DE102014005345A1

DE102014005345A1 - Sensoranordnung für einen Elektromotor

Info

Publication number: DE102014005345A1
Application number: DE102014005345.8A
Authority: DE
Inventors: Jochen Pfann; Klaus Stanek; Mario Drexler
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2015-10-15

Abstract

Sensoranordnung für einen Elektromotor, wobei eine Rotorwelle des Sensors in einem Gehäuseteil des Sensors gelagert ist und drehfest verbunden ist mit einem Rotor des Elektromotors, wobei der Rotor in einem Motorgehäuse gelagert ist, insbesondere wobei eine Lüfterhaube mit dem Motorgehäuse drehfest verbunden ist, wobei ein Drehmomentstützteil mit dem Gehäuseteil drehfest verbunden ist, insbesondere schraubverbunden ist, das Drehmomentstützteil einen Ringabschnitt aufweist, mit welchem zumindest ein erster Laschenabschnitt verbunden ist und zumindest ein zweiter Laschenabschnitt wobei der jeweilige erste Laschenabschnitt mit dem Gehäuseteil des Sensors verbunden ist, insbesondere schraubverbunden, wobei der jeweilige zweite Laschenabschnitt mit der Lüfterhaube formschlüssig verbunden ist, wobei die Ringachse parallel zur Rotorwellenachse ausgerichtet ist oder dieser entspricht, wobei zumindest ein Dämpfungsteil zwischen Ringabschnitt und Gehäuseteil des Sensors angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensoranordnung für einen Elektromotor.
Es ist allgemein bekannt, dass bei einem Winkelsensor zur Erfassung der Lage einer Welle das Drehmoment abgestützt werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung für einen Elektromotor weiterzubilden, wobei das Drehmoment abgestützt werden soll und insgesamt eine robuste Anordnung erreicht werden soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Sensoranordnung für einen Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Vorrichtung und ein Verfahren sind, dass
Von Vorteil ist dabei, dass
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist
Von Vorteil ist dabei, dass
Von Vorteil ist dabei, dass axiale Schwingungen bedämpfbar sind mittels des Dämpfungsteils. Dieses Dämpfungsteil besteht vorzugsweise aus einem Material, welches eine hohe Dämpfung bewirkt bei mechanischen Schwingungen. Im Gegensatz hierzu dämpft das Drehmomentstützteil solche axialen Schwingungen nur wenig, da es aus Metallblech aufgebaut ist und im elastischen Bereich betrieben ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Ringabschnitt und Gehäuseteil axial beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass das Dämpfungsteil zwischenordenbar ist und somit die Übertragungskennlinie entsprechend veränderbar ist, insbesondere der Dämpfungsanteil der Übertragungskennlinie.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Dämpfungsteil mit dem Ringabschnitt formschlüssig verbunden, insbesondere eingeklipst. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Verbindungstechnik anwendbar ist. Das Dämpfungsteil muss also nur mit einem Verdickungswulst ausgeführt werden und ist somit nach Durchführen durch eine Ausnehmung des Drehmomentstützteils befestigt, indem der beim Durchführen zusammengepresste Wulst sich nach dem Durchführen ausdehnt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Laschenabschnitt des Drehmomentstützteils derart gebogen angeordnet, dass die Torsionssteifigkeit höher ist als die Steifigkeit des Drehmomentstützteils in axialer Richtung. Von Vorteil ist dabei, dass die Drehmomentstützfunktion sehr präzise ausführbar ist, da die Torsionssteifigkeit bei der Drehmomentableitung sehr hoch ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am zweiten Laschenabschnitt jeweils zumindest eine Mutter stoffschlüssig verbunden, so dass eine Schraube durch eine der Gitteröffnungen der Lüfterhaube hindurchführbar und mit der Mutter schraubverbindbar ist, insbesondere wobei das Lüfterhaubengitter zwischen dem Schraubenkopf der Schraube und der Mutter angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache formschlüssige Verbindung mit der Lüfterhaube erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Laschenabschnitt derart gebogen angeordnet, dass das Dämpfungsteil auf das Gehäuseteil drückt, insbesondere also im Drehmomentstützteil eine Vorspannung vorhanden ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Dämpfungsteil von dem vorgespannten Drehmomentstützteil auf das Gehäuseteil gedrückt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Drehmomentstützteil aus Metall und das Dämpfungsteil aus einem Elastomer gefertigt,
insbesondere wobei die Dämpfung für mechanische Schwingungen im Dämpfungsteil mindestens zehnmal größer als im Drehmomentstützteil ist. Von Vorteil ist dabei, dass axiale Schwingungen abdämpfbar sind. Insbesondere die beim Auftreten der Betätigung einer elektromagnetischen Bremse, welche den Rotor des Motors abbremst, auftretenden, in axialer Richtung sich ausbreitenden Schockwellen sind effektiv abdämpfbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überdeckt der von dem Dämpfungsteil überdeckte axiale Bereich den vom ersten Laschenabschnitt überdeckten axialen Beriech, insbesondere also umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass das Dämpfungsteil einen zweiten Pfad für in axialer Richtung sich ausbreitende Schwingungen bietet, bei dem allerdings eine hohe Dämpfung wirkt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vom zweiten Laschenabschnitt überdeckte axiale Bereich axial beabstandet von dem vom ersten Laschenabschnitt überdeckten axialen Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass der erste Laschenabschnitt in entgegengesetzter Richtung vom Ringabschnitt abgebogen ist als der zweite Laschenabschnitt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist eine erfindungsgemäße Sensoranordnung für einen Elektromotor in Schrägansicht gezeigt.
In der 2 ist eine zugehörige Draufsicht gezeigt.
Wie in den Figuren dargestellt, weist der Sensor zur Erfassung der Winkellage des Rotors eines Elektromotors eine Rotorwelle 5 auf, welche in einem Gehäuseteil 2 des Winkelsensors gelagert ist. Das Gehäuseteil 2 umgibt auch die elektronischen Bauelemente des Sensors. Am Gehäuseteil 2 ist auch eine elektrischen Anschlussvorrichtung vorgesehen.
An der dem Motor zugewandten Seite des Sensors ist ein Drehmomentstützteil 7 schraubverbunden. Hierzu sind Schrauben durch jeweilige Ausnehmungen im Drehmomentstützteil 7 geführt und in eine jeweilige Gewindebohrung des Gehäuseteils 2 eingeschraubt, so dass der Schraubenkopf der jeweiligen Schrauben das Drehmomentstützteil 7 an das Gehäuseteil 2 andrückt. Hierbei sind vorzugsweise zumindest zwei, in Weiterbildung zur Verbesserung der Stabilität vier, Schrauben vorgesehen, die jeweils in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Am Drehmomentstützteil 7 sind erste Laschenabschnitte 8 ausgeformt, insbesondere über eine S-förmig gebogene Sicke verbunden. An diesen ersten Laschenabschnitten 8 sind auf der dem Motor zugewandten Seite des jeweiligen ersten Laschenabschnitts 8 Muttern 4 angeordnet, welche ein Innengewinde aufweisen.
Somit ist ein Schraubverbinden des Drehmomentstützteils 7 mit einer dem Sensor zugewandte angeordneten Lüfterhaube des Motors ermöglicht. Hierzu wird das Drehmomentstützteil 7 an die Innenseite der Lüfterhaube angelegt und von außen mit durch jeweilige Gitteröffnungen geführten Schrauben verbunden, welche in die Muttern 4 eingeschraubt werden. Die Muttern 4 sind vorzugsweise stoffschlüssig verbunden mit den jeweiligen ersten Laschenabschnitten 8, insbesondere angeschweißt an diese.
Weitere Laschenabschnitte 3 sind an dem Drehmomentstützteil 7 ausgeformt, insbesondere durch Stanzen geformt, und um etwa 180° abgebogen angeordnet vom Grundkörper des Drehmomentstützteils 7. Der Grundkörper ist dabei vorzugsweise ringförmig ausgeführt, wobei der Ring eine unrunde Außenoberfläche aufweist.
Die weiteren Laschenabschnitte 3 sind dabei derart gebogen, dass in Umfangsrichtung eine hohe Steifigkeit des Drehmomentstützteils 7 erhalten bleibt. In axialer Richtung und radialer Richtung hingegen ist eine sehr viel geringere Steifigkeit vorhanden.
Das Drehmomentstützteil 7 ist als Blechteil, insbesondere als Stahlblechteil, gefertigt, insbesondere als Stanz-Biegeteil. Die Wandstärke beträgt bei einer bevorzugten Ausführung weniger als 2 mm.
Wenn der Motor eine elektromagnetisch betätigbare Bremse aufweist, werden beim Einfallen der Bremse Schockbelastungen erreicht. Diese breiten sich beispielsweise auch axial aus. Zur Dämpfung dieser Schockbelastungen sind Dämpfungsmittel 1 vorgesehen, die in axialer Richtung wirkende Schockbelastungen zumindest teilweise absorbieren. Hierzu sind die Dämpfungsmittel 1 am Laschenabschnitt oder Ringabschnitt des Drehmomentstützteils 7 verbunden, indem sie durch eine Ausnehmung des Drehmomentstützteils geführt sind und ein durchgeführter Wulst sich ausweitet nach dem Durchführen durch die Ausnehmung, so dass eine formschlüssige Verbindung entsteht. Somit liegt also eine Klipsverbindung vor. Am anderen Endbereich des Dämpfungsmittels 1 ist dieses am Gehäuseteil 2 abgestützt. Vorzugsweise sind die Dämpfungsmittel 1 derart dimensioniert, dass der umgebogenen weitere Laschenabschnitt 3 vorgespannt ist.
Die Dämpfungsmittel 1 sind vorzugsweise aus Elastomer, wie Gummi oder dergleichen.
Somit ist für Schwingungen und Schockwellen, die in axialer Richtung gerichtet sind, zwar der jeweilige gebogene weitere Laschenabschnitt 3 ohne besondere Dämpfung durchlässig, und sogar zu Schwingungen leicht anregbar, aber das Dämpfungsmittel 1 dämpft diese Schwingungen oder Schockwellen ab.
Mittels der weiteren Laschenabschnitte 2 ist sozusagen eine doppelkardanische Aufhängung des Gehäuseteils 2 am Motorgehäuse, insbesondere an der Lüfterhaube, erreicht.
Die durch das Dämpfungsmittel 1 erreichbar Dämpfung ist mindestens fünfmal, insbesondere zehnmal, stärker als ohne Verwendung des Dämpfungsmittel.
Somit ist also das Drehmomentstützteil 7 mindestens zehnmal torsionssteifer als die Steifigkeit in axialer Richtung.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die Gitteröffnungen der Lüfterhaube des Motors regelmäßig voneinander beabstandet. Vorzugsweise sind somit die Muttern 4 mit einem ganzzahligen Vielfachen des Gitterabstandes voneinander beabstandet.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfungsmittel
2: Gehäuseteil des Winkelsensors
3: Laschenabschnitt
4: Mutter
5: Rotorwelle des Winkelsensors
6: Schraube
7: Drehmomentstützteil

Claims

Sensoranordnung für einen Elektromotor, wobei eine Rotorwelle des Sensors in einem Gehäuseteil des Sensors gelagert ist und drehfest verbunden ist mit einem Rotor des Elektromotors, wobei der Rotor in einem Motorgehäuse gelagert ist, insbesondere wobei eine Lüfterhaube mit dem Motorgehäuse drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehmomentstützteil mit dem Gehäuseteil drehfest verbunden ist, insbesondere schraubverbunden ist, das Drehmomentstützteil einen Ringabschnitt aufweist, mit welchem zumindest ein erster Laschenabschnitt verbunden ist und zumindest ein zweiter Laschenabschnitt wobei der jeweilige erste Laschenabschnitt mit dem Gehäuseteil des Sensors verbunden ist, insbesondere schraubverbunden, wobei der jeweilige zweite Laschenabschnitt mit der Lüfterhaube formschlüssig verbunden ist, wobei die Ringachse parallel zur Rotorwellenachse ausgerichtet ist oder dieser entspricht, wobei zumindest ein Dämpfungsteil zwischen Ringabschnitt und Gehäuseteil des Sensors angeordnet ist.
Sensoranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ringabschnitt und Gehäuseteil axial beabstandet sind.
Sensoranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsteil mit dem Ringabschnitt formschlüssig verbunden ist, insbesondere eingeklipst
Sensoranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Laschenabschnitt des Drehmomentstützteils derart gebogen angeordnet ist, dass die Torsionssteifigkeit höher ist als die Steifigkeit des Drehmomentstützteils in axialer Richtung
Sensoranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Laschenabschnitt jeweils zumindest eine Mutter stoffschlüssig verbunden ist, so dass eine Schraube durch eine der Gitteröffnungen der Lüfterhaube hindurchführbar und mit der Mutter schraubverbindbar ist, insbesondere wobei das Lüfterhaubengitter zwischen dem Schraubenkopf der Schraube und der Mutter angeordnet ist.
Sensoranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Laschenabschnitt derart gebogen angeordnet ist, dass das Dämpfungsteil auf das Gehäuseteil drückt, insbesondere also im Drehmomentstützteil eine Vorspannung vorhanden ist.
Sensoranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentstützteil aus Metall und das Dämpfungsteil aus einem Elastomer gefertigt ist, insbesondere wobei die Dämpfung für mechanische Schwingungen im Dämpfungsteil mindestens zehnmal größer als im Drehmomentstützteil ist.
Sensoranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Dämpfungsteil überdeckte axiale Bereich den vom ersten Laschenabschnitt überdeckten axialen Beriech überdeckt, insbesondere also umfasst.
Sensoranordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom zweiten Laschenabschnitt überdeckte axiale Bereich axial beabstandet ist von dem vom ersten Laschenabschnitt überdeckten axialen Bereich.