DE102015226054A1 - Electric motor with a rotating with the motor shaft magnet assembly - Google Patents
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Abstract
Ein Elektromotor weist ein auf der Motorwelle angeordnetes Ritzel und eine mit der Motorwelle umlaufende Magnetanordnung auf, wobei das Ritzel Träger der Magnetanordnung ist.An electric motor has a pinion arranged on the motor shaft and a magnet arrangement revolving around the motor shaft, wherein the pinion carries the magnet arrangement.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor mit einer mit der Motorwelle umlaufenden Magnetanordnung.The invention relates to an electric motor with a rotating with the motor shaft magnet assembly.
Stand der TechnikState of the art
In der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäße Elektromotor weist ein auf der Motorwelle angeordnetes Ritzel auf, über das die Kraft- bzw. Momentenübertragung zwischen Elektromotor und einer weiteren Einrichtung, beispielsweise einem Getriebe erfolgt. Zur Erfassung der aktuellen Winkellage der Motorwelle ist eine Magnetanordnung mit einem Sensormagneten drehfest mit der Motorwelle verbunden. Die Magnetanordnung ist Bestandteil einer Positionserfassungseinrichtung, die zusätzlich einen gehäuseseitigen Sensor zur Sensierung des sich drehenden Magnetfeldes des Sensormagneten umfasst. The electric motor according to the invention has a pinion arranged on the motor shaft, via which the force or torque transmission takes place between the electric motor and a further device, for example a transmission. To detect the current angular position of the motor shaft, a magnet assembly with a sensor magnet is rotatably connected to the motor shaft. The magnet assembly is part of a position detection device, which additionally comprises a housing-side sensor for sensing the rotating magnetic field of the sensor magnet.
Bei dem erfindungsgemäßen Elektromotor ist das Ritzel Träger der Magnetanordnung, so dass das Ritzel und die Magnetanordnung eine zusammenhängende Baueinheit bilden, die auf der Motorwelle sitzt. Die Magnetanordnung ist demnach nicht unmittelbar auf der Motorwelle angeordnet, sondern sitzt auf dem Ritzel, mit dem die Magnetanordnung in Achsrichtung und in Umfangsrichtung – bezogen auf die Längsachse der Motorwelle – fest verbunden ist. Die Magnetanordnung ist vorteilhafterweise ausschließlich mit dem Ritzel verbunden.In the electric motor according to the invention, the pinion carrier of the magnet assembly, so that the pinion and the magnet assembly form a coherent assembly that sits on the motor shaft. The magnet arrangement is therefore not arranged directly on the motor shaft, but sits on the pinion with which the magnet arrangement in the axial direction and in the circumferential direction - with respect to the longitudinal axis of the motor shaft - is firmly connected. The magnet arrangement is advantageously connected exclusively to the pinion.
Diese Anordnung zeichnet sich durch eine kompakte Ausführung aus. In Achsrichtung ist der erforderliche Bauraum durch das Zusammenfassen von Ritzel und Magnetanordnung zu einer gemeinsamen Baueinheit reduziert. Vorteilhaft ist es außerdem, dass das Ritzel axial näher am Motorgehäuse angeordnet werden kann, insbesondere an einer Position, an der die Motorwelle einen vergrößerten Durchmesser aufweist, wodurch die Drehmomentübertragung zwischen Motorwelle und Ritzel verbessert ist. Aufgrund des größeren Durchmessers des Kontaktbereiches zwischen Motorwelle und Ritzel sind die bei einer Drehmomentübertragung zwischen diesen Bauteilen wirkenden Kräfte in Umfangsrichtung reduziert. Dies ermöglicht es beispielsweise, die Verbindung zwischen Ritzel und Motorwelle über einen Presssitz herzustellen.This arrangement is characterized by a compact design. In the axial direction of the required space is reduced by the combination of pinion and magnet assembly to a common unit. It is also advantageous that the pinion can be arranged axially closer to the motor housing, in particular at a position at which the motor shaft has an enlarged diameter, whereby the torque transmission between the motor shaft and pinion is improved. Due to the larger diameter of the contact area between the motor shaft and pinion, the forces acting on the torque transmission between these components are reduced in the circumferential direction. This makes it possible, for example, to make the connection between the pinion and the motor shaft via a press fit.
Aufgrund der Positionierung der Magnetanordnung auf dem Ritzel weist auch der Kontaktbereich zwischen Ritzel und Magnetanordnung einen vergrößerten Durchmesser auf, wodurch die Drehmomentübertragung zwischen diesen Bauteilen ebenfalls mit geringeren Umfangskräften einhergeht.Due to the positioning of the magnet assembly on the pinion and the contact area between the pinion and magnet assembly has an enlarged diameter, whereby the torque transmission between these components is also associated with lower circumferential forces.
Für das Ritzel kommen sowohl Ausführungen mit einer axial durchgehenden Ausnehmung als auch mit einer als Sacklochbohrung ausgeführten Ausnehmung in Betracht. Bei einer axial durchgehenden Ausnehmung erstreckt sich die Motorwelle über die gesamte axiale Länge des Ritzels, wodurch die Kontaktfläche zwischen Motorwelle und Ritzel, über die die Umfangskräfte übertragen werden, entsprechend groß ausfällt. Im Falle einer Ausführung der Ausnehmung im Ritzel als Sacklochbohrung kann eine axial kurz bauende Motorwelle des Elektromotors verwendet werden.For the pinion come both versions with an axially continuous recess as well as with a designed as a blind hole recess into consideration. In an axially continuous recess, the motor shaft extends over the entire axial length of the pinion, whereby the contact surface between the motor shaft and pinion, over which the peripheral forces are transmitted, correspondingly large fails. In the case of an embodiment of the recess in the pinion as a blind hole, an axially short motor shaft of the electric motor can be used.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung weist die Ausnehmung im Ritzel mindestens zwei Abschnitte unterschiedlichen Innendurchmessers auf. Auch die Motorwelle ist mit entsprechenden Wellenabschnitten versehen, auf denen das Ritzel aufsitzt. Über den Wellenabschnitt größeren Durchmessers können höhere Drehmomente zwischen Motorwelle und Ritzel übertragen werden. Bei einer axial durchgehenden Ausnehmung im Ritzel ist zugleich eine maximale Kontaktfläche zwischen Motorwelle und Ritzel gewährleistet.According to a further advantageous embodiment, the recess in the pinion on at least two sections of different inner diameter. The motor shaft is provided with corresponding shaft sections on which the pinion is seated. Higher torques between the motor shaft and the pinion can be transmitted via the larger diameter shaft section. In an axially continuous recess in the pinion at the same time a maximum contact surface between the motor shaft and pinion is guaranteed.
Im Bereich des kleineren Wellendurchmessers kann das Ritzel mit einer größeren radialen Wandstärke ausgebildet werden, so dass das Ritzel insbesondere im Bereich seiner Außenverzahnung stabiler ausgebildet ist.In the region of the smaller shaft diameter, the pinion can be formed with a larger radial wall thickness, so that the pinion is formed more stable, in particular in the region of its outer toothing.
Auch in der Ausführung des Ritzels mit einer als Sacklochbohrung ausgebildeten Ausnehmung befindet sich die Außenverzahnung vorteilhafterweise axial außerhalb der Sacklochbohrung, wodurch die Stabilität im Bereich der Verzahnung verbessert ist.Also in the embodiment of the pinion with a recess formed as a blind hole, the external toothing is advantageously axially outside the blind hole, whereby the stability in the area of the toothing is improved.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die Magnetanordnung oder zumindest ein Bauteil der Magnetanordnung, das auf dem Ritzel aufsitzt, als ein Spritzgussbauteil, vorzugsweise ein Kunststoff-Spritzgussbauteil ausgebildet. Dieses kann entweder als ein vorgefertigtes Bauteil auf das Ritzel aufgesetzt und mit diesem verbunden werden oder, gemäß einer weiteren Ausführung, unmittelbar auf das Ritzel aufgespritzt werden. Das Bauteil der Magnetanordnung bildet entweder einen Magnetträger, in den ein oder mehrere Permanentmagnete eingebettet sind, welche das Magnetsignal erzeugen. Es ist aber auch eine Ausführung möglich, bei der in das Material des Spritzgussbauteils Magnetpartikel eingebracht sind, wobei in diesem Fall der Träger der Magnetanordnung zugleich den bzw. die Permanentmagnete bildet.According to a further advantageous embodiment, the magnet arrangement or at least one component of the magnet arrangement which is located on the Pinion seated as an injection molded component, preferably formed a plastic injection-molded component. This can either be placed on the pinion as a prefabricated component and connected thereto or, according to another embodiment, be sprayed directly onto the pinion. The component of the magnet assembly either forms a magnet carrier, in which one or more permanent magnets are embedded, which generate the magnetic signal. However, an embodiment is also possible in which magnetic particles are introduced into the material of the injection-molded component, in which case the carrier of the magnet arrangement simultaneously forms the permanent magnet (s).
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung umfasst die Magnetanordnung einen Magnetträger, der als Metallbauteil, beispielsweise als Stahlbauteil ausgebildet ist, welches auf das Ritzel aufgesetzt und fest mit diesem verbunden ist. According to yet another expedient embodiment, the magnet arrangement comprises a magnet carrier, which is designed as a metal component, for example as a steel component, which is placed on the pinion and fixedly connected thereto.
Der erfindungsgemäße Elektromotor kann beispielsweise als Hilfsmotor in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, beispielsweise zur Bremskraftverstärkung in einem Bremssystem oder als Servomotor in einem Lenksystem.The electric motor according to the invention can be used, for example, as an auxiliary motor in motor vehicles, for example for brake booster in a brake system or as a servomotor in a steering system.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
In
Der aus dem Gehäuse
Das Ritzel
Die Motorwelle
Die Magnetanordnung
Im Ausführungsbeispiel gemäß
Wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Magnetanordnung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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