 Elektromotor mit einem Rotorpositionsmagnet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011079657A1 true DE102011079657A1 (de) 2013-01-24

Family

ID=46545800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011079657A Pending DE102011079657A1 (de) 2011-07-22 2011-07-22 Elektromotor mit einem Rotorpositionsmagnet

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011079657A1 (de)
WO (1) WO2013014071A2 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014103460U1 (de) * 2014-07-28 2015-10-29 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Vorrichtung zur Lageerkennung des Rotors eines Elektromotors
FR3025667A1 (fr) * 2014-09-10 2016-03-11 Bosch Gmbh Robert Machine electrique comportant un induit
DE102014223513A1 (de) * 2014-11-18 2016-06-02 Bühler Motor GmbH Gebermittel
DE102015201411A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Robert Bosch Gmbh Motor-Pumpen-Aggregat für ein Bremssystem
DE102015206108A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-20 Bühler Motor GmbH Magnetgebermittel
DE102015206103A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-20 Bühler Motor GmbH Magnetgeber
JP2017053776A (ja) * 2015-09-10 2017-03-16 日立金属株式会社 回転角検出用磁石、回転角検出装置及び回転角検出用磁石の製造方法
DE102016216088A1 (de) 2016-08-26 2018-03-01 Continental Automotive Gmbh Elektrische Maschine
DE102017005420A1 (de) * 2017-06-09 2018-12-13 Thomas Magnete Gmbh Bestimmung der Rotorlage eines Elektromotors
DE102018112946A1 (de) * 2018-05-30 2019-12-05 Thyssenkrupp Ag Sensoreinrichtung zur Erfassung der Drehlage einer sich drehenden Welle mit einem angespritzten Gebermagneten

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110892613B (zh) * 2017-07-14 2022-02-11 三菱电机株式会社 旋转电机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06117807A (ja) * 1992-10-08 1994-04-28 Aisan Ind Co Ltd 回転角度センサ
DE102004059181A1 (de) * 2004-12-08 2006-06-29 Siemens Ag Maschine mit integriertem Drehgeber
JP2006233985A (ja) * 2005-02-22 2006-09-07 Ntn Corp 回転検出装置付き軸受
JP2007089312A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Ntn Corp モータ回転軸の角度検出装置
WO2010038862A1 (ja) * 2008-10-03 2010-04-08 日本電産株式会社 モータ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2887376B1 (fr) * 2005-06-15 2007-12-14 Sonceboz Sa Sa Suisse Servo-actionneur electromagnetique monophase rotatif comprenant un actionneur et un capteur de position
DE102006032780A1 (de) * 2006-07-14 2008-01-17 Siemens Ag Elektromotorischer Antrieb mit einem rotorseitig angeordneten Drehgeber

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06117807A (ja) * 1992-10-08 1994-04-28 Aisan Ind Co Ltd 回転角度センサ
DE102004059181A1 (de) * 2004-12-08 2006-06-29 Siemens Ag Maschine mit integriertem Drehgeber
JP2006233985A (ja) * 2005-02-22 2006-09-07 Ntn Corp 回転検出装置付き軸受
JP2007089312A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Ntn Corp モータ回転軸の角度検出装置
WO2010038862A1 (ja) * 2008-10-03 2010-04-08 日本電産株式会社 モータ
US20110181221A1 (en) * 2008-10-03 2011-07-28 Nidec Corporation Motor

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014103460U1 (de) * 2014-07-28 2015-10-29 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Vorrichtung zur Lageerkennung des Rotors eines Elektromotors
FR3025667A1 (fr) * 2014-09-10 2016-03-11 Bosch Gmbh Robert Machine electrique comportant un induit
EP3032224A3 (de) * 2014-11-18 2016-09-28 Bühler Motor GmbH Befestigung eines gebermittels an einem ende einer welle
DE102014223513A1 (de) * 2014-11-18 2016-06-02 Bühler Motor GmbH Gebermittel
CN107208614A (zh) * 2015-01-28 2017-09-26 罗伯特·博世有限公司 用于制动系统的马达‑泵‑机组
WO2016119987A1 (de) * 2015-01-28 2016-08-04 Robert Bosch Gmbh Motor-pumpen-aggregat für ein bremssystem
DE102015201411A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Robert Bosch Gmbh Motor-Pumpen-Aggregat für ein Bremssystem
US11201525B2 (en) 2015-01-28 2021-12-14 Robert Bosch Gmbh Motor and pump assembly for a brake system
US20180269751A1 (en) * 2015-01-28 2018-09-20 Robert Bosch Gmbh Motor/Pump Assembly for a Brake System
EP3251200B1 (de) * 2015-01-28 2019-12-18 Robert Bosch GmbH Motor-pumpen-aggregat für ein bremssystem
DE102015206108A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-20 Bühler Motor GmbH Magnetgebermittel
DE102015206103A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-20 Bühler Motor GmbH Magnetgeber
US10352994B2 (en) 2015-04-02 2019-07-16 Bühler Motor GmbH Magnet and adapter assembly for mounting on a shaft end of an electric drive
JP2017053776A (ja) * 2015-09-10 2017-03-16 日立金属株式会社 回転角検出用磁石、回転角検出装置及び回転角検出用磁石の製造方法
DE102016216088A1 (de) 2016-08-26 2018-03-01 Continental Automotive Gmbh Elektrische Maschine
DE102017005420A1 (de) * 2017-06-09 2018-12-13 Thomas Magnete Gmbh Bestimmung der Rotorlage eines Elektromotors
DE102017005420B4 (de) 2017-06-09 2022-04-21 Thomas Magnete Gmbh Bestimmung der Rotorlage eines Elektromotors
DE102018112946A1 (de) * 2018-05-30 2019-12-05 Thyssenkrupp Ag Sensoreinrichtung zur Erfassung der Drehlage einer sich drehenden Welle mit einem angespritzten Gebermagneten

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013014071A3 (de) 2013-04-25
WO2013014071A2 (de) 2013-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011079657A1 (de) Elektromotor mit einem Rotorpositionsmagnet
EP0807256B1 (de) Einrichtung zur drehzahlmessung oder drehrichtungserkennung eines drehmagnetfeldes
DE102012002204B4 (de) Magnetfeldsensor
DE60202564T2 (de) Ausrichtungsvorrichtung und Magnetisierungsvorrichtung
EP3073622B1 (de) Elektronisch kommutierter elektromotor mit direktabtastung des rotormagnetfelds
WO2015078607A2 (de) Sensoranordnung und magnetisierungsvorrichtung sowie verwendung der sensoranordnung in einem kraftfahrzeugsteuergerät
DE102015121102B4 (de) Rotorvorrichtung für einen Elektromotor und/oder Generator, Rotor und Motor mit einer solchen Rotorvorrichtung sowie Herstellungsverfahren
EP2350594B1 (de) Sensoreinrichtung zur drehmomentmessung in lenksystemen
DE102014004625A1 (de) Sensorvorrichtung
DE102018128381A1 (de) Magnetstruktur, drehwinkeldetektor und elektrische servolenkvorrichtung
EP2984466A1 (de) Sensorvorrichtung mit einer drehmomentsensoreinrichtung und einer inkrementalsensoreinrichtung und kraftfahrzeug
DE102010053217A1 (de) Hall-basierter Linearwegsensor für mittellange Wege
DE102016012696A1 (de) Rotationserfassungsvorrichtung
DE202007006955U1 (de) Vorrichtung zur Messung von Drehbewegungen
DE102014112049A1 (de) Gang-Erfassungsschalter
DE102016102828A1 (de) Magnetanordnung und Sensorvorrichtung
DE3308946A1 (de) Kunststoffgebundener, dauermagnetischer rotor hohlzylindrischer bzw. topffoermiger gestalt fuer elektrische maschinen, insbesondere kleinmotoren
DE102013208961A1 (de) Bürstenträger für einen Elektromotor und dessen Verwendung
DE102014218060A1 (de) Elektrische Maschine mit einem Anker
DE102008040360A1 (de) Einrichtung zur Erfassung eines rotierenden Magnetfelds
DE10123513A1 (de) Elektrische Meßtechnik, speziell Weg- und Winkelaufnehmer mit magnetoresistiven Sensorelementen
DE102011108052A1 (de) Lineare Wegmessung mit Hilfe eines Magnetsystemes bestehend aus Einzelmagneten
DE102014012168A1 (de) Einrichtung zur Drehwinkelerfassung einer mechanischen Welle
AT515170A2 (de) Elektrische Maschine mit einer Sensoreinrichtung zur Rotorlageerkennung
DE102012208408A1 (de) Verfahren zur Montage eines Geberelementes an einen Rotor eines Elektromotors

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication