DE102011087396A1

DE102011087396A1 - Device and method for mounting an angular position sensor rotor on a rotor shaft of an electric motor

Info

Publication number: DE102011087396A1
Application number: DE102011087396A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Hübner; Thorsten Rienecker
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-06-21
Also published as: FR2969414B1; FR2969414A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Montage eines Winkellagegeberrotors (48) an einer Rotorwelle (54) eines Elektromotors (14), wobei der Elektromotor (14) ein Motorgehäuse (50) und einen Motorstator aufweist, wobei der Motorstator eine Anzahl von Motorstatorspulen aufweist. Die Vorrichtung weist eine Motoraufnahme (12) auf, die dazu ausgebildet ist, den Elektromotor (14) zumindest zeitweise während der Montage des Winkellagegeberrotors (48) aufzunehmen. Ferner weist die Vorrichtung eine Bestromungseinheit (26) auf, die dazu ausgebildet ist, zumindest zeitweise eine Anzahl der Motorstatorspulen zu bestromen. Zudem weist die Vorrichtung eine Rotorpositioniereinheit (58) auf, die dazu ausgebildet ist, beim Verbinden des Winkellagegeberrotors (48) mit der Rotorwelle (54) den Winkellagegeberrotor (48) in einer definierten ersten Position zu halten. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Verfahren.The present invention relates to a device for mounting an angular position sensor rotor (48) on a rotor shaft (54) of an electric motor (14), the electric motor (14) comprising a motor housing (50) and a motor stator, the motor stator having a number of motor stator coils. The device has a motor mount (12), which is designed to receive the electric motor (14) at least temporarily during assembly of the angular position sensor rotor (48). Furthermore, the device has an energizing unit (26), which is designed to energize a number of motor stator coils at least at times. In addition, the device has a rotor positioning unit (58), which is designed to hold the angular position transmitter rotor (48) in a defined first position when connecting the angular position sensor rotor (48) to the rotor shaft (54). The invention further relates to a corresponding method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Montage eines Winkellagegeberrotors an einer Rotorwelle eines Elektromotors, wobei der Elektromotor ein Motorgehäuse und einen Motorstator aufweist, wobei der Motorstator eine Anzahl von Motorstatorspulen aufweist.The invention relates to a device and a method for mounting an angular position sensor rotor on a rotor shaft of an electric motor, wherein the electric motor has a motor housing and a motor stator, wherein the motor stator has a number of motor stator coils.

Bei einem Winkellagegeber handelt es sich um einen Messumformer zur Wandlung der Winkellage eines sich drehenden Körpers in eine elektrische Größe.An angular position sensor is a transducer for converting the angular position of a rotating body into an electrical variable.

Ein Winkellagegeber kann beispielsweise als elektromagnetischer Winkellagegeber ausgebildet sein, der aus einem Winkellagegeberstator und einem Winkellagegeberrotor besteht. In einer ersten Ausführungsform des elektromagnetischen Winkellagegebers weist der Winkellagegeberstator zwei um 90° versetzte Statorwicklungen und der Winkellagegeberrotor eine Rotorwicklung auf. Der Winkellagegeberrotor ist an dem sich drehenden Körper angebracht und wird von dem ortsfest montierten Winkellagegeberstator umschlossen, weswegen die Statorwicklungen die Rotorwicklung umschließen. Die Rotorwicklung kann über Schleifringe und Bürsten oder aber induktiv mit einer elektrischen Schaltung verbunden sein. Um besagte elektrische Größe bereitstellen zu können, wird der Winkellagegeber mit einer Wechselspannung, vorzugsweise mit einer sinusförmigen Wechselspannung angesteuert. Hierfür gibt es zwei unterschiedliche Konzepte.An angular position sensor can be designed, for example, as an electromagnetic angular position sensor which consists of an angular position sensor stator and an angular position encoder rotor. In a first embodiment of the electromagnetic angular position sensor, the angular position sensor stator has two stator windings offset by 90 ° and the angular position encoder rotor has a rotor winding. The angular position encoder rotor is attached to the rotating body and is enclosed by the fixedly mounted angular position sensor stator, which is why the stator windings enclose the rotor winding. The rotor winding may be connected via slip rings and brushes or inductively connected to an electrical circuit. In order to be able to provide said electrical variable, the angular position sensor is driven with an alternating voltage, preferably with a sinusoidal alternating voltage. There are two different concepts for this.

Bei dem als Statorerregung bezeichneten Konzept werden die beiden Statorwicklungen mit zwei um 90° zueinander phasenverschoben sinusförmigen Wechselspannungen erregt. In diesem Fall hängt die Phasenlage der in der Rotorwicklung induzierten Spannung von der Stellung des sich drehenden Körpers ab. Während einer Umdrehung des Körpers liefert der Winkellagegeber eine Wechselspannung, deren Phasenlage sich von 0° bis 360° dreht. Die Phasenlage der an dem Winkellagegeberrotor anliegenden Wechselspannung in Bezug auf eine der beiden an den Statorwicklungen angelegten Wechselspannungen ist somit ein Maß für die Winkellage des sich drehenden Körpers.In the concept known as stator excitation, the two stator windings are excited with two sinusoidal alternating voltages which are phase-shifted by 90 ° with respect to one another. In this case, the phase position of the voltage induced in the rotor winding depends on the position of the rotating body. During one revolution of the body, the angular position sensor supplies an alternating voltage whose phase angle rotates from 0 ° to 360 °. The phase position of the voltage applied to the angular position encoder rotor AC voltage with respect to one of the two applied to the stator windings AC voltages is thus a measure of the angular position of the rotating body.

Bei dem als Rotorerregung bezeichneten Konzept wird die Rotorwicklung mit einer sinusförmigen Wechselspannung erregt. In diesem Fall sind die Amplituden der in den beiden Statorwicklungen induzierten Spannungen von dem Winkel des sich drehenden Körpers abhängig und entsprechen dem Sinus und dem Kosinus der Winkellage des Körpers. Die Winkellage ergibt sich dann als Arkustangens der beiden Amplituden.In the concept called rotor excitation, the rotor winding is energized with a sinusoidal AC voltage. In this case, the amplitudes of the voltages induced in the two stator windings are dependent on the angle of the rotating body and correspond to the sine and cosine of the angular position of the body. The angular position then results as the arctangent of the two amplitudes.

Neben dem vorstehend beschriebenen zweipoligen Aufbau können Winkellagegeber auch vierpolig oder mit einer noch größeren Anzahl von Polen ausgeführt sein.In addition to the two-pole structure described above, angular position sensors can also be designed with four poles or with an even larger number of poles.

Bei einer zweiten Ausführungsform des elektromagnetischen Winkellagegebers wird die Winkellage eines sich drehenden Körpers unter Nutzung des Reluktanzeffekts erfasst. Der ortsfest montierte Winkellagegeberstator weist Erregerspulen und Messspulen auf. Der an dem sich drehenden Körper angebrachte Winkellagegeberrotor weist einen Verbundkern ohne Spulen auf. Mit den Erregerspulen wird ein Magnetfeld erzeugt, das sich je nach Drehposition der Rotorwelle und somit des Winkellagegeberrotors ändert. Diese Magnetfeldänderungen induzieren entsprechende Spannungsunterschiede in den Messspulen. Unter Verwendung einer entsprechenden Auswerteelektronik kann dann die Drehposition der Rotorwelle ermittelt werden.In a second embodiment of the electromagnetic angle sensor, the angular position of a rotating body is detected using the reluctance effect. The stationarily mounted angular position sensor stator has exciter coils and measuring coils. The angular position encoder rotor mounted on the rotating body has a composite core without coils. With the excitation coils, a magnetic field is generated, which changes depending on the rotational position of the rotor shaft and thus of the angular position sensor rotor. These magnetic field changes induce corresponding voltage differences in the measuring coils. Using a corresponding evaluation then the rotational position of the rotor shaft can be determined.

Gemäß einer dritten Ausführungsform kann ein elektromagnetischer Winkellagegeber auch so ausgeführt sein, dass die Winkellage eines sich drehenden Körpers unter Nutzung des Halleffekts erfasst wird.According to a third embodiment, an electromagnetic angular position sensor can also be designed so that the angular position of a rotating body is detected by using the Hall effect.

Neben elektromagnetisch ausgebildeten Winkellagegebern gibt es auch photoelektrisch arbeitende Winkellagegeber, wobei diese als Inkremental- oder als Absolutwertgeber ausgebildet sein können.In addition to electromagnetically designed angular encoders, there are also photoelectrically operating angular position encoders, which may be designed as incremental or absolute encoders.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren können prinzipiell für jeden der vorstehend beschriebenen Winkellagegeber eingesetzt werden.The device according to the invention and the method according to the invention can in principle be used for each of the angular position sensors described above.

Wird ein Winkellagegeber bei einem als Innenläufer ausgeführten Elektromotor eingesetzt, so ist der Winkellagegeberrotor mit der Rotorwelle des Elektromotors verbunden, während der Winkellagegeberstator mit dem Gehäuse des Elektromotors verbunden ist. Als Innenläufer ausgeführte Elektromotoren können vielfältig eingesetzt werden, so auch in jüngster Zeit als Antriebsmotor im Automobilbau. Die Fahrzeuge können dabei als Hybridfahrzeuge oder als Elektrofahrzeug ausgebildet sein. Bei einem Hybridfahrzeug wird neben dem Elektromotor ein weiteres Aggregat für den Antrieb eingesetzt, in der Regel ein Verbrennungsmotor. Wohingegen ein Elektrofahrzeug ausschließlich durch einen Elektromotor angetrieben wird.If an angular position sensor is used in an electric motor designed as an internal rotor, the angular position transmitter rotor is connected to the rotor shaft of the electric motor, while the angular position transmitter stator is connected to the housing of the electric motor. Electric motors designed as internal rotors can be used in a variety of ways, including recently as a drive motor in the automotive industry. The vehicles can be designed as hybrid vehicles or as an electric vehicle. In a hybrid vehicle, another unit for the drive is used in addition to the electric motor, usually an internal combustion engine. Whereas an electric vehicle is driven exclusively by an electric motor.

Für die Montage eines Winkellagegeberrotors an der Rotorwelle eines Elektromotors hat sich folgende Vorgehensweise etabliert: Bei der Montage der Rotorblechpakete an der Rotorwelle werden diese zu einer auf der Rotorwelle befindlichen Passfedernut ausgerichtet. Ebenso wird der Winkellagegeberrotor bei seiner Montage zu besagter Nut ausgerichtet und mit einer Nutmutter fixiert. Anschließend wird mit einem Prüfstand der Offset ermittelt, der zwischen dem Magnetfeld des Elektromotors und dem Signal des Winkellagegebers vorherrscht.For the installation of an angular position sensor rotor on the rotor shaft of an electric motor, the following procedure has been established: During assembly of the rotor lamination packages on the rotor shaft, these are aligned with a keyway located on the rotor shaft. Likewise, the angular position encoder rotor in its assembly to said groove aligned and fixed with a groove nut. Subsequently, the offset is determined with a test stand, which prevails between the magnetic field of the electric motor and the signal of the angular position sensor.

Diese Vorgehensweise hat gleich mehrere Nachteile. So ist sie mit hohen Kosten verbunden. Die hohen Kosten rühren von den benötigten Komponenten selbst her, sind aber auch durch die aufwändige und somit zeitintensive Fertigung und Montage bedingt. Auf der Rotorwelle ist eine Passfedernut vorzusehen, was einen zusätzlichen Fertigungsschritt erfordert, bei dem sogar ein Umspannen der Rotorwelle in der Bearbeitungsmaschine erforderlich ist. Dadurch ist die Fertigung der Rotorwelle bzw. des Elektromotors aufwändig und somit zeit- und kostenintensiv. Zudem sind Nutmuttern teure Bauelemente, deren Einzelpreis durchaus im Bereich von einigen Euros liegt. Insgesamt führt dies zu hohen Fertigungs- und somit Stückkosten für einen Elektromotor. Zudem kann es bei dieser Form der Montage zu einem relativ großen Offset zwischen dem Magnetfeld des Elektromotors und dem Signal des Winkellagegebers kommen, was zu einem höheren Aufwand bei der Fehlerbehandlung im Betrieb des Elektromotors führen kann.This procedure has several disadvantages. So it is associated with high costs. The high costs are due to the required components themselves, but are also due to the complex and thus time-consuming production and assembly. On the rotor shaft is to provide a keyway, which requires an additional manufacturing step, in which even a re-clamping of the rotor shaft in the processing machine is required. As a result, the production of the rotor shaft or the electric motor is complex and thus time consuming and costly. In addition, locknuts are expensive components, the unit price is quite in the range of a few euros. Overall, this leads to high production and thus unit costs for an electric motor. In addition, in this form of assembly can lead to a relatively large offset between the magnetic field of the electric motor and the signal of the angular position sensor, which can lead to a higher cost in the error treatment during operation of the electric motor.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Montage eines Winkellagegeberrotors an einer Rotorwelle eines Elektromotors zu schaffen, mit der bzw. mit dem die Montage in einfacher Art und Weise und somit ohne großen Zeitaufwand und zudem sehr kostengünstig möglich ist, wodurch letztlich die Fertigungs- bzw. Stückkosten für einen Elektromotor gesenkt werden sollen, und mit der bzw. mit dem eng tolerierte Offsets zwischen dem Magnetfeld des Elektromotors und dem Signal des Winkellagegebers erzielt werden können.It is therefore an object of the present invention to provide a device and a method for mounting an angular position sensor rotor on a rotor shaft of an electric motor with which or with the assembly in a simple manner and thus without much time and also very cost-effective , which ultimately the manufacturing or unit costs for an electric motor to be lowered, and can be achieved with or with the closely tolerated offsets between the magnetic field of the electric motor and the signal of the angular position sensor.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die folgende Mittel aufweist: eine Motoraufnahme, die dazu ausgebildet ist, den Elektromotor zumindest zeitweise während der Montage des Winkellagegeberrotors aufzunehmen, eine Bestromungseinheit, die dazu ausgebildet ist, zumindest zeitweise eine Anzahl der Motorstatorspulen zu bestromen, und eine Rotorpositioniereinheit, die dazu ausgebildet ist, beim Verbinden des Winkellagegeberrotors mit der Rotorwelle den Winkellagegeberrotor in einer definierten ersten Position zu halten.This object is achieved by a device of the type mentioned above, comprising the following means: a motor mount, which is adapted to receive the electric motor at least temporarily during assembly of the angular position encoder rotor, an energizing unit, which is designed, at least temporarily, a number of Motorstatorspulen to energize, and a Rotorpositioniereinheit which is adapted to hold when connecting the angular position encoder rotor with the rotor shaft, the angular position encoder rotor in a defined first position.

Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem folgende Schritte ausgeführt werden:

– Aufnehmen des Elektromotors auf einer Motoraufnahme,
– zumindest zeitweises Bestromen einer Anzahl der Motorstatorspulen mit einer Bestromungseinheit, und
– Halten des Winkellagegeberrotors in einer definierten ersten Position durch eine Rotorpositioniereinheit beim Verbinden des Winkellagegeberrotors mit der Rotorwelle.

The object is further achieved by a method of the type mentioned, in which the following steps are carried out:

Picking up the electric motor on a motor mount,
- At least temporarily energizing a number of Motorstatorspulen with a power supply unit, and
- Holding the angular position sensor rotor in a defined first position by a Rotorpositioniereinheit when connecting the angular position encoder rotor with the rotor shaft.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Idee zugrunde, bei der Montage eines Winkellagegeberrotors ohne die bisher hierfür verwendete Passfedernut auf der Rotorwelle auszukommen, und statt dessen den Motorrotor und den Winkellagegeberrotor in alternativer Art und Weise auszurichten bzw. zu positionieren.The device according to the invention and the method according to the invention are based on the idea of using an angular position sensor rotor without the previously used keyway on the rotor shaft and instead aligning or positioning the motor rotor and the angular position encoder rotor in an alternative manner.

Durch das Bestromen einer Anzahl von Motorstatorspulen wird der Motorrotor in Bezug auf den Motorstator ausgerichtet bzw. positioniert. Die Verwendung der Rotorpositioniereinheit stellt eine exakte Ausrichtung des Winkellagegeberrotors in Bezug auf den Winkellagegeberstator sicher. Der Winkellagegeberstator ist fest mit dem Motorgehäuse verbunden und nimmt somit gegenüber diesem eine definierte Position ein. Dadurch dass die Rotorpositioniereinheit den Winkellagegeberrotor beim Verbinden mit der Rotorwelle in einer definierten ersten Position hält, ist eine exakte Ausrichtung des Winkellagegeberrotors auf den Winkellagegeberstator sichergestellt. Das Bestromen der Motorstatorspulen führt dazu, dass ein Motormagnetfeld ausgebildet wird, das den Motorrotor definiert zu den Motorstatorspulen ausrichtet. Weil zum einen der Winkellagegeberstator und zum anderen der Motorstator jeweils fest mit dem Motorgehäuse verbunden sind, ist ein fixer Bezug zwischen Winkellagegeberrotor und Motorrotor hergestellt. Gleichzeitig nimmt der Winkellagegeberrotor in Bezug auf das Motormagnetfeld eine definierte Position ein. Insgesamt besteht ein definierter Zusammenhang bzw. eine definierte Zuordnung zwischen dem Motormagnetfeld und somit der Lage des Motorrotors einerseits und dem von dem Winkellagegeber erzeugten Signal andererseits.By energizing a number of motor stator coils, the motor rotor is aligned with respect to the motor stator. The use of the rotor positioning unit ensures exact alignment of the angular position sensor rotor with respect to the angular position transmitter stator. The Winkelellagegeberstator is firmly connected to the motor housing and thus assumes a defined position with respect to this. As a result of the fact that the rotor positioning unit holds the angular position transmitter rotor in a defined first position when it is connected to the rotor shaft, an exact alignment of the angular position sensor rotor with the angular position transmitter stator is ensured. The energizing of the motor stator coils causes a motor magnetic field is formed, which defines the motor rotor defined to the motor stator coils. Because, on the one hand, the angular position sensor stator and, on the other hand, the motor stator are each fixedly connected to the motor housing, a fixed relationship between the angle sensor rotor and the motor rotor is established. At the same time, the angular position sensor rotor assumes a defined position with respect to the motor magnetic field. Overall, there is a defined relationship or a defined relationship between the motor magnetic field and thus the position of the motor rotor on the one hand and the signal generated by the angular position sensor on the other hand.

Zudem ermöglichen die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ein wesentlich exakteres Ausrichten bzw. Positionieren der beiden relevanten Winkel, nämlich zum einen elektromotorseitig dem Winkel zwischen Motorrotor und Motorstator und zum anderen winkellagegeberseitig dem Winkel zwischen Winkellagegeberrotor und Winkellagegeberstator. Dadurch ist es nicht mehr zwingend erforderlich, für einen gefertigten Elektromotor den Offset zu ermitteln. Zudem kann der Elektromotor im Betrieb präziser gesteuert werden.In addition, the inventive device and the method according to the invention enable a much more precise alignment or positioning of the two relevant angles, namely, on the one hand, the angle between the motor rotor and the motor stator and, on the other hand, the angle position between the angular position transmitter rotor and the angular position sensor stator. As a result, it is no longer absolutely necessary to determine the offset for a manufactured electric motor. In addition, the electric motor can be controlled more precisely during operation.

Die obengenannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst. The above object is therefore completely solved.

Üblicherweise sind bei einem Elektromotor die Motorstatorspulen zu einer Anzahl von Motorstatorphasen verschaltet. Dies ermöglicht in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, dass durch die Bestromungseinheit gleichzeitig zwei Motorstatorphasen bestromt sind. Durch diese Maßnahme werden die mechanischen Einflüsse auf das Ausrichten bzw. Positionieren des Winkellagegeberrotors in Bezug auf den Motorrotor verringert, wodurch eine höhere Präzision ermöglicht wird. Das gleichzeitige Bestromen von zwei Motorstatorspulen ist nicht zwingend erforderlich, um die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren anwenden zu können. In Abhängigkeit der für den Elektromotor gewählten Verdrahtung der Motorstatorspulen bzw. Motorstatorphasen kann auch eine andere Anzahl von Motorstatorphasen gleichzeitig bestromt werden.Usually, the motor stator coils are connected to a number of Motorstatorphasen in an electric motor. In a preferred embodiment of the invention, this makes it possible for two motor stator phases to be energized simultaneously by the energizing unit. By this measure, the mechanical influences on the alignment or positioning of the angular position encoder rotor with respect to the motor rotor are reduced, whereby a higher precision is made possible. The simultaneous energizing of two motor stator coils is not absolutely necessary in order to be able to use the device according to the invention or the method according to the invention. Depending on the wiring of the motor stator coils or motor stator phases selected for the electric motor, a different number of motor stator phases can also be energized simultaneously.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Motoraufnahme und/oder die Bestromungseinheit dazu ausgebildet, die Rotorwelle zumindest zeitweise in einer definierten zweiten Position zu halten. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Position des Motorrotors, die dieser aufgrund der Bestromung der Motorstatorspulen bzw. der Motorstatorphasen einnimmt, zumindest zeitweise, vorzugsweise während des gesamten Montagevorgangs, fixiert ist. Somit kann sich der Motorrotor während der Montage des Winkellagegeberrotors nicht verdrehen und eine exakte Ausrichtung zwischen Winkellagegeberrotor und Motorrotor ist gewährleistet. Vorzugsweise wird die Position der Rotorwelle durch die Motoraufnahme aufrechterhalten. Dies hat mehrere Vorteile: Zum einen kann die Rotorwelle ohne Bestromung in der definierten zweiten Position gehalten werden. Zum anderen werden für den Fall, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu ausgebildet ist, in einem zeitlich definierten Ablauf bei mehreren Elektromotoren die jeweiligen Winkellagegeberrotoren zu montieren, nicht mehrere Bestromungseinheiten benötigt, sondern es reicht eine einzige Bestromungseinheit aus, die dann nach einem zeitlichen Muster nacheinander die Motorstatorspulen bzw. Motorstatorphasen der einzelnen Elektromotoren bestromt. Die zweite Position ist in Bezug auf den Motorstator bzw. das Motorgehäuse definiert.In a further embodiment of the invention, the motor mount and / or the energizing unit are designed to hold the rotor shaft at least temporarily in a defined second position. This measure has the advantage that the position of the motor rotor, which it occupies due to the energization of the motor stator coils or the motor stator phases, is fixed at least temporarily, preferably during the entire assembly process. Thus, the motor rotor during assembly of the angular position encoder rotor can not rotate and an exact alignment between the angular position encoder rotor and motor rotor is guaranteed. Preferably, the position of the rotor shaft is maintained by the motor mount. This has several advantages: On the one hand, the rotor shaft can be kept in the defined second position without current supply. On the other hand, in the event that the device according to the invention is designed to mount the respective angular position encoder rotors in a timed sequence with several electric motors, not a plurality of energizing units is needed, but a single energizing unit is sufficient, which then sequentially follows the temporal pattern Motor stator coils or motor stator phases of the individual electric motors energized. The second position is defined with respect to the motor stator or the motor housing.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Rotorpositioniereinheit aus einer Lagereinheit und einer in der Lagereinheit bewegbaren Rotorhalteeinheit, wobei die Rotorhalteeinheit dazu ausgebildet ist, den Winkellagegeberrotor zu halten. Diese Maßnahme ermöglicht eine einfache und gleichzeitig präzise Montage des Winkellagegeberrotors an der Rotorwelle. Die Lagereinheit kann in einer definierten Position bzw. Lage an dem Winkellagegeberstator und/oder an dem Motorgehäuse angebracht werden und gleichzeitig kann der Winkellagegeberrotor in einfacher Art und Weise in Bezug auf die Rotorwelle bewegt werden.In a preferred embodiment of the invention, the Rotorpositioniereinheit consists of a bearing unit and a movable in the bearing unit rotor holding unit, wherein the rotor holding unit is adapted to hold the Winkellagagegeberrotor. This measure allows a simple and at the same time precise installation of the angular position sensor rotor on the rotor shaft. The bearing unit can be mounted in a defined position or position on the Winkelellagegeberstator and / or on the motor housing and at the same time, the angular position encoder rotor can be moved in a simple manner with respect to the rotor shaft.

Um die präzise Montage des Winkellagegeberrotors an der Rotorwelle sicherzustellen, weist in einer bevorzugten Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme die Lagereinheit ein erstes Führungselement und die Rotorhalteeinheit ein mit dem ersten Führungselement zusammenwirkendes zweites Führungselement auf. Dadurch wird beim Bewegen der Rotorhalteeinheit in der Lagereinheit eine definierte Lage zwischen diesen beiden Komponenten festgelegt, was Voraussetzung für eine präzise Montage ist.In order to ensure the precise assembly of the angular position encoder rotor on the rotor shaft, in a preferred embodiment of the aforementioned measure, the bearing unit has a first guide element and the rotor holding unit has a second guide element cooperating with the first guide element. Characterized a defined position between these two components is determined when moving the rotor holding unit in the storage unit, which is a prerequisite for precise assembly.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Lagereinheit eine Anzahl von ersten Halteelementen auf, die dazu ausgebildet sind, mit am Winkellagegeberstator und/oder mit am Motorgehäuse angeordneten zweiten Halteelementen zusammenzuwirken. In einer bevorzugten ersten Ausführungsform sind die ersten Halteelemente so ausgebildet, dass sie mit am Winkellagegeberstator angeordneten zweiten Halteelementen zusammenwirken. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, die Lagereinheit und somit den Winkellagegeberrotor in Bezug auf den Winkellagegeberstator exakt auszurichten, und folglich eine sehr präzise Zuordnung zwischen dem Motormagnetfeld und somit der Lage des Motorrotors einerseits und dem von dem Winkellagegeber erzeugten Signal andererseits zu realisieren. In einer zweiten Ausführungsform sind die ersten Halteelemente so ausgebildet, dass sie mit am Motorgehäuse angeordneten zweiten Haltelementen zusammenwirken. Bei dieser Ausführungsform ist der Winkellagegeberstator so ausgeführt, dass die Ausrichtung der Lagereinheit und somit des Winkellagegeberrotors allein über die zweiten Halteelemente des Motorgehäuses erfolgt; der Winkellagegeberstator hat hierbei keinen Einfluss. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass der Winkellagegeberstator Bohrungen aufweist, die so ausgebildet sind, dass die ersten Halteelemente in diesen keine Führung erfahren. Vorzugsweise sind die ersten Halteelemente bei der zweiten Ausführungsform länger ausgeführt, als bei der ersten Ausführungsform. Vergleichsweise lässt sich der Winkellagegeberrotor mit der gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführten Lagereinheit präziser montieren als mit der gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführten Lagereinheit. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Lagereinheit und somit den Winkellagegeberrotor in Bezug auf den Winkellagegeberstator und/oder in Bezug auf das Motorgehäuse und somit letztlich in Bezug auf die Rotorwelle bzw. den Motorrotor präzise auszurichten, wobei bei Verwendung einer gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführten Lagereinheit kleinere Offsets zwischen dem Motormagnetfeld und dem Winkellagegebersignal erzielt werden, als mit einer gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführten Lagereinheit.In a further advantageous embodiment of the invention, the bearing unit on a number of first holding elements, which are adapted to cooperate with the Winkelellagegeberstator and / or arranged on the motor housing second holding elements. In a preferred first embodiment, the first holding elements are formed so that they interact with the second holding elements arranged on the angular position sensor stator. In this embodiment, it is possible to align the bearing unit and thus the angular position encoder rotor with respect to the Winkelellagegeberstator exactly, and consequently to realize a very precise assignment between the motor magnetic field and thus the position of the motor rotor on the one hand and the signal generated by the angular position sensor on the other hand. In a second embodiment, the first holding elements are designed such that they interact with second holding elements arranged on the motor housing. In this embodiment, the Winkelellagegeberstator is designed so that the alignment of the bearing unit and thus of the angular position sensor rotor takes place solely on the second holding elements of the motor housing; the angular position sensor stator has no influence. This is achieved, for example, by virtue of the fact that the angular position sensor stator has bores which are designed so that the first holding elements do not experience any guidance in them. Preferably, the first holding elements are made longer in the second embodiment, as in the first embodiment. By comparison, the angular position transmitter rotor can be mounted more precisely with the bearing unit designed according to the first embodiment than with the bearing unit designed according to the second embodiment. By means of this measure, it is possible to precisely align the bearing unit and thus the angular position encoder rotor with respect to the angular position transmitter stator and / or with respect to the motor housing and thus ultimately with respect to the rotor shaft or the motor rotor, wherein when using a running according to the first embodiment Bearing unit smaller offsets between the motor magnetic field and the angular position encoder signal can be achieved as with a bearing unit according to the second embodiment.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Rotorhalteeinheit eine Anzahl von dritten Halteelementen auf, die dazu ausgebildet sind, den Winkellagegeberrotor in einer definierten dritten Position zu halten. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass der Winkellagegeberrotor eine in Bezug auf die Rotorhalteeinheit vorbestimmte Position bzw. Lage einnimmt und diese während dem Verbinden mit der Rotorwelle auch beibehält. Insgesamt stellt sich die Ausrichtung bzw. Positionierung des Winkellagegeberrotors wie folgt dar: Mittels der dritten Halteelemente ist die Lage bzw. Position des Winkellagegeberrotors in Bezug auf die Rotorhalteeinheit festgelegt. Die ersten und zweiten Führungselemente legen die Lage bzw. Position von Rotorhalteeinheit und Lagereinheit zueinander fest, wodurch die Lage des Winkellagegeberrotors in Bezug auf die Rotorpositioniereinheit festgelegt ist. Die ersten und zweiten Halteelemente wiederum legen die Lage bzw. Position der Rotorpositioniereinheit in Bezug auf den Winkellagegeberstator und/oder in Bezug auf das Motorgehäuse fest, wodurch letztlich die Lage des Winkellagegeberrotors gegenüber dem Winkellagegeberstator und/oder gegenüber dem Motorgehäuse festgelegt ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the rotor holding unit has a number of third holding elements, which are designed to hold the angular position encoder rotor in a defined third position. This measure ensures that the angular position encoder rotor assumes a position or position which is predetermined with respect to the rotor holding unit and also retains this position during connection to the rotor shaft. Overall, the orientation or positioning of the angular position sensor rotor is as follows: By means of the third holding elements, the position or position of the angular position sensor rotor is fixed in relation to the rotor holding unit. The first and second guide elements fix the position or position of rotor holding unit and bearing unit to each other, whereby the position of the angular position sensor rotor is fixed with respect to the Rotorpositioniereinheit. The first and second holding elements in turn fix the position or position of the rotor positioning unit with respect to the angular position sensor stator and / or with respect to the motor housing, whereby ultimately the position of the angular position sensor rotor relative to the angular position sensor stator and / or relative to the motor housing is fixed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Lagereinheit aus einem ersten Lagerelement und einem zweiten Lagerelement, wobei die beiden Lagerelemente gegeneiander verdrehbar ausgebildet sind. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der in der Rotorhalteeinheit montierte Winkellagegeberrotor bei mit dem Winkellagegeberstator und/oder bei mit dem Motorgehäuse verbundener Rotorpositioniereinheit gegenüber dem Winkellagegeberstator oder gegenüber dem Motorgehäuse verdreht werden kann, wodurch eine optimale Ausrichtung des Winkellagegeberrotors gegenüber dem Winkellagegeberstator oder gegenüber dem Motorgehäuse möglich ist. Vorzugsweise wird solch eine Ausrichtung im Vorfeld im Rahmen einer Applikation der gesamten Montagevorrichtung vorgenommen. Weiter vorzugsweise sind die beiden Lagerelemente so ausgebildet, dass sie lediglich geringfügig gegeneinander verdrehbar sind.In a further advantageous embodiment of the invention, the bearing unit consists of a first bearing element and a second bearing element, wherein the two bearing elements are formed gegeneiander rotatable. This measure has the advantage that the angular position sensor rotor mounted in the rotor holding unit can be rotated relative to the angular position transmitter stator or the motor housing with the angular position transmitter stator and / or with the motor housing connected to the motor housing, whereby an optimal orientation of the angular position sensor rotor relative to the angular position sensor stator or with respect to the motor housing is possible. Preferably, such an alignment is carried out in advance in the context of an application of the entire mounting device. Further preferably, the two bearing elements are formed so that they are only slightly rotated against each other.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest eines der dritten Halteelemente fest und zumindest eines der dritten Halteelemente beweglich mit der Rotorhalteeinheit verbunden. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass der Winkellagegeberrotor in einer definierten Position bzw. Lage mit der Rotorhalteeinheit verbunden ist, zugleich aber in einfacher Art und Weise mit der Rotorhalteeinheit verbunden werden kann. Insgesamt ermöglicht dies eine präzise, gleichzeitig aber auch unaufwändige Montage des Winkellagegeberrotors an der Rotorwelle.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one of the third holding elements are fixed and at least one of the third holding elements movably connected to the rotor holding unit. By this measure it is achieved that the angular position encoder rotor is connected in a defined position or position with the rotor holding unit, but at the same time can be connected in a simple manner with the rotor holding unit. Overall, this allows a precise, but also an inexpensive installation of the angular position encoder rotor on the rotor shaft.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Offsetermittlungseinheit vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, einen Offset zu ermitteln, der zwischen einem von dem Elektromotor erzeugten Motormagnetfeld und einem von einem Winkellagegeber erzeugten Winkellagegebersignal vorliegt, wobei der Winkellagegeber aus dem Winkellagegeberrotor und dem Winkellagegeberstator besteht. Diese Maßnahme ermöglicht eine einfache, unaufwändige und somit wenig zeitintensive Montage des Winkellagegeberrotors an der Rotorwelle. Die Montage des Winkellagegeberrotors an der Rotorwelle ist normalerweise aufwändig, da der Winkellagegeberrotor in Bezug auf die Rotorwelle und somit den Motorrotor so ausgerichtet sein sollte, dass das Winkellagegebersignal und das Motormagnetfeld exakt in Deckung zueinander sind, um eine eineindeutige Zuordnung zwischen dem von dem Winkellagegeber erzeugten Signal und der Winkellage der Rotorwelle sicherzustellen. Durch den Einsatz einer Offsetermittlungseinheit kann nun der Aufwand bei der Ausrichtung des Winkellagegeberrotors in Bezug auf die Rotorwelle verringert werden. Es ist nicht zwingend erforderlich den Winkellagegeberrotor in Bezug auf die Rotorwelle so zu positionieren, dass das Winkellagegebersignal und das Motormagnetfeld exakt in Deckung zueinander sind. Vielmehr kann ein Offset, d. h. eine Phasenverschiebung zwischen dem Motormagnetfeld und dem Winkellagegebersignal in Kauf genommen. Dieser Offset wird, nachdem der Winkellagegeberrotor mit der Rotorwelle verbunden ist, mittels der Offsetermittlungseinheit ermittelt und beispielsweise in der Leistungselektronik, mit der der Elektromotor später im Betrieb angesteuert wird, abgespeichert. Insgesamt kann durch diese Maßnahme der bei der Montage des Winkellagegeberrotors an der Rotorwelle erforderliche Aufwand deutlich reduziert werden.In a further advantageous embodiment of the invention, an offset determination unit is provided which is designed to determine an offset which exists between a motor magnetic field generated by the electric motor and an angular position sensor signal generated by an angular position sensor, wherein the angular position sensor consists of the angular position encoder rotor and the angular position sensor stator. This measure allows a simple, inexpensive and thus less time-consuming installation of the angular position sensor rotor on the rotor shaft. The mounting of the angular position sensor rotor on the rotor shaft is usually expensive, since the angular position encoder rotor should be aligned with respect to the rotor shaft and thus the motor rotor so that the angular position sensor signal and the motor magnetic field are exactly in line with each other to a one-to-one correspondence between generated by the angular position encoder Ensure signal and the angular position of the rotor shaft. By using an offset detection unit, the effort in aligning the angular position sensor rotor with respect to the rotor shaft can now be reduced. It is not absolutely necessary to position the angular position sensor rotor with respect to the rotor shaft in such a way that the angular position sensor signal and the motor magnetic field are exactly coinciding with one another. Rather, an offset, i. H. a phase shift between the motor magnetic field and the angular position sensor signal accepted. This offset, after the angular position encoder rotor is connected to the rotor shaft, determined by means of the offset detection unit and stored, for example, in the power electronics, with which the electric motor is driven later in operation. Overall, the effort required for mounting the angular position sensor rotor on the rotor shaft can be significantly reduced by this measure.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description. Show it:

1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 a schematic representation of the device according to the invention,

2 eine schematische Darstellung eines Elektromotors anhand von zwei Teilfiguren, 2 a schematic representation of an electric motor based on two sub-figures,

3 eine schematische Darstellung der Rotorpositioniereinheit anhand von vier Teilfiguren, 3 a schematic representation of Rotorpositioniereinheit based on four sub-figures,

4 eine schematische Darstellung der Rotorhalteeinheit, 4 a schematic representation of the rotor holding unit,

5 eine weitere schematische Darstellung der Rotorpositioniereinheit, 5 a further schematic representation of the Rotorpositioniereinheit,

6 eine schematische Schnittdarstellung der an einem Motorgehäuse angebrachten Rotorpositioniereinheit, 6 a schematic sectional view of the mounted on a motor housing Rotorpositioniereinheit,

7 eine weitere schematische Schnittdarstellung der an einem Motorgehäuse angebrachten Rotorpositioniereinheit. 7 a further schematic sectional view of the mounted on a motor housing Rotorpositioniereinheit.

In 1 ist eine in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Vorrichtung zur Montage eines Winkellagegeberrotors an einer Rotorwelle eines Elektromotors dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist eine Motoraufnahme 12 auf, die einen Elektromotor 14 (2a und 2b) während der Montage des Winkellagegeberrotors aufnimmt, wobei sich hierbei der Elektromotor 14 über sein Motorgehäuse auf einer Bodenplatte 16 abstützt. Außerdem weist die Motoraufnahme 12 eine Halterungseinheit 18 auf, die eine Betätigungseinheit 20 trägt. Die Betätigungseinheit 20 weist ein Betätigungselement 22 auf, welches auf eine noch zu beschreibende Rotorpositioniereinheit einwirkt, die beim Verbinden des Winkellagegeberrotors mit der Rotorwelle den Winkellagegeberrotor in einer definierten ersten Position hält.In 1 is one in its entirety with the reference number 10 designated device for mounting a Winkelellagegeberrotors shown on a rotor shaft of an electric motor. The device 10 has a motor mount 12 on that an electric motor 14 ( 2a and 2 B ) receives during assembly of the angular position encoder rotor, in which case the electric motor 14 via its motor housing on a base plate 16 supported. In addition, the engine mount 12 a mounting unit 18 on, which is an operating unit 20 wearing. The operating unit 20 has an actuator 22 which acts on a rotor positioning unit to be described, which holds the angular position sensor rotor in a defined first position when the angular position sensor rotor is connected to the rotor shaft.

Die in 1 gewählte Darstellung soll keine einschränkende Wirkung haben. Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung 10 ohne die Halterungseinheit 18 ausgeführt ist. In diesem Fall wären die beiden in 1 dargestellten, zu der Halterungseinheit 18 gehörenden Säulen wegzudenken. Bei dieser Ausgestaltung würde die Betätigungseinheit 20 mit Hilfe eines in 1 nicht dargestellten Greifers auf den Elektromotor 14 aufgesetzt werden.In the 1 chosen representation should have no limiting effect. It is also conceivable that the device 10 without the support unit 18 is executed. In this case, the two would be in 1 shown, to the mounting unit 18 It is impossible to imagine belonging columns. In this embodiment, the actuator unit 20 with the help of a 1 not shown gripper on the electric motor 14 be put on.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel soll der Winkellagegeberrotor mit der Rotorwelle des Elektromotors 14 verpresst werden, weshalb die Betätigungseinheit 20 derart ausgeführt ist, dass das Betätigungselement 22 axial in Richtung der Bodenplatte 16 verschoben wird. Dies soll keine einschränkende Wirkung haben. Es ist auch denkbar, den Winkellagegeberrotor auf andere Art und Weise mit der Rotorwelle zu verbinden, beispielsweise den Winkellagegeberrotor auf der Rotorwelle aufzuschrumpfen.In the present embodiment, the angular position encoder rotor with the rotor shaft of the electric motor 14 be pressed, which is why the actuator unit 20 is designed such that the actuating element 22 axially in the direction of the bottom plate 16 is moved. This is not intended to be limiting. It is also conceivable to connect the angular position sensor rotor in a different manner with the rotor shaft, for example, to shrink the angular position encoder rotor on the rotor shaft.

Ferner weist die Vorrichtung 10 eine Steuereinheit 24, eine Bestromungseinheit 26 und eine Offsetermittlungseinheit 28 auf. Mit der Steuereinheit 24 werden die Betätigungseinheit 20 zum Verschieben des Betätigungselements 22, die Bestromungseinheit 26 und die Offsetermittlungseinheit 28 entsprechend dem in der Vorrichtung 10 implementierten Verfahren zur Montage eines Winkellagegeberrotors angesteuert.Furthermore, the device 10 a control unit 24 , an energizing unit 26 and an offset determination unit 28 on. With the control unit 24 become the operating unit 20 for moving the actuating element 22 , the power supply unit 26 and the offset determination unit 28 according to the in the device 10 implemented method for mounting an angular position encoder rotor driven.

Mit der Bestromungseinheit 26 wird eine Anzahl der im Motorstator des Elektromotors 14 verbauten Motorstatorspulen bestromt. Üblicherweise sind die Motorstatorspulen zu einer Anzahl von Motorstatorphasen, beispielsweise zu drei oder zu sechs Motorstatorphasen verschaltet. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn gleichzeitig zwei Motorstatorphasen bestromt sind, was insbesondere dann realisiert wird, wenn eine Sternschaltung für die Motorstatorphasen vorliegt. Hierzu werden die beiden zu bestromenden Motorstatorphasen mit ersten Anschlüssen 30 der Bestromungseinheit 26 verbunden. Die beiden zu bestromenden Motorstatorphasen sind dabei in Reihe geschaltet, an die beispielsweise eine Gleichspannung von 0,5 V angelegt wird. In Abhängigkeit der Verdrahtung der Motorstatorspulen bzw. der Motorstatorphasen kann auch eine andere Anzahl von Motorstatorphasen bestromt werden. Durch das Bestromen der Motorstatorphasen richtet sich der Motorrotor in Bezug auf den Motorstator aus.With the power supply unit 26 is a number in the motor stator of the electric motor 14 powered motor stator coils energized. Usually, the motor stator coils are connected to a number of motor stator phases, for example to three or six motor stator phases. It has proved to be particularly advantageous if two Motorstatorphasen are energized at the same time, which is particularly realized when a star connection for the Motorstatorphasen is present. For this purpose, the two are to be energized Motorstatorphasen with first connections 30 the power supply unit 26 connected. The two motor stator phases to be energized are connected in series, to which, for example, a DC voltage of 0.5 V is applied. Depending on the wiring of the motor stator coils or the motor stator phases, a different number of motor stator phases can also be energized. By energizing the motor stator phases, the motor rotor aligns with respect to the motor stator.

Nachdem der Winkellagegeberrotor mit der Rotorwelle verbunden ist, wird mit der Offsetermittlungseinheit 28 ein Offset ermittelt, der zwischen dem Motormagnetfeld und dem Winkellagegebersignal vorliegt. Hierzu werden vorzugsweise die beiden Motorphasen, die zuvor an die Bestromungseinheit 26 angeschlossen waren, über zweite Anschlüsse 32 mit der Offsetermittlungseinheit 28 verbunden. Es ist aber auch denkbar, andere Motorstatorphasen oder Motorstatorwicklungen an die Offsetermittlungseinheit 28 anzuschließen. Außerdem wird der Winkellagegeber über dritte Anschlüsse 34 mit der Offsetermittlungseinheit 28 verbunden. Zur Ermittlung des Offsets wird der Elektromotor 14 als Generator betrieben, was beispielsweise dadurch erreicht wird, dass der Elektromotor 14 über eine Ritzelwelle 36 angetrieben wird, die wiederum mit einem in 1 nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden ist, der durch die Steuereinheit 24 angesteuert wird.After the angular position encoder rotor is connected to the rotor shaft, the offset detection unit is used 28 determines an offset which exists between the motor magnetic field and the angular position sensor signal. For this purpose, preferably the two motor phases, previously to the power supply unit 26 connected via second connections 32 with the offset detection unit 28 connected. But it is also conceivable, other Motorstatorphasen or motor stator windings to the offset detection unit 28 to join. In addition, the angular position encoder via third ports 34 with the offset determination unit 28 connected. To determine the offset of the electric motor 14 operated as a generator, which is achieved for example by the fact that the electric motor 14 via a pinion shaft 36 is driven, in turn, with a in 1 not shown drive motor is connected, by the control unit 24 is controlled.

Vorzugsweise kann die Offsetermittlungseinheit 28 auch in einer räumlich getrennten zweiten Bearbeitungsstation stehen.Preferably, the offset determination unit 28 also stand in a spatially separated second processing station.

An der Bodenplatte 16 sind Vorpositionierzylinder 38 angebracht, die den Elektromotor 14 derart auf der Bodenplatte 16 positionieren, dass ein Sicherungsstift 40 in eine am Motorgehäuse befindliche Öffnung eingreifen kann und somit der Elektromotor 14 während der Montage des Winkellagegeberrotors gegen ein unbeabsichtigtes Verschieben oder Verdrehen gesichert und genau positioniert ist.At the bottom plate 16 are pre-positioning cylinders 38 attached to the electric motor 14 like that on the bottom plate 16 position that a locking pin 40 can engage in an opening located on the motor housing and thus the electric motor 14 secured during assembly of the angular position encoder rotor against unintentional shifting or twisting and is accurately positioned.

Um den Winkellagegeberrotor präzise auf der Rotorwelle montieren zu können, wird die Rotorwelle zumindest für die Zeitdauer des unmittelbaren Verbindens arretiert und somit in einer definierten zweiten Position gehalten. Das Arretieren kann mittels der Bestromungseinheit 26 erfolgen. Hierzu wird der Strom, der zum Ausrichten des Motorrotors durch die beiden Motorstatorphasen fließt, solange beibehalten, bis das Verbinden des Winkellagegeberrotors mit der Rotorwelle beendet ist. Alternativ oder ergänzend kann die Rotorwelle auch mittels der Motoraufnahme 12 selbst arretiert werden. Hierzu weist die Motoraufnahme 12 eine nicht dargestellte Arretiereinheit auf, die beispielsweise von außen über einen Drehknopf 42 betätigt wird, oder die mittels der Steuereinheit 24 angesteuert wird. Die Verwendung einer Arretiereinheit hat den Vorteil, dass die Motorstatorphasen nicht während des gesamten Montagevorgangs bestromt werden müssen. In order to mount the angular position encoder rotor precisely on the rotor shaft, the rotor shaft is locked at least for the duration of the direct connection and thus held in a defined second position. The locking can be done by means of the power supply unit 26 respectively. For this purpose, the current flowing to align the motor rotor through the two Motorstatorphasen, maintained until the connection of the angular position encoder rotor is completed with the rotor shaft. Alternatively or additionally, the rotor shaft can also by means of the motor mount 12 be locked yourself. For this purpose, the engine mount 12 an unillustrated locking on, for example, from the outside via a knob 42 is operated, or by means of the control unit 24 is controlled. The use of a locking unit has the advantage that the motor stator phases do not have to be energized during the entire assembly process.

Die Darstellung in 1 soll keine einschränkende Wirkung auf die konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung haben. Selbstverständlich sind auch andere konstruktive Ausgestaltungen denkbar. Entsprechendes gilt auch für die in 1 dargestellte Anzahl der Anschlüsse 30, 32, 34.The representation in 1 should have no limiting effect on the structural design of the device according to the invention. Of course, other structural configurations are conceivable. The same applies to the in 1 shown number of connections 30 . 32 . 34 ,

2 zeigt einen Elektromotor 14, wobei Teilfigur 2a den Elektromotor 14 in der Ansicht zeigt, in der der am Elektromotor 14 montierte Winkellagegeber 44 zu sehen ist. Der Winkellagegeber 44 besteht aus einem Winkellagegeberstator 46 und einem Winkellagegeberrotor 48. Der Winkellagegeberstator 46 ist an einem Motorgehäuse 50 des Elektromotors 14 befestigt, was beispielsweise mittels vierer Schrauben 52 erfolgt. Der Winkellagegeberrotor 48 ist auf einer Rotorwelle 54 montiert. Teilfigur 2b zeigt den Elektromotor 14 in der Ansicht, in der das Ende der Rotorwelle 54 zu sehen ist, in das eine in einem Kraftfahrzeug verbaute Antriebswelle eingreift. Zu diesem Zweck weist die Rotorwelle 54 eine Innenverzahnung 56 auf, in die auch die Ritzelwelle 36 eingreift. Bei dem Elektromotor 14 handelt es sich vorzugsweise um einen Innenläufer, der einen Motorstator und einen Motorrotor aufweist, wobei der Motorstator den mit der Rotorwelle 54 verbundenen Motorrotor umschließt. Vorzugsweise kann der Elektromotor 14 als Synchronmotor, insbesondere als Hybridsynchronmotor ausgeführt sein. 2 shows an electric motor 14 , where partial figure 2a the electric motor 14 in the view shows, that at the electric motor 14 mounted angular position encoder 44 you can see. The angular position encoder 44 consists of an angular position sensor stator 46 and an angular positioner rotor 48 , The angular position sensor stator 46 is on a motor housing 50 of the electric motor 14 attached, which for example by means of four screws 52 he follows. The angular position encoder rotor 48 is on a rotor shaft 54 assembled. subfigure 2 B shows the electric motor 14 in the view in which the end of the rotor shaft 54 can be seen, in which engages a built-in motor vehicle drive shaft. For this purpose, the rotor shaft 54 an internal toothing 56 on, in which also the pinion shaft 36 intervenes. At the electric motor 14 it is preferably an internal rotor, which has a motor stator and a motor rotor, wherein the motor stator with the rotor shaft 54 connected motor rotor encloses. Preferably, the electric motor 14 be designed as a synchronous motor, in particular as a hybrid synchronous motor.

Bevorzugt soll der Winkellagegeber 44 als elektromagnetischer Winkellagegeber ausgebildet sein, der die Winkellage des Motorrotors unter Nutzung des Reluktanzeffekts erfasst. Dies soll keine einschränkende Wirkung haben. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren bei jedem der eingangs beschriebenen Winkellagegeber zum Einsatz kommen.Preferably, the angular position sensor 44 be formed as an electromagnetic angular position sensor, which detects the angular position of the motor rotor using the reluctance effect. This is not intended to be limiting. Of course, the device according to the invention or the method according to the invention can be used in any of the angular position sensors described above.

3 zeigt in vier Teilfiguren eine Rotorpositioniereinheit 58, wobei Teilfigur 4a die Rotorpositioniereinheit 58 in einer Ansicht von unten zeigt, in der der von ihr gehaltene Winkellagegeberrotor 48 zu sehen ist, wohingegen die Teilfiguren 4b, 4c und 4d verschiedene Schnittdarstellungen der Rotorpositioniereinheit 58 zeigen. 3 shows in four sub-figures a Rotorpositioniereinheit 58 , where partial figure 4a the rotor positioning unit 58 in a view from below, in which held by her angle encoder rotor 48 you can see it, whereas the subfigures 4b . 4c and 4d various sectional views of the Rotorpositioniereinheit 58 demonstrate.

Die Rotorpositioniereinheit 58 besteht aus einer Lagereinheit 60 und einer in dieser bewegbaren Rotorhalteeinheit 62. Über die Rotorhalteeinheit 62 wird der Winkellagegeberrotor 48 gehalten. Die Lagereinheit 60 wiederum ist aus einem ersten Lagerelement 64 und einem zweiten Lagerelement 66 aufgebaut. Hierzu weist das erste Lagerelement 64 Langlöcher 68 auf, die so ausgebildet sind, dass im Zusammenwirken mit Schrauben 70, die jeweils in ein im zweiten Lagerelement 66 eingearbeitetes Gewinde 72 eingreifen, ein Verdrehen der beiden Lagerelemente 64, 66 gegeneinander möglich ist.The rotor positioning unit 58 consists of a storage unit 60 and one in this movable rotor holding unit 62 , About the rotor holding unit 62 becomes the angular position encoder rotor 48 held. The storage unit 60 turn is from a first bearing element 64 and a second bearing element 66 built up. For this purpose, the first bearing element 64 slots 68 on, which are designed in such a way that in cooperation with screws 70 , each in a in the second bearing element 66 integrated thread 72 engage, a rotation of the two bearing elements 64 . 66 against each other is possible.

Die Lagereinheit 60, genauer gesagt das erste Lagerelement 64 weist ein erstes Führungselement 74 auf. Die Rotorhalteeinheit 62 weist ein mit dem ersten Führungselement 74 zusammenwirkendes zweites Führungselement 76 auf. Vorzugsweise ist das erste Führungselement 74 als Nut ausgeführt, in der das als Passfeder ausgeführte zweite Führungselement 76 geführt wird. Die Passfeder ist mittels Schrauben 78 an der Rotorhalteeinheit 62 befestigt.The storage unit 60 More precisely, the first bearing element 64 has a first guide element 74 on. The rotor holding unit 62 has one with the first guide element 74 cooperating second guide element 76 on. Preferably, the first guide element 74 designed as a groove in which executed as a feather second guide element 76 to be led. The key is by means of screws 78 on the rotor holding unit 62 attached.

Die Lagereinheit 60, genauer gesagt das zweite Lagerelement 66 weist eine Anzahl von ersten Halteelementen 80 auf. Diese ersten Halteelemente 80 wirken mit am Winkellagegeberstator 46 angeordneten zweiten Halteelementen oder mit am Motorgehäuse 50 angeordneten zweiten Halteelementen zusammen. Die ersten Halteelemente 80 sind als Stifte ausgeführt, die an dem zweiten Lagerelement 66 beispielsweise angeschraubt sind. Bei den zweiten Halteelementen handelt es sich um Bohrungen, die am Winkellagegeberstator 46 oder am Motorgehäuse 50 jeweils zur Befestigung des Winkellagegeberstators 46 am Motorgehäuse 50 vorhanden sind. Dabei bietet sich folgende Vorgehensweise an: zunächst wird der Winkellagegeberstator 46 nicht mit allen vier Schrauben 52, sondern lediglich mit zwei Schrauben 52 am Motorgehäuse 50 befestigt. Dabei sind die beiden Schrauben 52 vorzugsweise diagonal zueinander angeordnet. Folglich sind zwei der vier am Winkellagegeberstator 46 bzw. der am Motorgehäuse 50 vorhandenen Bohrungen zunächst nicht belegt. In diese beiden freien Bohrungen können die Stifte während der Montage des Winkellagegeberrotors 48 an der Rotorwelle 54 eingreifen. Somit ist zum einen der Winkellagegeberstator 46 während der Montage des Winkellagegeberrotors 48 fixiert und zum anderen sind für die Fixierung der Rotorpositioniereinheit 58 am Winkellagegeberstator 46 oder am Motorgehäuse 50 keine zusätzlichen Halteelemente erforderlich.The storage unit 60 More precisely, the second bearing element 66 has a number of first retaining elements 80 on. These first holding elements 80 interact with the angular position sensor stator 46 arranged second holding elements or with the motor housing 50 arranged second holding elements together. The first holding elements 80 are designed as pins on the second bearing element 66 for example, are screwed. The second holding elements are bores which are located on the angular position sensor stator 46 or on the motor housing 50 each for fixing the angular position sensor stator 46 on the motor housing 50 available. The following procedure is suitable: first, the angular position sensor stator 46 not with all four screws 52 but only with two screws 52 on the motor housing 50 attached. Here are the two screws 52 preferably arranged diagonally to each other. Consequently, two of the four are at the angular position transmitter stator 46 or on the motor housing 50 initially not used. In these two free holes, the pins during assembly of the angular position encoder rotor 48 on the rotor shaft 54 intervention. Thus, on the one hand, the angular position sensor stator 46 during installation of the angular position sensor rotor 48 fixed and on the other are for the fixation of Rotorpositioniereinheit 58 at the angular position sensor stator 46 or on motor housing 50 no additional retaining elements required.

Die Rotorhalteeinheit 62 weist eine Anzahl von dritten Halteelementen 82, 84 auf, mit denen der Winkellagegeberrotor 48 in einer definierten dritten Position gehalten wird. Die dritten Halteelemente 82, 84 sind als längliche nasenförmige Fortsätze ausgebildet. Eines der dritten Halteelemente, nämlich das dritte Halteelement 82 ist fest mit der Rotorhalteeinheit 62 verbunden, wohingegen eines der dritten Halteelemente, nämlich das dritte Halteelement 84 beweglich mit der Rotorhalteeinheit 62 verbunden ist. Hierzu ist das dritte Halteelement 84 über eine Welle 86 drehbar gelagert und mittels einer Feder 88 mit der Rotorhalteeinheit 62 verbunden.The rotor holding unit 62 has a number of third retaining elements 82 . 84 on, with which the angular position encoder rotor 48 held in a defined third position. The third holding elements 82 . 84 are formed as elongated nose-shaped projections. One of the third holding elements, namely the third holding element 82 is fixed to the rotor holding unit 62 connected, whereas one of the third holding elements, namely the third holding element 84 movable with the rotor holding unit 62 connected is. For this purpose, the third holding element 84 over a wave 86 rotatably mounted and by means of a spring 88 with the rotor holding unit 62 connected.

4 zeigt die Rotorhalteeinheit 62 in einer perspektivischen Seitenansicht. Diese Darstellung zeigt das als Passfeder ausgeführte zweite Führungselement 76. Ferner zeigt diese Darstellung das fest mit der Rotorhalteeinheit 62 verbundene dritte Halteelement 82 und das beweglich mit der Rotorhalteeinheit 62 verbundene dritte Halteelement 84. Wie der Darstellung weiter zu entnehmen ist, greifen die beiden dritten Halteelemente 82, 84 in Ausformungen 90 des Winkellagegeberrotors 48 ein. 4 shows the rotor holding unit 62 in a perspective side view. This illustration shows the second guide element designed as a feather key 76 , Furthermore, this illustration shows the fixed with the rotor holding unit 62 connected third retaining element 82 and that movable with the rotor holding unit 62 connected third retaining element 84 , As the illustration further shows, the two third holding elements engage 82 . 84 in formations 90 of the angular positioner rotor 48 one.

5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht von unten die aus der Lagereinheit 60 und der Rotorhalteeinheit 62 bestehende Rotorpositioniereinheit 58. Dieser Darstellung sind die zusammenwirkenden ersten und zweiten Führungselemente 74, 76 zu entnehmen. Auch zeigt diese Darstellung die in die Ausformungen 90 eingreifenden dritten Halteelemente 82, 84, mit denen der Winkellagegeberrotor 48 an der Rotorhalteeinheit 62 gehalten wird. Ferner zeigt die Darstellung die ersten Halteelemente 80, über die die Lagereinheit 60 an dem Winkellagegeberstator 46 oder an dem Motorgehäuse 50 befestigbar bzw. positionierbar ist. 5 shows in a perspective view from below the from the storage unit 60 and the rotor holding unit 62 existing rotor positioning unit 58 , This representation is the cooperating first and second guide elements 74 . 76 refer to. Also, this representation shows the in the formations 90 engaging third retaining elements 82 . 84 , with which the angular position encoder rotor 48 on the rotor holding unit 62 is held. Furthermore, the illustration shows the first holding elements 80 about which the storage unit 60 at the angular position sensor stator 46 or on the motor housing 50 fastened or positionable.

6 zeigt in einer perspektivischen Schnittdarstellung die an dem Motorgehäuse 50 angeordnete Rotorpositioniereinheit 58. Diese Darstellung zeigt den mit der Rotorwelle 54 verbundenen Winkellagegeberrotor 48, der von dem Winkellagegeberstator 46 umschlossen ist. Ferner zeigt die Darstellung das in das erste Lagerelement 64 eingearbeitete erste Führungselement 74, das mit dem an der Rotorhalteeinheit 62 mittels Schrauben 78 befestigten zweiten Führungselement 76 zusammenwirkt. Wie der Darstellung zu entnehmen ist, besteht die Lagereinheit 60 aus einem ersten Lagerelement 64 und einem zweiten Lagerelement 66. In dem ersten Lagerelement 64 sind Langlöcher 68 und in dem zweiten Lagerelement 66 Gewinde 72 eingearbeitet, so dass beide Lagerelemente 64, 66 mittels Schrauben 70 derart verbindbar sind, dass sie gegeneinander verdreht werden können. 6 shows in a perspective sectional view of the motor housing 50 arranged Rotorpositioniereinheit 58 , This illustration shows that with the rotor shaft 54 connected angular position encoder rotor 48 that of the angular position sensor stator 46 is enclosed. Furthermore, the illustration shows that in the first bearing element 64 incorporated first guide element 74 that with the at the rotor holding unit 62 by means of screws 78 attached second guide element 76 interacts. As the illustration shows, the bearing unit consists 60 from a first bearing element 64 and a second bearing element 66 , In the first bearing element 64 are longholes 68 and in the second bearing element 66 thread 72 incorporated, so that both bearing elements 64 . 66 by means of screws 70 are connectable so that they can be rotated against each other.

7 zeigt in einer weiteren perspektivischen Schnittdarstellung die an dem (nicht dargestellten) Motorgehäuse 50 angeordnete Rotorpositioniereinheit 58. Die Lagereinheit 60 ist mittels der ersten Halteelemente 80, die in zweite Haltelemente 92 eingreifen, und die als in dem Winkellagegeberstator 46 befindliche Bohrungen ausgebildet sind, an dem Winkellagegeberstator 46 befestigt. Bei diesen Bohrungen handelt es sich um zwei der insgesamt vier Bohrungen, die am Winkellagegeberstator 46 zur seiner Befestigung an dem Motorgehäuse 50 vorgesehen sind. 7 shows in a further perspective sectional view of the (not shown) motor housing 50 arranged Rotorpositioniereinheit 58 , The storage unit 60 is by means of the first holding elements 80 which are in second holding elements 92 engage, and as in the angular position stator 46 located holes are formed on the Winkelellagegeberstator 46 attached. These holes are two of the four holes on the angular position sensor stator 46 for its attachment to the motor housing 50 are provided.

Ein Elektromotor, bei dem der Winkellagegeberrotor mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren montiert ist, kann als Antriebsmotor in einem Fahrzeug eingesetzt werden.An electric motor in which the angular position transmitter rotor is mounted with the device according to the invention or according to the method according to the invention can be used as a drive motor in a vehicle.

Wenn vorstehend beim Beschreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einen Elektromotor Bezug genommen wird, so soll dies keine einschränkende Wirkung haben. Verallgemeinert können beide bei einer Elektromaschine eingesetzt werden.If an electric motor is referred to above in describing the device according to the invention or the method according to the invention, this should have no restrictive effect. Generally speaking, both can be used with an electric machine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Vorrichtungcontraption
1212: Motoraufnahmeengine mount
1414: Elektromotorelectric motor
1616: Bodenplattebaseplate
1818: Halterungseinheitsupport unit
2020: Betätigungseinheitoperating unit
2222: Betätigungselementactuator
2424: Steuereinheitcontrol unit
2626: BestromungseinheitBestromungseinheit
2828: OffsetermittlungseinheitOffset determination unit
3030: erste Anschlüssefirst connections
3232: zweite Anschlüssesecond connections
3434: dritte Anschlüssethird connections
3636: Ritzelwellepinion shaft
3838: VorpositionierzylinderVorpositionierzylinder
4040: Sicherungsstiftsafety pin
4242: Drehknopfknob
4444: WinkellagegeberAngle encoder
4646: WinkellagegeberstatorWinkellagegeberstator
4848: WinkellagegeberrotorAngle encoder rotor
5050: Motorgehäusemotor housing
5252: Schraubenscrew
5454: Rotorwellerotor shaft
5656: Innenverzahnunginternal gearing
5858: RotorpositioniereinheitRotorpositioniereinheit
6060: Lagereinheitstorage unit
6262: RotorhalteeinheitRotor holding unit
6464: erstes Lagerelementfirst bearing element
6666: zweites Lagerelementsecond bearing element
6868: Langlöcherslots
7070: Schraubenscrew
7272: Gewindethread
7474: erstes Führungselementfirst guide element
7676: zweites Führungselementsecond guide element
7878: Schraubenscrew
8080: erste Halteelementefirst holding elements
8282: drittes festes Halteelementethird fixed retaining elements
8484: drittes bewegliches Halteelementethird movable holding elements
8686: Wellewave
8888: Federfeather
9090: Ausformungenformations
9292: zweite Halteelementesecond holding elements

Claims

Device for mounting an angular position sensor rotor ( 48 ) on a rotor shaft ( 54 ) of an electric motor ( 14 ), wherein the electric motor ( 14 ) a motor housing ( 50 ) and a motor stator, wherein the motor stator has a number of motor stator coils, with a motor mount ( 12 ), which is adapted to the electric motor ( 14 ) at least temporarily during assembly of the angular position sensor rotor ( 48 ), with an energizing unit ( 26 ), which is designed to power at least temporarily a number of motor stator coils, and with a Rotorpositioniereinheit ( 58 ), which is designed to connect the angular position sensor rotor ( 48 ) with the rotor shaft ( 54 ) the angular position encoder rotor ( 48 ) in a defined first position.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the motor stator coils are connected to a number of motor stator phases, wherein by the current supply unit ( 26 ) are energized simultaneously two Motorstatorphasen.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the motor mount ( 12 ) and / or the lighting unit ( 26 ) are adapted to the rotor shaft ( 54 ) at least temporarily in a defined second position.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor positioning unit ( 58 ) from a storage unit ( 60 ) and one in the storage unit ( 60 ) movable rotor holding unit ( 62 ), wherein the rotor holding unit ( 62 ) is adapted to the angular position encoder rotor ( 48 ) to keep.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the storage unit ( 60 ) a first guide element 74 ) and the rotor holding unit ( 62 ) with the first guide element ( 74 ) cooperating second guide element ( 76 ) having.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the storage unit ( 60 ) a number of first retaining elements ( 80 ), which are designed to be connected to an angular position sensor stator ( 46 ) and / or with on the motor housing ( 50 ) arranged second holding elements ( 92 ) to cooperate.

Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the rotor holding unit ( 62 ) a number of third retaining elements ( 82 . 84 ), which are adapted to the angular position encoder rotor ( 48 ) in a defined third position.

Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the storage unit ( 60 ) from a first bearing element ( 64 ) and a second bearing element ( 66 ), wherein the two bearing elements ( 64 . 66 ) are formed rotatable gegeneiander.

Apparatus according to claim 7, characterized in that at least one of the third holding elements ( 82 ) and at least one of the third holding elements ( 84 ) movable with the rotor holding unit ( 62 ) are connected.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that an offset determination unit ( 28 ) is provided which is adapted to determine an offset which is between one of the electric motor ( 14 ) and one of an angular position sensor ( 44 ) is present, wherein the angular position sensor ( 44 ) from the angular position encoder rotor ( 48 ) and the angular position sensor stator ( 46 ) consists.

Method for mounting an angular position sensor rotor ( 48 ) on a rotor shaft ( 54 ) of an electric motor ( 14 ), wherein the electric motor ( 14 ) a motor housing ( 50 ) and a motor stator, wherein the motor stator comprises a number of motor stator coils, comprising the steps of: - receiving the electric motor ( 14 ) on a motor mount ( 12 ), - at least temporarily energizing a number of the motor stator coils with a current supply unit ( 26 ), and - holding the angular position sensor rotor ( 48 ) in a defined first position by a rotor positioning unit ( 58 ) when connecting the angular position sensor rotor ( 48 ) with the rotor shaft ( 54 ).