DE102017210675A1 - Elektromotorbaugruppe - Google Patents

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DE102017210675A1
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Marcel Kuhn
Ignacio Serrahima
Roman Nestlinger
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K11/01Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
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Abstract

Eine Elektromotorbaugruppe (10), insbesondere zum Fahrzeugantrieb, hat einen Elektromotor (12), einen Magnetfeldsensor (46) und eine Schirmung (14), wobei der Elektromotor (12) einen Stator (16), einen Rotor (18) und wenigstens einen Magneten (28) aufweist, der drehfest mit dem Rotor (18) verbunden ist und der ein Messmagnetfeld (M) erzeugt. Der Magnetfeldsensor (46) ist im Messmagnetfeld (M) angeordnet und mit der Schirmung (14) verbunden, und die Schirmung (14) hat eine hohe magnetische Permeabilität und ist im Bereich des Magnetfeldsensors (46) geschlossen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Elektromotorbaugruppe, insbesondere zum Fahrzeugantrieb, mit einem Elektromotor und einem Magnetfeldsensor.
  • Bei Elektromotoren zum Fahrzeugantrieb ist es üblicherweise notwendig, dass die Rotorlage des Rotors des Elektromotors und die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors bekannt sind.
  • Zur Bestimmung der Rotorlage des Rotors kommt üblicherweise eine Kombination aus einem Magneten und einem Magnetfeldsensor zum Einsatz, wobei der Magnet mit dem Rotor verbunden ist und ein Messmagnetfeld erzeugt, in dem der Magnetfeldsensor angeordnet ist. Dabei ist der Magnetfeldsensor ortsfest und der Magnet drehfest mit dem Rotor verbunden, sodass der Magnet mitsamt seinem Messmagnetfeld relativ zum Magnetfeldsensor rotiert.
  • Durch den Magnetfeldsensor kann nun der Winkel des Messmagnetfeldes bestimmt werden, sodass auf die Lage des Rotors geschlossen werden kann. Insbesondere bei Elektromotoren zum Fahrzeugantrieb bestehen hohe Anforderungen an die Genauigkeit dieser Rotorlageerkennung.
  • Problematischerweise entsteht beim Betrieb des Elektromotors durch die Rotormagnetspule ein Störmagnetfeld, das das Messmagnetfeld beeinträchtigen kann. Um dieses Problem zu umgehen, ist es bekannt, den Magneten und den Magnetfeldsensor innerhalb der metallischen Welle des Elektromotors anzuordnen, um diese Störeinflüsse zu verringern.
  • Jedoch werden dadurch die Störeinflüsse des Magnetfeldes des Rotors nicht vollständig beseitigt.
  • Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Elektromotorbaugruppe bereitzustellen, bei der das Messmagnetfeld nicht vom Magnetfeld des Rotors gestört wird.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Elektromotorbaugruppe, insbesondere zum Fahrzeugantrieb, mit einem Elektromotor, einem Magnetfeldsensor und einer Schirmung, wobei der Elektromotor einen Stator, einen Rotor und wenigstens einen Magneten aufweist, der drehfest mit dem Rotor verbunden ist und der ein Messmagnetfeld erzeugt. Der Magnetfeldsensor ist dabei im Messmagnetfeld angeordnet und mit der Schirmung verbunden, wobei die Schirmung eine hohe magnetische Permeabilität hat und im Bereich des Magnetfeldsensors geschlossen ist. Der Magnetfeldsensor ist zum Beispiel an einem Teil der Schirmung befestigt.
  • Dabei bedeutet eine hohe magnetische Permeabilität, dass das entsprechende Material eine Permeabilitätszahl µr größer als 10, insbesondere µr größer als 100 hat.
  • Der Magnet kann ein Permanentmagnet sein, beispielsweise ein Ringmagnet, ein Rohrmagnet oder zwei gegenüberliegende Magnetplatten oder Stabmagneten. Der Magnetfeldsensor ist insbesondere fest und rotiert nicht mit dem Rotor. Insbesondere wird der Magnetfeldsensor von der Schirmung getragen.
  • Als das Messmagnetfeld wird der Teil des Magnetfeldes des Magneten bezeichnet, der innerhalb des Ring- bzw. Rohrmagneten oder zwischen den Magnetplatten liegt und insbesondere homogen ist.
  • Der Magnetfeldsensor kann ein MR-Sensor sein, der auf dem magnetoresistiven Effekt basiert.
  • Dadurch, dass eine Schirmung mit hoher magnetischer Permeabilität vorgesehen ist, verlaufen das Magnetfeld der Rotormagnetspule und die Magnetfeldlinie durch die Schirmung und können dadurch vom Messmagnetfeld ferngehalten werden. Auf diese Weise ist eine besonders störungsfreie Messung des Drehwinkels und der Rotorlage möglich.
  • Vorzugsweise ist der Magnet an der Welle des Elektromotors angebracht. Dabei ist die Welle aus Metall, insbesondere aus Stahl und hat damit eine hohe magnetische Permeabilität. Auf diese Weise ist eine Messung mit hoher Präzision nahe der Drehachse möglich.
  • Um den Magnetfeldsensor teilweise vor störenden Magnetfeldern zu schützen, kann die Welle an einem ihrer Enden einen Hohlraum aufweisen, der an diesem Ende der Welle in axialer Richtung offen ist, wobei der Magnet im Hohlraum an einer Innenseite der Welle befestigt ist. Der Magnetfeldsensor ist auf der radialen Innenseite des Magneten vorgesehen. Dabei kann der Magnetfeldsensor in axialer Richtung im Bereich des Magneten angeordnet sein, sodass der Magnet um den Magnetfeldsensor rotiert. Die Begriffe „axial“ und „radial“ sind in Bezug auf die Drehachse zu verstehen.
  • Beispielsweise weist die Schirmung ein Basisteil und eine Sensorhalterung auf, wobei das Basisteil im Bereich der Drehachse geschlossen ist. Das Basisteil ist zum Beispiel eine Metallplatte und hat somit ebenfalls eine hohe magnetische Permeabilität. Zum Beispiel ist das Basisteil ein Gehäuse oder ein Lagerschild der Elektromotorbaugruppe. Durch das Basisteil werden die Magnetfeldlinien des Rotors des Elektromotors geführt, sodass das Magnetfeld des Rotors die Messung des Magnetfeldsensors nicht stört.
  • Vorzugsweise weist die Schirmung ein Basisteil und eine Sensorhalterung auf, wobei im Basisteil im Bereich der Drehachse eine Öffnung vorgesehen ist, die durch die Sensorhalterung verschlossen wird. Das Basisteil ist zum Beispiel eine Metallplatte und hat somit ebenfalls eine hohe magnetische Permeabilität. Zum Beispiel ist das Basisteil ein Gehäuse oder ein Lagerschild der Elektromotorbaugruppe. Durch die Öffnung ist ein einfacher Zugriff auf die Welle möglich.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Sensorhalterung einen Grundkörper und/oder ein Schirmungselement auf, wobei das Schirmungselement aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität hergestellt ist. Dabei kann der Grundköper aus Kunststoff hergestellt sein, insbesondere durch Umspritzen des Schirmungselementes. Die magnetische Permeabilität des Kunststoffs liegt bei ca. µr = 1. Auf diese Weise kann die Sensorhalterung kostengünstig hergestellt werden.
  • Um die Zentrierung des Magnetfeldsensors zu verbessern und eine hohe Passgenauigkeit gegenüber dem Basisteil zu erzielen, ist das Schirmungselement aus Metall hergestellt ist. Das Schirmungselement ist somit nicht aus einem Kunststoff, da ein Schirmungselement aus Kunststoff größere Fertigungstoleranzen hätte.
  • Beispielsweise ist das Schirmungselement im Schnitt U-förmig, wobei sich die Schenkel des U in die Öffnung erstrecken. Dabei hat das Schirmungselement beispielsweise die Form einer flachen Schale, wie eine Petrischale. Dadurch kann die Schirmung im Bereich des Magnetfeldsensors einfach und wirksam verschlossen werden.
  • Vorzugsweise weist die Elektromotorbaugruppe einen Träger auf, der an der Schirmung, insbesondere an der Sensorhalterung befestigt ist und der sich in den Hohlraum der Welle erstreckt, wobei am Träger der Magnetfeldsensor befestigt ist, sodass der Magnetfeldsensor auf einfache Weise in den Hohlraum der Welle eingeführt werden kann.
  • Zur kostengünstigen Herstellung kann der Träger einstückig mit der Sensorhalterung, insbesondere dem Grundkörper ausgeführt sein.
  • Beispielsweise hat die Sensorhalterung wenigstens eine erste Stärke und eine zweite Stärke in axialer Richtung, wobei die Sensorhalterung die erste Stärke in einem radial innenliegenden Bereich, insbesondere in dem an den Träger grenzenden Bereich aufweist, wobei die Sensorhalterung die zweite Stärke radial außerhalb des Bereiches der ersten Stärke, insbesondere radial außerhalb des Bereichs der Öffnung aufweist, und wobei die erste Stärke geringer als die zweite Stärke ist. Dadurch kann sowohl Material eingespart als auch Bauraum für andere Bauteile zur Verfügung gestellt werden. Der Bereich der ersten Stärke kann zudem zumindest teilweise im Bereich der Öffnung liegen.
  • Die Welle kann gegenüber dem Rotor in axialer Richtung zur Schirmung hin vorstehen, insbesondere sich bis in die Öffnung hinein erstrecken. Dabei kann sie sich bis zwischen die Schenkel des Schirmungselementes erstrecken. Auf diese Weise wird der Magnetfeldsensor besonders gut abgeschirmt.
  • Die Welle kann sich zum Beispiel in dem Bereich der Sensorhalterung, die die geringere erste Stärke aufweist, bis in die Öffnung erstrecken. Auf diese Weise kann die gesamte Schirmung näher an den Elektromotor platziert werden, wodurch der axiale Bauraum der Elektromotorbaugruppe verringert wird.
  • Vorzugsweise bildet die Schirmung wenigstens einen Teil eines Gehäuses des Elektromotors oder eines Lagerschilds, wodurch mehrere Funktionen durch die Schirmung erreicht werden.
  • In einer Ausführungsvariante ist im Rotor wenigstens eine Stromleitung vorgesehen, wobei die Stromleitung derart in Bezug zum Magneten angeordnet ist, dass ein von einem Strom durch die Stromleitung induziertes Störmagnetfeld im Bereich des Messmagnetfeldes im Wesentlichen parallel zum Messmagnetfeld ist. Dabei wird unter einem parallelen Magnetfeld verstanden, dass die Magnetfeldlinien zueinander parallel verlaufen, wobei diese auch gegenläufig sein können. Dadurch wird erreicht, dass das Messmagnetfeld vom Störmagnetfeld möglichst wenig beeinflusst wird. Beispielsweise ist der Elektromotor eine Synchronmaschine.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
    • - 1 Teile einer erfindungsgemäßen Elektromotorbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch im Schnitt,
    • - 2 eine Rückansicht auf den Elektromotor der Elektromotorbaugruppe nach 1 schematisch, und
    • - 3 Teile einer erfindungsgemäßen Elektromotorbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch im Schnitt.
  • In 1 ist schematisch eine Elektromotorbaugruppe 10 mit einem Elektromotor 12 und einer Schirmung 14 dargestellt.
  • Der Elektromotor 12 weist einen Stator 16, einen innenliegenden Rotor 18, und eine Welle 20 auf und ist beispielsweise eine Synchronmaschine.
  • Zum Beispiel ist der Elektromotor 12 ein Elektromotor zum Fahrzeugantrieb für Hybrid-Fahrzeuge oder rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge, insbesondere Pkw.
  • In der gezeigten Ausführungsform ist der Elektromotor 12 ein Innenläufermotor, jedoch kann der Elektromotor 12 selbstverständlich auch als Außenläufermotor ausgebildet sein.
  • Der Rotor 18 weist eine Rotormagnetspule 22 auf, die im Betrieb des Elektromotors 12 ein Rotormagnetfeld erzeugt, dessen Magnetfeldlinien MR in 1 eingezeichnet sind.
  • Die Welle 20 ist drehfest mit dem Rotor 18 verbunden und definiert somit die Drehachse D des Rotors 18. Die Welle 20 ist aus Metall, insbesondere aus Stahl, und hat damit eine hohe magnetische Permeabilität.
  • Die Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich im Folgenden auf die Drehachse D der Welle 20.
  • Die Welle 20 erstreckt sich in ihrer axialen Richtung weiter als der Rotor 18 und steht somit zur Schirmung 14 hin gegenüber dem Rotor 18 vor.
  • Der Teil der Welle 20, der über den Stator 16 hinaussteht, ist als Hohlwelle ausgeführt, die zur Schirmung 14 hin offen ist. Der dadurch gebildete Hohlraum 24 wird durch eine Innenseite 26 der Welle 20 begrenzt.
  • Im Hohlraum 24 ist ein Magnet 28 vorgesehen, der an der Innenseite 26 der Welle 20 befestigt ist. Der Magnet 28 ist somit drehfest mit der Welle 20 und dem Rotor 18 verbunden.
  • In der gezeigten Ausführungsform hat der Magnet 28 zwei Magnetplatten. Die Magnetplatten des Magnetes 28 liegen einander gegenüber und sind jeweils an der Innenseite 26 der Welle 20 befestigt.
  • Die Magnetplatten sind beispielsweise Permanentmagneten. Der Magnet 28 kann jedoch auch als Elektromagnet ausgeführt sein.
  • Denkbar ist jedoch auch, dass der Magnet 28 ein Rohrmagnet oder ein Ringmagnet ist oder aus zwei gegenüberliegenden Stabmagneten besteht.
  • Der Magnet 28 erzeugt ein Magnetfeld, das zwischen den beiden Magnetplatten des Magnetes 28 im Wesentlichen homogen ist. Dieser Teil des Magnetfeldes, der homogen ist, wird als Messmagnetfeld MM bezeichnet, und ist durch Pfeile in 1 angedeutet.
  • Die Orientierung des Messmagnetfeldes MM rotiert also zusammen mit dem Rotor 18.
  • Die Schirmung 14 dagegen ist ortsfest, d. h. nicht rotierbar ausgebildet, sodass sich der Rotor 18 relativ zur Schirmung 14 dreht.
  • Die Schirmung 14 weist ein Basisteil 30 und eine Sensorhalterung 32 auf, die am Basisteil 30 befestigt ist. Das Basisteil 30 ist zum Beispiel eine Metallplatte und hat somit ebenfalls eine hohe magnetische Permeabilität.
  • Das Basisteil 30 deckt den Elektromotor 12 an einer Seite ab und weist eine Öffnung 34 im Bereich der Welle 20 auf, die beispielsweise mit der Drehachse D der Welle 20 fluchtet.
  • Die Sensorhalterung 32 verschließt die Öffnung 34 und weist ihrerseits einen Grundkörper 36 und ein Schirmungselement 38 auf. Der Durchmesser des Schirmungselements 38 entspricht daher nahezu dem Durchmesser der Öffnung 34.
  • Beispielsweise hat die Sensorhalterung 32, genauer der Grundkörper 36, einen dünnen Bereich mit einer ersten Stärke S1 in axialer Richtung und einen dicken Bereich mit einer zweiten Stärke S2 in axialer Richtung. Die zweite Stärke S2 ist dabei größer als die erste Stärke S1 .
  • Das Schirmungselement 38 ist nicht aus Kunststoff, sondern aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität hergestellt, beispielsweise aus einem Metall.
  • Das Schirmungselement 38 hat im gezeigten Ausführungsbeispiel die Form einer flachen Schale, beispielsweise einer Petrischale, mit einem Boden 40 und einem Rand 42, der sich vom Boden 40 aus zum Elektromotor 12 hin erstreckt.
  • Im Schnitt hat das Schirmungselement 38 damit eine U-Form, wobei der Rand 42 die Schenkel des U bildet.
  • Der Rand 42 ist in der Öffnung 34 angeordnet und durch einen dünnen Abschnitt des Grundkörpers 36 von der Begrenzung der Öffnung 34 beabstandet.
  • Das Schirmungselement 38 verschließt somit die Öffnung 34 für die Magnetfeldlinien MR des Rotors 18, sodass die Schirmung 14 im Bereich der Welle 20 geschlossen ist.
  • Die Welle 20 erstreckt sich in die Öffnung 34 hinein und wird somit vom Rand 42 des Schirmungselementes 38 umgeben. Dabei fluchtet die Welle 20 in axialer Richtung mit dem dünnen Bereich der Sensorhalterung 32 bzw. des Grundkörpers 36.
  • Das Schirmungselement 38 wird durch den Grundkörper 36 an der Schirmung 14 gehalten.
  • Der Grundkörper 36 ist beispielsweise aus einem Kunststoff mit einer magnetischen Permeabilität von ca. µr = 1 und durch Umspritzen des Schirmungselementes 38 hergestellt.
  • Zu Befestigung ist der Grundkörper 36 im gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Basisteil 30 verschraubt. Denkbar sind jedoch auch andere Möglichkeiten der Befestigung.
  • Am Grundkörper 36 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig ein Träger 44 ausgebildet, der als vom Grundkörper 36 vorspringender Stift oder Platte ausgebildet ist. Der Träger 44 erstreckt sich in den Hohlraum 24 der Welle 20 hinein.
  • Dabei befindet sich der dünne Bereich der Sensorhalterung 32 bzw. des Grundkörpers 36 radial außerhalb des Bereichs, an dem der Träger 44 am Grundkörper 36 ausgebildet ist, und grenzt an ihn an.
  • Der dicke Bereich der Sensorhalterung 32 bzw. des Grundkörpers 36 grenzt radial außen an den dünnen Bereich an und kann auch radial außerhalb der Öffnung liegen.
  • Der dicke Bereich kann verschiedene Stärken aufweisen, die alle größer als die erste Stärke S1 sind.
  • An dem vom Grundkörper 36 abgewandten Ende des Trägers 44 ist ein Magnetfeldsensor 46 vorgesehen, der beispielsweise ein MR-Sensor ist.
  • Der Magnetfeldsensor 46 ist im Messmagnetfeld MM angeordnet und liegt somit axial im Bereich des Magneten 28, genauer gesagt zwischen den beiden Magnetplatten.
  • Der Magnetfeldsensor 46 ist somit starr mit der Schirmung 14 verbunden, sodass der Rotor 18 und damit auch der Magnet 28 um den Magnetfeldsensor 46 rotieren können.
  • Während des Betriebs des Elektromotors 12, wird der Rotor 18 mit einem Strom gespeist, sodass die Rotormagnetspule 22 ein starkes Magnetfeld erzeugt.
  • Das Magnetfeld bzw. die Feldlinien MR dieses Magnetfeldes verlaufen u. a. auch durch den Spalt zwischen der Schirmung 14 und dem Rotor 18 radial nach innen zur Drehachse D hin. Dort treffen Teile der Feldlinien MR auf die Welle 20, die die Feldlinien MR aufgrund ihrer hohen Permeabilität wieder axial in Richtung zum Rotor hinleitet.
  • Andere Teile der Feldlinien MR verlaufen durch den Spalt in die Schirmung 14 und werden dann aufgrund der hohen Permeabilität der Schirmung 14 zu gegenüberliegenden Teilen der Rotormagnetspule 22 geführt.
  • Dabei verlaufen die Feldlinien MR im Bereich der Welle 20 und des Magnetfeldsensors 46 gebündelt durch das Schirmungselement 38, bis sie die andere Seite der Öffnung 34 erreicht haben und schließlich wieder im Bereich der Rotormagnetspule 22 den Spalt zwischen Schirmung 14 und Rotor 18 überbrücken.
  • Aufgrund der hohen Permeabilität des Schirmungselements 38 laufen im besonders empfindlichen Bereich des Magnetfeldsensors 46 keine Magnetfeldlinien MR der Rotormagnetspule 22 frei außerhalb des Schirmungselementes 38 und in das Messmagnetfeld MM hinein. Auf diese Weise wird somit das Messmagnetfeld MM wirksam vom Magnetfeld der Rotormagnetspule 22 abgeschirmt.
  • In 2 ist eine Ansicht der Elektromotorbaugruppe 10 in axialer Richtung auf den Rotor 18 dargestellt. Aus Gründen der Übersicht wurde auf Darstellung der Schirmung 14 verzichtet, lediglich der Magnetfeldsensor 46 ist gepunktet eingetragen. Die Drehrichtung des Rotors 18 ist durch die gestrichelte Linie angedeutet.
  • Zu erkennen ist in 2, dass der Rotor mehrere Stromleitungen 48 aufweist, die in axialer Richtung verlaufen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Stromleitungen 48 in 1 nicht dargestellt.
  • Die beiden Stromleitungen 48 sind dabei so angeordnet, dass eine gedachte Gerade (in 2 ebenfalls gepunktet) senkrecht zur Drehachse, die die beiden Stromleitungen 48 verbindet, parallel zu den Magnetfeldplatten des Magnetes 28 verläuft. Diese gedachte Gerade verläuft somit senkrecht zum Messmagnetfeld MM .
  • Wird der Rotor 18 nun bestromt, fließt durch die Stromleitungen 48 ein elektrischer Strom, durch den ein Störmagnetfeld MS induziert wird. Dieses Störmagnetfeld MS verläuft auch durch das Messmagnetfeld MM und kann dieses stören.
  • Aufgrund der Position der Stromleitungen 48 relativ zum Messmagnetfeld MM verlaufen die Magnetfeldlinien des Störungsmagnetfeldes MS im Bereich des Messmagnetfeldes MM im Wesentlichen parallel zum Messmagnetfeld MM .
  • Im in 2 gezeigten Beispiel verlaufen sie in die gleiche Richtung wie die Magnetfeldlinien des Messmagnetfeldes MM , jedoch ist es auch denkbar, dass bei einer umgekehrten Bestromung der Stromleitungen 48 die Magnetfeldlinien des Störmagnetfeldes MS gegenläufig zu den Magnetfeldlinien des Messmagnetfeldes MM sind.
  • Auf diese Weise verändert das Störmagnetfeld MS zwar den Betrag des Messmagnetfeldes MM , jedoch nicht die Richtung, sodass von den Stromleitungen 48 nur eine sehr geringe Störung der Messung des Magnetfeldsensors 46 ausgeht.
  • In 3 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform entspricht. Daher wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen und gleiche bzw. funktionsgleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In der zweiten Ausführungsform ist im Basisteil 30 keine Öffnung vorgesehen, sondern das Basisteil 30 ist auch im Bereich der Drehachse D geschlossen.
  • Die Sensorhalterung 32 ist auf der dem Elektromotor 12 zugewandten Seite des Basisteils 30 befestigt.
  • In der zweiten Ausführungsform hat die Sensorhalterung 32 kein Schirmungselement 38, sondern weist lediglich den Grundkörper 36 und den Träger 44 auf.
  • Der Grundkörper 36 hat, wie in der ersten Ausführungsform, einen dünnen Bereich mit einer ersten Stärke S1 in axialer Richtung und einen dicken Bereich mit einer zweiten Stärke S2 in axialer Richtung. Die zweite Stärke S2 ist dabei größer als die erste Stärke S1 .
  • Der Bereich der ersten Stärke S1 ist der radial äußerste Bereich des Grundkörpers 36. In diesem Bereich ist die Sensorhalterung 32 am Basisteil 30 befestigt, beispielsweise durch Schrauben.
  • An den Bereich der ersten Stärke S1 schließt sich radial nach Innen der Bereich der zweiten Stärke S2 an. Der Grundkörper 36 liegt beispielsweise im Bereich der zweiten Stärke S2 am Basisteil 30 an.
  • Auf der radialen Innenseite des Bereiches der zweiten Stärke S2 und die Mittelachse der Sensorhalterung 32 einschließend ist der Träger 44 vorgesehen.
  • Insgesamt ergibt sich somit im Schnitt eine T-Form der Sensorhalterung 32.
  • Der Grundkörper 36 und der Träger 44 sind insbesondere einstückig, beispielweise aus einem Kunststoff ausgeführt.
  • Im Vergleich zur Welle 20 liegt der Bereich der ersten Stärke S1 radial außerhalb der Welle bzw. einer gedachten Verlängerung der Welle 20. Der Träger 44 liegt radial innerhalb der Welle 20, und der Bereich der zweiten Stärke S2 verbindet den Bereich der ersten Stärke S1 mit dem Träger 44, d.h. der Bereich der zweiten Stärke S2 erstreckt sich durch die gedachte Verlängerung der Welle 20.
  • Aufgrund der geringen Stärke S2 und der Tatsachte, dass das Basisteil 30 im Bereich der Drehachse D geschlossen ist, werden die Feldlinien MR , ähnlich wie zur ersten Ausführungsform beschrieben, entweder durch die Welle 20 oder durch das Basisteil 30 geleitet und laufen dadurch nicht in das Messmagnetfeld MM hinein.
  • Der Vorteil dieser zweiten Ausführungsform liegt darin, dass die Sensorhalterung 32 einfacher ausgeführt werden kann.
  • In beiden Ausführungsformen kann die Sensorhalterung 32 wenigstens einen Kabelausgang und/oder Stecker aufweisen.
  • Selbstverständlich lassen sich die Merkmale der beiden Ausführungsformen miteinander kombinieren.

Claims (14)

  1. Elektromotorbaugruppe, insbesondere zum Fahrzeugantrieb, mit einem Elektromotor (12), einem Magnetfeldsensor (46) und einer Schirmung (14), wobei der Elektromotor (12) einen Stator (16), einen Rotor (18) und wenigstens einen Magneten (28) aufweist, der drehfest mit dem Rotor (18) verbunden ist und der ein Messmagnetfeld (MM) erzeugt, wobei der Magnetfeldsensor (46) im Messmagnetfeld (MM) angeordnet und mit der Schirmung (14) verbunden ist, und wobei die Schirmung (14) eine hohe magnetische Permeabilität hat und im Bereich des Magnetfeldsensors (46) geschlossen ist.
  2. Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (28) an der Welle (20) des Elektromotors (12) angebracht ist.
  3. Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20) an einem ihrer Enden einen Hohlraum (24) aufweist, der an diesem Ende der Welle (20) in axialer Richtung offen ist, wobei der Magnet (28) im Hohlraum (24) an einer Innenseite der Welle (20) befestigt ist, und wobei der Magnetfeldsensor (46) im Hohlraum (24) auf der radialen Innenseite des Magneten (28) vorgesehen ist.
  4. Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmung (14) ein Basisteil (30) und eine Sensorhalterung (32) aufweist, wobei das Basisteil (30) im Bereich der Drehachse (D) geschlossen ist.
  5. Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmung (14) ein Basisteil (30) und eine Sensorhalterung (32) aufweist, wobei im Basisteil (30) im Bereich der Drehachse (D) eine Öffnung (34) vorgesehen ist, die durch die Sensorhalterung (32) verschlossen wird.
  6. Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorhalterung (32) einen Grundkörper (36) und/oder ein Schirmungselement (38) aufweist, wobei das Schirmungselement (38) aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität hergestellt ist.
  7. Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schirmungselement aus Metall hergestellt ist.
  8. Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 6 oder 7, sofern auf Anspruch 5 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schirmungselement (38) im Schnitt U-förmig ist, wobei sich die Schenkel des U in die Öffnung (34) erstrecken.
  9. Elektromotorbaugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotorbaugruppe (10) einen Träger (44) aufweist, der an der Schirmung (14), insbesondere an der Sensorhalterung (32) befestigt ist und der sich in den Hohlraum (24) der Welle (20) erstreckt, wobei am Träger (44) der Magnetfeldsensor (46) befestigt ist.
  10. Elektromotorbaugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (44) einstückig mit der Sensorhalterung (32), insbesondere dem Grundkörper (36), ausgeführt ist.
  11. Elektromotorbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorhalterung (32) wenigstens eine erste Stärke (S1) und eine zweite Stärke (S2) in axialer Richtung hat, wobei die Sensorhalterung (32) die erste Stärke (S1) in einem radial innenliegenden Bereich, insbesondere in dem an den Träger (44) grenzenden Bereich aufweist, wobei die Sensorhalterung (32) die zweite Stärke (S2) radial außerhalb des Bereiches der ersten Stärke (S1), insbesondere radial außerhalb des Bereichs der Öffnung (34) aufweist, und wobei die erste Stärke (S1) geringer als die zweite Stärke (S2) ist.
  12. Elektromotorbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20) gegenüber dem Rotor (18) in axialer Richtung zur Schirmung (14) hin vorsteht, insbesondere sich bis in die Öffnung (34) hinein erstreckt.
  13. Elektromotorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmung (14) wenigstens einen Teil eines Gehäuses des Elektromotors (12) oder eines Lagerschilds bildet.
  14. Elektromotorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rotor (18) wenigstens eine Stromleitung (48) vorgesehen ist, wobei die Stromleitung (48) derart im Bezug zum Magneten (28) angeordnet ist, dass ein von einem Strom durch die Stromleitung (48) induziertes Störmagnetfeld (MS) im Bereich des Messmagnetfeldes (MM) im Wesentlichen parallel zum Messmagnetfeld (MM) ist.
DE102017210675.1A 2017-06-26 2017-06-26 Elektromotorbaugruppe Pending DE102017210675A1 (de)

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