DE102017212039A1 - Rotation angle measurement device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehwinkelmesseinrichtung (10) für einen Synchron Elektromotor zur Messung einer Rotation einer Welle (14) um eine Rotationsachse (22), insbesondere einer Welle (14) des Elektromotors, mit einem Magnetelement (12), das in einem von dem Magnetelement (12) umschlossenen Messraum (20) ein Magnetfeld erzeugt, wobei das Magnetelement (12) drehfest mit der Welle (14) gekoppelt ist, mit einem Magnetfeldsensor (16), der einen Magnetfeldwinkel in einer Messebene bestimmen kann und der in dem Messraum (20) angeordnet ist, und mit einem Magnetfeldsensorträger (18), an welchem der Magnetfeldsensor (16) gehalten ist und der eine Hauptlängserstreckungsrichtung (27) aufweist.Um eine kompaktere Bauform zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Magnetfeldsensor (16) derart angeordnet ist, dass die Messebene im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse (22) der Welle (14) verläuft, dass der Magnetfeldsensorträger (18) eine Sensorplatine (32) aufweist, die einen ersten Abschnitt (42) aufweist, auf welchen der Magnetfeldsensor (16) befestigt und elektrisch kontaktiert ist, dass die Sensorplatine (32) einen flexiblen Abschnitt (44) aufweist, der sich an den ersten Abschnitt (42) der Sensorplatine (32) anschließt, dass der Magnetfeldsensorträger (18) eine Sensoraufnahme (26) aufweist, die an einem in der Hauptlängserstreckungsrichtung (27) liegenden Ende des Magnetfeldsensorträgers (18) angeordnet ist, und dass der erste Abschnitt (42) der Sensorplatine (32) an der Sensoraufnahme (26) gehalten ist.The invention relates to a rotational angle measuring device (10) for a synchronous electric motor for measuring a rotation of a shaft (14) about an axis of rotation (22), in particular a shaft (14) of the electric motor, with a magnetic element (12) in one of the magnetic element (12) enclosed measuring space (20) generates a magnetic field, wherein the magnetic element (12) rotatably coupled to the shaft (14), with a magnetic field sensor (16) which can determine a magnetic field angle in a measuring plane and in the measuring space (20 ) and with a magnetic field sensor carrier (18) on which the magnetic field sensor (16) is held and which has a main longitudinal extension direction (27). In order to enable a more compact design, it is proposed that the magnetic field sensor (16) be arranged such that that the measuring plane is substantially perpendicular to the axis of rotation (22) of the shaft (14), that the magnetic field sensor carrier (18) has a sensor board (32), the he in that the sensor board (32) has a flexible section (44) which adjoins the first section (42) of the sensor board (32), in which the magnetic field sensor (16) is fastened and electrically contacted; in that the magnetic field sensor carrier (18) has a sensor receptacle (26) which is arranged on an end of the magnetic field sensor carrier (18) in the main longitudinal extension direction (27), and in that the first section (42) of the sensor plate (32) adjoins the sensor receptacle (26 ) is held.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehwinkelmesseinrichtung beispielsweise für einen Elektromotor zur Messung einer Rotation einer Welle um eine Rotationsachse, insbesondere einer Welle des Elektromotors, mit einem Magnetelement, das in einem Messraum ein Magnetfeld erzeugt, wobei das Magnetelement drehfest mit der Welle gekoppelt ist, mit einem Magnetfeldsensor, der einen Magnetfeldwinkel in einer Messebene bestimmen kann und der in dem Messraum angeordnet ist, und mit einem Magnetfeldsensorträger, an welchem der Magnetfeldsensor gehalten ist, und der eine Längserstreckungsrichtung aufweist. Ferner betrifft die Erfindung einen Elektromotor mit einer solchen Drehwinkelmesseinrichtung.The invention relates to a rotational angle measuring device, for example for an electric motor for measuring a rotation of a shaft about an axis of rotation, in particular a shaft of the electric motor, with a magnetic element which generates a magnetic field in a measuring space, wherein the magnetic element is rotatably coupled to the shaft, with a magnetic field sensor which can determine a magnetic field angle in a measurement plane and which is arranged in the measurement space, and with a magnetic field sensor carrier, on which the magnetic field sensor is held, and which has a longitudinal extension direction. Furthermore, the invention relates to an electric motor with such a rotational angle measuring device.

Solche Drehwinkelmesseinrichtungen können vielfältig verwendet werden. Bei sogenannten Synchronelektromotoren oder Reluktanzmotoren werden die Spulen elektronisch kommutiert. Das heißt, es ist eine Leistungselektronik vorhanden, welche die Magnetfeldspulen des Elektromotors mit elektrischer Leistung beaufschlagt bzw. versorgt. Diese Leistungselektronik muss in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Welle des Elektromotors angesteuert werden. Um den Drehwinkel zu bestimmen, sind verschiedene Messmethoden möglich. Beispielsweise kann der Strom durch die Magnetfeldspulen ausgewertet werden, um die passenden Umschaltzeitpunkte zu bestimmen. Alternativ kann, um eine höhere Präzision zu erzielen, eine zusätzliche Drehwinkelmesseinrichtung vorgesehen sein. Eine solche kann beispielsweise auf optischen Messmethoden basierend oder auf der Messung eines Magnetfeldes, das von einem sich mitdrehenden Magnetelement erzeugt wird.Such rotational angle measuring devices can be used in many ways. In so-called synchronous electric motors or reluctance motors, the coils are commutated electronically. That is, there is a power electronics present, which supplies or supplies the magnetic field coils of the electric motor with electric power. This power electronics must be controlled depending on the angle of rotation of the shaft of the electric motor. In order to determine the rotation angle, various measuring methods are possible. For example, the current through the magnetic field coils can be evaluated to determine the appropriate switching times. Alternatively, in order to achieve a higher precision, an additional rotation angle measuring device may be provided. Such can be based, for example, on optical measurement methods or on the measurement of a magnetic field generated by a co-rotating magnetic element.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform für eine Drehwinkelmesseinrichtung bereitzustellen, die sich durch eine kompakte Bauweise und hohe Präzision der Messung auszeichnet.The present invention has for its object to provide an improved or at least alternative embodiment for a rotational angle measuring device, which is characterized by a compact design and high precision of the measurement.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung basiert auf der Grundidee, den Magnetfeldsensor auf einem Magnetfeldsensorträger anzuordnen und den Magnetfeldsensorträger derart auszubilden, dass möglichst wenig radialer Bauraum benötigt wird, um den Magnetfeldsensor in der Messposition anzuordnen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Magnetfeldsensor derart angeordnet ist, dass die Messebene im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse der Welle verläuft. Dadurch kann der Magnetfeldsensor den Rotationswinkel des Magnetfeldes und damit des Magnetelements und daraus wiederum den Rotationswinkel der Welle bestimmen. Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Magnetfeldsensorträger eine Sensorplatine aufweist, die einen ersten Abschnitt aufweist, auf welchen der Magnetfeldsensor befestigt und elektronisch kontaktiert ist. Die meisten Magnetfeldsensoren werden in einem IC-Gehäuse angeordnet und benötigen daher eine Sensorplatine, auf welcher sie befestigt und elektrisch kontaktiert werden. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sensorplatine einen flexiblen Abschnitt aufweist, der sich an dem ersten Abschnitt der Sensorplatine anschließt. Durch die Verwendung des flexiblen Abschnitts der Sensorplatine kann eine besonders platzsparende Anordnung erzielt werden. Vorzugsweise ist der erste Abschnitt der Sensorplatine, auf welchem der Magnetfeldsensor befestigt ist, gerade groß genug, um den Magnetfeldsensor aufzunehmen. Der flexible Abschnitt der Sensorplatine ermöglicht eine Verkippung des ersten Abschnitts der Sensorplatine gegenüber der Hauptlängserstreckungsrichtung des Magnetfeldsensorträgers. Dadurch kann der erste Abschnitt der Sensorplatine senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung des Magnetfeldsensorträgers angeordnet sein. Des Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Magnetfeldsensorträger eine Sensoraufnahme aufweist, die an einem in der Hauptlängserstreckungsrichtung liegenden Ende des Magnetfeldsensorträgers angeordnet ist, und dass der erste Abschnitt der Sensorplatine an der Sensoraufnahme gehalten ist. Im Ergebnis ermöglicht diese Ausgestaltung, dass der erste Abschnitt der Sensorplatine in radialer Richtung keinen zusätzlichen Bauraum für Anschlusskabel benötigt, da die elektrischen Signale und elektrische Energieversorgung für den Magnetfeldsensor über den flexiblen Abschnitt der Sensorplatine in axiale Richtung geleitet werden können.The invention is based on the basic idea of arranging the magnetic field sensor on a magnetic field sensor carrier and designing the magnetic field sensor carrier in such a way that the smallest possible radial space is required in order to arrange the magnetic field sensor in the measuring position. According to the invention it is provided that the magnetic field sensor is arranged such that the measuring plane is substantially perpendicular to the axis of rotation of the shaft. As a result, the magnetic field sensor can determine the angle of rotation of the magnetic field and thus of the magnetic element and, in turn, the angle of rotation of the shaft. Furthermore, the invention provides that the magnetic field sensor carrier has a sensor board, which has a first portion, on which the magnetic field sensor is attached and contacted electronically. Most magnetic field sensors are placed in an IC package and therefore require a sensor board on which they are mounted and electrically contacted. Moreover, the invention provides that the sensor board has a flexible portion which adjoins the first portion of the sensor board. By using the flexible portion of the sensor board, a particularly space-saving arrangement can be achieved. Preferably, the first portion of the sensor board on which the magnetic field sensor is mounted is just large enough to receive the magnetic field sensor. The flexible portion of the sensor board allows tilting of the first portion of the sensor board with respect to the main longitudinal direction of the magnetic field sensor carrier. As a result, the first section of the sensor board can be arranged perpendicular to the main extension direction of the magnetic field sensor carrier. Furthermore, it is provided according to the invention that the magnetic field sensor carrier has a sensor receptacle, which is arranged at an end of the magnetic field sensor carrier lying in the main longitudinal direction, and that the first portion of the sensor board is held on the sensor receptacle. As a result, this configuration makes it possible for the first section of the sensor board in the radial direction to require no additional space for connecting cables, since the electrical signals and electrical power supply for the magnetic field sensor can be conducted in the axial direction via the flexible section of the sensor board.

In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen wird unter im Wesentlichen senkrecht eine Abweichung von kleiner als 5 Grad, vorzugsweise kleiner als 2 Grad und besonders bevorzugt kleiner als 1 Grad zu „senkrecht“, verstanden.In the specification and the appended claims, substantially perpendicular is understood to mean a deviation of less than 5 degrees, preferably less than 2 degrees, and more preferably less than 1 degree to "perpendicular".

In der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ist der Begriff „flexibler Abschnitt“ der Sensorplatine so zu verstehen, dass flexible Abschnitt dünn genug ist, um Biegeradien von kleiner als 5 mm zu ermöglichen.In the description and the appended claims, the term "flexible portion" of the sensor board is to be understood as meaning that the flexible section is thin enough to allow bending radii of less than 5 mm.

Es versteht sich, dass das Magnetelement einstückig oder aus mehreren Teilmagnetelementen bestehen kann.It is understood that the magnetic element may consist of one or more partial magnetic elements.

Eine zweckmäßige Lösung sieht vor, dass der erste Abschnitt stabilisiert ist, so dass der erste Abschnitt eine höhere Steifigkeit aufweist als der flexible Abschnitt, dabei kann der erste Abschnitt durch eine größere Dicke gegenüber der Dicke des flexiblen Abschnitts oder durch stoffschlüssige Verbindung mit der Sensoraufnahme stabilisiert sein. Dadurch können Biegebeanspruchungen der Lötstellen zwischen der Sensorplatine und dem Magnetfeldsensor reduziert werden. An expedient solution provides that the first portion is stabilized, so that the first portion has a higher rigidity than the flexible portion, while the first portion can through a greater thickness relative to the thickness of the flexible portion or be stabilized by material connection to the sensor receptacle. As a result, bending stresses of the solder joints between the sensor board and the magnetic field sensor can be reduced.

Eine günstige Möglichkeit sieht vor, dass sich der flexible Abschnitt der Sensorplatine zumindest abschnittsweise in Richtung der Hauptlängserstreckungsrichtung des Magnetfeldsensorträgers erstreckt. Dadurch ermöglicht der flexible Abschnitt der Sensorplatine ausgehend vom ersten Abschnitt der Sensorplatine eine Umlenkung von etwa 90 Grad, wodurch die Signale in Richtung der Hauptlängserstreckungsrichtung geführt werden können.A favorable possibility provides that extends the flexible portion of the sensor board at least in sections in the direction of the main longitudinal extension direction of the magnetic field sensor carrier. Thus, the flexible portion of the sensor board from the first portion of the sensor board allows a deflection of about 90 degrees, whereby the signals can be guided in the direction of the main longitudinal direction.

Eine weitere günstige Möglichkeit sieht vor, dass die Sensoraufnahme eine Aufnahmefläche aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptlängserstreckungsrichtung des Magnetfeldsensorträgers ausgebildet ist. An der Aufnahmefläche liegt vorzugsweise der erste Abschnitt an. Dadurch kann der Magnetfeldsensor in der benötigten Lage in dem Messraum gehalten werden.Another favorable possibility provides that the sensor receptacle has a receiving surface, which is formed substantially perpendicular to the main longitudinal extension direction of the magnetic field sensor carrier. On the receiving surface is preferably the first section. As a result, the magnetic field sensor can be held in the required position in the measuring space.

Es versteht sich, dass die Aufnahmefläche in axialer Richtung gesehen nach innen oder nach außen gerichtet sein kann. Nach innen heißt dabei, zu einem Mittelpunkt der Welle hin, nach außen heißt dabei von dem Mittelpunkt der Welle weg.It is understood that the receiving surface can be directed in the axial direction inwardly or outwardly. Inward is called, to a center of the shaft, outward is called away from the center of the shaft.

Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die Sensoraufnahme ein Rastelement aufweist, das mit dem ersten Abschnitt der Sensorplatine zusammenwirkt und den ersten Abschnitt der Sensorplatine formschlüssig an der Aufnahmefläche hält. Dadurch ist eine einfache und reproduzierbare Montage der Sensorplatine an dem Magnetfeldsensorträger möglich.An advantageous solution provides that the sensor receptacle has a latching element which cooperates with the first section of the sensor board and holds the first section of the sensor board in a form-fitting manner on the receptacle surface. As a result, a simple and reproducible mounting of the sensor board to the magnetic field sensor carrier is possible.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der erste Abschnitt der Sensorplatine an der Sensoraufnahme stoffschlüssig gehalten ist. Beispielsweise kann der erste Abschnitt der Sensorplatine mit der Sensoraufnahme, insbesondere mit der Aufnahmefläche der Sensoraufnahme verklebt sein. Dadurch lässt sich eine besonders positionsstabile Befestigung der Sensorplatine und damit des Magnetfeldsensors erzielen.A particularly advantageous solution provides that the first portion of the sensor board is held cohesively to the sensor receptacle. For example, the first section of the sensor board may be bonded to the sensor receptacle, in particular to the receptacle surface of the sensor receptacle. As a result, a particularly positionally stable attachment of the sensor board and thus of the magnetic field sensor can be achieved.

Eine zweckmäßige Lösung sieht vor, dass das Magnetelement ringförmig ausgebildet ist und den Messraum umschließt. Dadurch ist eine besonders genaue Justierung des von dem Magnetelement erzeugten Magnetfeldes in dem Messraum möglich. Insbesondere kann dadurch bei entsprechender Magnetisierung des Magnetelements ein nahezu homogenes Magnetfeld in dem Messraum erzeugt werden.A suitable solution provides that the magnetic element is annular and surrounds the measuring space. As a result, a particularly accurate adjustment of the magnetic field generated by the magnetic element in the measuring space is possible. In particular, with an appropriate magnetization of the magnetic element, a virtually homogeneous magnetic field can be generated in the measuring space.

Eine günstige Variante sieht vor, dass die Welle eine Hohlwelle ist, dass das Magnetfeldelement in der Hohlwelle angeordnet ist, und dass der Magnetfeldsensorträger derart angeordnet ist, dass der Magnetfeldsensorträger in die Hohlwelle ragt. Dadurch kann das Magnetelement besonders platzsparend mit der Welle gekoppelt werden, so dass insgesamt eine Drehwinkelmesseinrichtung gegeben ist, die kompakt aufgebaut ist.A favorable variant provides that the shaft is a hollow shaft, that the magnetic field element is arranged in the hollow shaft, and that the magnetic field sensor carrier is arranged such that the magnetic field sensor carrier projects into the hollow shaft. Thereby, the magnetic element can be coupled to save space especially with the shaft, so that a total of a rotational angle measuring device is given, which is compact.

Eine weitere günstige Variante sieht vor, dass der Magnetfeldsensorträger einen Abschlussabschnitt aufweist, welcher einen Stecker aufweist, mit welchem der Magnetfeldsensorträger elektrisch kontaktiert werden kann oder ist. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Einbau des Synchronelektromotors und damit eine einfache Wartung. Es versteht sich, dass der Stecker mit Sensorplatine elektrisch verbunden ist, so dass über den Stecker elektrische Signale und elektrische Versorgung zu dem Magnetfeldsensor geleitet werden können.Another favorable variant provides that the magnetic field sensor carrier has a termination section, which has a plug, with which the magnetic field sensor carrier can be electrically contacted or is. This allows a particularly simple installation of the synchronous electric motor and thus easy maintenance. It is understood that the plug is electrically connected to the sensor board, so that electrical signals and electrical supply can be conducted to the magnetic field sensor via the plug.

Eine besonders günstige Variante sieht vor, dass der Magnetfeldsensorträger einen Abschlussabschnitt aufweist, wobei die Sensorplatine sich durch den Abschlussabschnitt hindurch in einen abgesetzten, über die Sensorplatine verbundenen Stecker erstreckt. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Einbau des Synchronelektromotors und damit eine einfache Wartung.A particularly favorable variant provides that the magnetic field sensor carrier has a termination section, with the sensor board extending through the termination section into a remote connector connected via the sensor board. This allows a particularly simple installation of the synchronous electric motor and thus easy maintenance.

Eine vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass der Magnetfeldsensorträger einen Schaft aufweist, der sich von der Sensoraufnahme bis zu dem Abschlussabschnitt erstreckt, und dass der Schaft eine Führungsfläche für die Sensorplatine aufweist, an welcher die Sensorplatine zumindest teilweise anliegt. Der Schaft überbrückt somit einen axialen Abstand zwischen dem Abschlussabschnitt und der Sensraufnahme. Dadurch ist es möglich, dass der Magnetfeldsensorträger in die Hohlwelle ragt und somit den Magnetfeldsensor innerhalb der Hohlwelle und damit auch innerhalb des Magnetelements anordnet. Die Führungsfläche ermöglicht eine ausreichende Positionierung der Sensorplatine in bzw. an dem Magnetfeldsensorträger.An advantageous possibility provides that the magnetic field sensor carrier has a shaft which extends from the sensor receptacle to the end portion, and that the shaft has a guide surface for the sensor board, on which the sensor board is at least partially. The shaft thus bridges an axial distance between the end portion and the sensor receptacle. As a result, it is possible that the magnetic field sensor carrier projects into the hollow shaft and thus arranges the magnetic field sensor within the hollow shaft and thus also within the magnetic element. The guide surface allows sufficient positioning of the sensor board in or on the magnetic field sensor carrier.

Eine günstige Lösung sieht vor, dass die Sensorplatine einen zweiten starren Abschnitt aufweist, der an der Führungsfläche anliegt. Der zweite starre Abschnitt und der erste Abschnitt sind dadurch durch den flexiblen Abschnitt miteinander verbunden. Der zweite starre Abschnitt kann somit die Überbrückung in axialer Richtung entlang der Hauptlängserstreckungsrichtung des Magnetfeldsensorträgers ermöglichen. Der flexible Abschnitt erlaubt die Verkippung des ersten Abschnitts um 90 Grad gegenüber dem zweiten starren Abschnitt und damit auch gegenüber der Hauptlängserstreckungsrichtung.A favorable solution provides that the sensor board has a second rigid portion which bears against the guide surface. The second rigid portion and the first portion are thereby interconnected by the flexible portion. The second rigid portion may thus enable the bridging in the axial direction along the main longitudinal extension direction of the magnetic field sensor carrier. The flexible portion allows the tilting of the first portion by 90 degrees relative to the second rigid portion and thus also with respect to the main longitudinal direction.

Eine weitere besonders günstige Lösung sieht vor, dass der flexible Abschnitt der Sensorplatine zumindest teilweise an der Führungsfläche anliegt. Somit kann sich der flexible Abschnitt von der Sensoraufnahme bis zu dem Abschlussabschnitt erstrecken und somit die Übertragung der elektrischen Signale zwischen dem Stecker und dem Magnetfeldsensor ermöglichen. Another particularly favorable solution provides that the flexible portion of the sensor board at least partially rests against the guide surface. Thus, the flexible portion may extend from the sensor receptacle to the termination portion, thus enabling transmission of electrical signals between the plug and the magnetic field sensor.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, dass der Magnetfeldsensorträger eine Zugentlastungseinrichtung aufweist. Die Zugentlastungseinrichtung weist beispielsweise mindestens einen an der Führungsfläche ausgebildeten Zapfen aufweist, wobei in der Sensorplatine mindestens eine Ausnehmung ausgebildet ist, und der mindestens eine Zapfen der Zugentlastungseinrichtung in die mindestens eine Ausnehmung der Sensorplatine eingreift. Dadurch wird die Positionierung der Sensorplatine innerhalb bzw. an dem Magnetfeldsensorträger verbessert. Insbesondere kann der Zapfen auch axiale Kräfte zwischen der Sensorplatine und dem Magnetfeldsensorträger übertragen, so dass dadurch eine Zugentlastung gegeben ist.A further advantageous possibility provides that the magnetic field sensor carrier has a strain relief device. The strain relief device has, for example, at least one pin formed on the guide surface, wherein at least one recess is formed in the sensor board, and the at least one pin of the strain relief device engages in the at least one recess of the sensor board. This improves the positioning of the sensor board within or on the magnetic field sensor carrier. In particular, the pin can also transmit axial forces between the sensor board and the magnetic field sensor carrier, thereby providing a strain relief.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Zugentlastung auch durch eine Kontur an der Führungsfläche gebildet sein, die den flexiblen Teil Platine in einer S-Form führt.Alternatively or additionally, the strain relief may also be formed by a contour on the guide surface, which leads the flexible part board in an S-shape.

Eine vorteilhafte Variante sieht vor, dass die Drehwinkelmesseinrichtung ein Gehäuse aufweist, und dass der Magnetfeldsensorträger in dem Gehäuse angeordnet ist. Dadurch kann ein gegen Umwelteinflüsse abgedichtetes Sensormodul hergestellt werden, das einfach bei der Montage des Synchronelektromotors positioniert werden kann.An advantageous variant provides that the rotational angle measuring device has a housing, and that the magnetic field sensor carrier is arranged in the housing. As a result, a sealed against environmental influences sensor module can be made, which can be easily positioned during assembly of the synchronous electric motor.

Das Gehäuse weist dabei beispielsweise eine länglich ausgebildete Hülle auf, welche platzsparend den Schaft und die Sensoraufnahme des Magnetfeldsensorträgers umgibt.In this case, the housing has, for example, an elongated envelope which, in order to save space, surrounds the shaft and the sensor receptacle of the magnetic field sensor carrier.

Eine weitere besonders vorteilhafte Lösung vor, dass der erste Abschnitt der Sensorplatine zumindest teilweise von dem Material des Gehäuses umschlossen ist. Dadurch ist ebenfalls eine besonders positionssichere Befestigung des Magnetfeldsensors gegeben.Another particularly advantageous solution that the first portion of the sensor board is at least partially enclosed by the material of the housing. As a result, a particularly secure position attachment of the magnetic field sensor is also given.

Eine alternative Variante sieht vor, dass der Magnetfeldsensorträger und die Sensorplatine von einem Material des Gehäuses zusammen umspritzt sind. Als Materialien für das Umspritzen können beispielsweise Duroplasten und/oder Hotmelt verwendet werden.An alternative variant provides that the magnetic field sensor carrier and the sensor board are encapsulated together by a material of the housing. As materials for encapsulation, for example, thermosets and / or hotmelt can be used.

Eine weitere vorteilhafte Variante sieht vor, dass der Magnetfeldsensor zwei redundante Magnetsensoreinheiten aufweist, die in einem gemeinsamen IC-Gehäuse angeordnet sind. Solche Magnetfeldsensoren können beispielsweise auf dem GMR oder dem AMR-Effekt (Giant Magneto Resistance) (Anisotrope Magneto Resistive Effekt). Vorzugsweise sind die Sensoreinheiten als Widerstandsmessbrücken aufgebaut, wobei die Messsignale der beiden Magnetsensoreinheiten separat ausgegeben werden.A further advantageous variant provides that the magnetic field sensor has two redundant magnetic sensor units, which are arranged in a common IC housing. Such magnetic field sensors can be used, for example, on the GMR or the AMR (Giant Magneto Resistance) effect (Anisotropic Magneto Resistive Effect). Preferably, the sensor units are constructed as resistance bridges, wherein the measurement signals of the two magnetic sensor units are output separately.

Ferner beruht die Erfindung auf der Grundidee, bei einem Elektromotor eine Drehwinkelmesseinrichtung gemäß der vorstehenden Beschreibung zu verwenden, wobei das Magnetelement mit einer Welle des Elektromotors rotatorisch gekoppelt ist. Dadurch übertragen sich die Vorteile der Drehwinkelmesseinrichtung auf den Elektromotor, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Furthermore, the invention is based on the basic idea of using in an electric motor a rotational angle measuring device according to the above description, wherein the magnetic element is rotationally coupled to a shaft of the electric motor. As a result, the advantages of the rotational angle measuring device are transferred to the electric motor, to the above description of which reference is made.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

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.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch

  • 1 eine Teilschnittdarstellung einer Drehwinkelmesseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
  • 2 eine Seitenansicht auf eine Sensorplatine der Drehwinkelmesseinrichtung aus 1,
  • 3 eine Aufsicht auf die Sensorplatine aus 2,
  • 4 eine Seitenansicht eines Magnetfeldsensorträgers der Drehwinkelmesseinrichtung aus 1,
  • 5 eine Aufsicht aus den Magnetfeldsensorträger aus 4,
  • 6 eine Seitenansicht eines Magnetelements und angedeuteten Magnetfeldlinien,
  • 7 eine Teilschnittdarstellung einer Drehwinkelmesseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
  • 8 eine Seitenansicht auf eine Sensorplatine der Drehwinkelmesseinrichtung aus 7, und
  • 9 eine Aufsicht auf die Sensorplatine aus 8.
It show, each schematically
  • 1 1 is a partial sectional view of a rotational angle measuring device according to a first embodiment,
  • 2 a side view of a sensor board of the rotation angle measuring device 1 .
  • 3 a top view of the sensor board 2 .
  • 4 a side view of a magnetic field sensor carrier of the rotation angle measuring device 1 .
  • 5 a view from the magnetic field sensor carrier 4 .
  • 6 a side view of a magnetic element and indicated magnetic field lines,
  • 7 a partial sectional view of a rotation angle measuring device according to a second embodiment,
  • 8th a side view of a sensor board of the rotation angle measuring device 7 , and
  • 9 a top view of the sensor board 8th ,

Eine in den 1 bis 6 dargestellte erste Ausführungsform einer Drehwinkelmesseinrichtung 10 weist ein Magnetelement 12, das drehfest an einer Welle 14, insbesondere einer Hohlwelle eines Synchronelektromotors, angeordnet ist, einen Magnetfeldsensor 16 und einen Magnetfeldsensorträger 18, an welchen der Magnetfeldsensor 16 gehalten ist, auf. Ferner weist die Drehwinkelmesseinrichtung 10 ein Gehäuse 11 auf, in welchen die der Magnetfeldsensorträger 18 angeordnet ist.One in the 1 to 6 illustrated first embodiment of a rotational angle measuring device 10 has a magnetic element 12 , the rotation on a shaft 14 , In particular, a hollow shaft of a synchronous electric motor, is arranged, a magnetic field sensor 16 and a magnetic field sensor carrier 18 to which the magnetic field sensor 16 is held up. Furthermore, the rotation angle measuring device 10 a housing 11 in which the magnetic field sensor carrier 18 is arranged.

Das Magnetelement 12 erzeugt ein Magnetfeld in einem Messraum 20, in welchem das Magnetfeld durch den Magnetfeldsensor 16 detektiert werden kann. Das Magnetelement 12 kann einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist es allerding einstückig ausgebildet. Es sind verschiedene Formen des Magnetelements 12 möglich, solange ein Magnetfeld im Messraum 20 erzeugt wird. Als besonders vorteilhaft haben sich ringförmige Magnetelemente 12 herausgestellt.The magnetic element 12 generates a magnetic field in a measuring room 20 in which the magnetic field through the magnetic field sensor 16 can be detected. The magnetic element 12 can be formed in one piece or multiple parts. Preferably, it is all in one piece. They are different forms of the magnetic element 12 possible as long as a magnetic field in the measuring space 20 is produced. Particularly advantageous are annular magnetic elements 12 exposed.

Das Magnetelement 12 ist vorzugsweise ringförmig und umschließt dadurch den Messraum 20, in welchem der Magnetfeldsensor 16 angeordnet ist. Vorzugsweise erzeugt das Magnetelement 12 ein im Wesentlichen homogenes Magnetfeld in dem Messraum 20. Das Magnetelement 12 ist drehfest mit der Welle 14 gekoppelt, so dass sich das in dem Messraum 20 vom Magnetelement 12 erzeugte Magnetfeld synchron mit der Welle 14 dreht.The magnetic element 12 is preferably annular and thereby encloses the measuring space 20 in which the magnetic field sensor 16 is arranged. Preferably, the magnetic element generates 12 a substantially homogeneous magnetic field in the measuring space 20 , The magnetic element 12 is rotatable with the shaft 14 coupled, so that in the measuring room 20 from the magnetic element 12 generated magnetic field synchronously with the shaft 14 rotates.

Der Magnetfeldsensor 16 ist derart ausgebildet, dass er den Winkel des Magnetfeldes innerhalb der Messebene messen kann. Vorzugsweise ist der Magnetfeldsensor 16 in einem IC-Gehäuse ausgebildet, wobei die Messebene des Magnetfeldsensors 16 parallel zu der Anschlussebene des ICs verläuft, in welcher die Anschlusspins des ICs liegen. Ein solcher Magnetfeldsensor 16 ist beispielsweise der TLE5012B der Firma Infineon.The magnetic field sensor 16 is designed such that it can measure the angle of the magnetic field within the measurement plane. Preferably, the magnetic field sensor 16 formed in an IC package, wherein the measurement plane of the magnetic field sensor 16 runs parallel to the connection level of the IC, in which the pins of the IC are located. Such a magnetic field sensor 16 is for example the TLE5012B of the company Infineon.

Der Magnetfeldsensor 16 ist daher derart angeordnet, dass die Anschlussebene, und damit die Messebene, im Wesentlichen senkrecht zu einer Rotationsachse der Welle 14 liegen.The magnetic field sensor 16 is therefore arranged such that the connection plane, and thus the measurement plane, substantially perpendicular to a rotation axis of the shaft 14 lie.

Um eine radial möglichst platzsparende Ausbildung der Drehwinkelmesseinrichtung 10 zu erhalten, ist der Magnetfeldsensor 16 auf dem Magnetfeldsensorträger 18 angeordnet. Der Magnetfeldsensorträger 18 weist einen Abschlussabschnitt 24 auf und eine Sensoraufnahme 26 auf, die in einem Abstand in einer Hauptlängserstreckungsrichtung 27 zu dem Abschlussabschnitt 24 angeordnet ist. Die Sensoraufnahme 26 und der Abschlussanschnitt 24 sind durch einen Schaft 28 miteinander verbunden.To a radially possible space-saving design of the rotational angle measuring device 10 to get is the magnetic field sensor 16 on the magnetic field sensor carrier 18 arranged. The magnetic field sensor carrier 18 has a finishing section 24 on and a sensor receptacle 26 at a distance in a main longitudinal direction 27 to the final section 24 is arranged. The sensor holder 26 and the final cut 24 are through a shaft 28 connected with each other.

Die Sensoraufnahme 26 weist eine Aufnahmefläche 30 auf, an welcher der Magnetfeldsensor 16 oder eine Sensorplatine 32, an welcher der Magnetfeldsensor 16 befestigt und elektrisch kontaktiert ist, anliegt. Die Aufnahmefläche 30 kann dabei entweder zu dem Abschlussabschnitt 24 hin oder von dem Abschlussabschnitt 24 weg gerichtet sein. Vorzugsweise ist die Anschlussfläche 30 im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptlängserstreckungsrichtung 27 des Magnetfeldsensorträgers 18 und damit im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse 22.The sensor holder 26 has a receiving surface 30 on, at which the magnetic field sensor 16 or a sensor board 32 at which the magnetic field sensor 16 fixed and electrically contacted, rests. The reception area 30 can either go to the final section 24 towards or from the final section 24 be directed away. Preferably, the pad is 30 substantially perpendicular to the main longitudinal direction 27 of the magnetic field sensor carrier 18 and thus substantially perpendicular to the axis of rotation 22 ,

Des Weiteren weist die Sensoraufnahme 26 ein Rastelement 34 auf, mit welchem die Sensorplatine 32 oder der Magnetfeldsensor 16 an der Aufnahmefläche 30 gehalten werden kann.Furthermore, the sensor holder 26 a locking element 34 on, with which the sensor board 32 or the magnetic field sensor 16 at the reception area 30 can be held.

Der Schaft 28 weist eine Führungsfläche 36 für die Sensorplatine 32 auf, welche sich von der Sensoraufnahme 26 bis zu dem Abschlussabschnitt 24 erstreckt. Auf der Führungsfläche 36 ist mindestens ein, beispielsweise zwei, Zapfen 38 ausgebildet, welche mit Ausnehmungen 40 in der Sensorplatine 32 zusammenwirken, insbesondere in die Ausnehmungen 40 eingreifen, um die Lage der Sensorplatine 32 zu fixieren und somit eine Zugentlastung zu ermöglichen.The shaft 28 has a guide surface 36 for the sensor board 32 on which is different from the sensor receptacle 26 until the final section 24 extends. On the guide surface 36 is at least one, for example two, pin 38 formed, which with recesses 40 in the sensor board 32 interact, in particular in the recesses 40 engage the location of the sensor board 32 to fix and thus allow a strain relief.

Die Zapfen 38 können, wie es beispielhaft in den 4 und 5 dargestellt ist, zylinderförmig ausgebildet sein. Andere Querschnitte wie beispielsweise rechteckige Quadrate, Dreiecke, Sterne, Kreuze oder ähnliches sind ebenfalls möglich.The cones 38 can, as exemplified in the 4 and 5 is shown to be cylindrical. Other cross sections such as rectangular squares, triangles, stars, crosses or the like are also possible.

Der Magnetfeldsensor 16 ist auf einer Sensorplatine 32 angeordnet. Insbesondere ist der Magnetfeldsensor auf einem ersten Abschnitt 42 der Sensorplatine 32 befestigt und elektrisch kontaktiert. Der erste Abschnitt 42 weist eine Fläche auf, die nur unwesentlich größer ist als der Magnetfeldsensor 16. Insbesondere sind die benötigten Lötpads für das IC-Gehäuse des Magnetfeldsensors 16 vollständig vorgesehen. Ein weiterer Rand über diese Lötpads hinaus ist vorzugsweise nicht vorhanden.The magnetic field sensor 16 is on a sensor board 32 arranged. In particular, the magnetic field sensor is on a first section 42 the sensor board 32 attached and contacted electrically. The first paragraph 42 has an area that is only slightly larger than the magnetic field sensor 16 , In particular, the required solder pads for the IC package of the magnetic field sensor 16 completely provided. Another edge beyond these solder pads is preferably not present.

Der erste Abschnitt 42 ist vorzugsweise stabilisiert, so dass Biegebeanspruchungen von Lötstellen zwischen der Sensorplatine 32 und dem Magnetfeldsensor 16 reduziert sind. Die Stabilisierung des ersten Abschnitts kann durch Erhöhung der Dicke des ersten Abschnitts 42 oder durch stoffschlüssige Verbindung mit einem weiteren Bauteil, beispielsweise der Sensoraufnahme 26, insbesondere mit der Aufnahmefläche 30, erfolgen.The first paragraph 42 is preferably stabilized, so that bending stresses of solder joints between the sensor board 32 and the magnetic field sensor 16 are reduced. The stabilization of the first section can be achieved by increasing the thickness of the first section 42 or by cohesive connection with another component, such as the sensor holder 26 , in particular with the receiving surface 30 , respectively.

Des Weiteren weist die Sensorplatine 32 einen flexiblen Abschnitt 44 auf, auf welchen ebenfalls Leiterbahnen aufgebracht sind, die elektrisch mit den Lötpads für den Magnetfeldsensor 16 verbunden sind. Der flexible Abschnitt 44 verläuft gebogen, so dass die elektrischen Leitungen zumindest abschnittsweise entlang der Hauptlängserstreckungsrichtung 27 geführt werden können.Furthermore, the sensor board 32 a flexible section 44 on which also conductor tracks are applied, which are electrically connected to the solder pads for the magnetic field sensor 16 are connected. The flexible section 44 is bent, so that the electrical lines at least in sections along the main longitudinal direction 27 can be performed.

Vorzugsweise weist die Sensorplatine 32 einen zweiten starren Abschnitt 46 auf, welcher durch den flexiblen Abschnitt 44 mit dem ersten Abschnitt 42 verbunden ist. Der zweite starre Abschnitt 46 liegt an der Führungsfläche 36 des Schaftes 28 an. Entsprechend sind auch die Ausnehmungen 40 in dem zweiten starren Abschnitt 46 ausgebildet.Preferably, the sensor board 32 a second rigid section 46 on which through the flexible section 44 with the first section 42 connected is. The second rigid section 46 lies on the guide surface 36 of the shaft 28 at. The recesses are also corresponding 40 in the second rigid section 46 educated.

Der zweite starre Abschnitt 46 verläuft im Wesentlichen senkrecht zu dem ersten Abschnitt 42. Der zweite starre Abschnitt 46 kann somit die elektrische Verbindung zwischen der Sensoraufnahme 26 und dem Abschlussabschnitt 24 des Magnetfeldsensorträgers 18 bewirken.The second rigid section 46 is substantially perpendicular to the first section 42 , The second rigid section 46 Thus, the electrical connection between the sensor recording 26 and the final section 24 of the magnetic field sensor carrier 18 cause.

Der flexible Abschnitt 44 bewirkt eine Umsetzung zwischen den in unterschiedlichen Ebenen zueinander verlaufenden beiden Abschnitten 42, 46 der Sensorplatine 32. Somit ist es möglich, den Magnetfeldsensor 16 in der benötigten Orientierung innerhalb des ringförmigen Magnetelements 12 anzuordnen und gleichzeitig eine in radialer Richtung platzsparende Konstruktion zu ermöglichen.The flexible section 44 causes a conversion between the two sections running in different planes to each other 42 . 46 the sensor board 32 , Thus, it is possible to use the magnetic field sensor 16 in the required orientation within the annular magnetic element 12 to arrange and at the same time to allow a space-saving design in the radial direction.

Der Abschlussabschnitt 24 weist einen Stecker zum Anschließen an einen kabelbaum auf. Die elektrische Kontaktierung zwischen dem Stecker mit der Sensorplatine 32, insbesondere dem zweiten starren Abschnitt 46 der Sensorplatine 32 kann durch eine Lötverbindung, eine Steckverbindung oder Krimverbindung ermöglicht sein.The final section 24 has a plug for connection to a wiring harness. The electrical contact between the plug and the sensor board 32 , in particular the second rigid section 46 the sensor board 32 can be made possible by a solder joint, a connector or Crimean connection.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann der Stecker separat zu dem Abschlussabschnitt 24 ausgebildet sein. Vorzugsweise erstreckt sich dann die Sensorplatine 32 durch den Abschlussabschnitt 24 hindurch, so dass der Stecker zu dem Abschlussabschnitt 24 einen Abstand aufweist und die Sensorplatine die elektrische Verbindung zwischen dem Stecker und dem Magnetfeldsensor 16 ermöglichen kann. Besonders bevorzugt erstreckt sie der flexible Abschnitt 44 oder ein weiterer flexibler Abschnitt der Sensorplatine 32 durch den Abschlussabschnitt 24 hindurch.Alternatively or additionally, the plug may be separate from the termination section 24 be educated. Preferably, the sensor board then extends 32 through the final section 24 through, allowing the plug to the termination section 24 has a distance and the sensor board, the electrical connection between the plug and the magnetic field sensor 16 can allow. Particularly preferably, it extends the flexible section 44 or another flexible section of the sensor board 32 through the final section 24 therethrough.

Die Sensorplatine 32 ist beispielsweise eine Doppellagenplatine, wobei die Lötpads für den Magnetfeldsensor 16 auf einer ersten Lage des ersten Abschnitts 42 angeordnet sind. Die Leiterbahnen des flexiblen Abschnitts 44 sind dann beispielsweise auf einer zweiten Ebene der Sensorplatine 32 angeordnet. Auf dem ersten Abschnitt 42 sind die Leiterbahnen des flexiblen Abschnitts 44 mit den Lötpads für den Magnetfeldsensor 16 verbunden.The sensor board 32 For example, is a double-layer board, wherein the solder pads for the magnetic field sensor 16 on a first layer of the first section 42 are arranged. The tracks of the flexible section 44 are then, for example, on a second level of the sensor board 32 arranged. On the first section 42 are the tracks of the flexible section 44 with the solder pads for the magnetic field sensor 16 connected.

Es versteht sich, dass Einzellagenplatinen als Sensorplatine 32 verwendet werden können.It is understood that single-layer boards as a sensor board 32 can be used.

Auf der dem Magnetfeldsensor 16 abgewandten Seite des ersten Abschnitts 42 der Sensorplatine 32 ist der flexible Abschnitt 44 nicht bis zum radial äußeren Rand des ersten Abschnitts 42 befestigt. Dadurch kann sich der flexible Abschnitt 44 radial weiter innen von dem ersten Abschnitt 42 ablösen, so dass die notwendige Winkelumsetzung mit Hilfe des flexiblen Abschnitts 44 möglich ist, ohne zusätzlich radialen Bauraum zu benötigen.On the magnetic field sensor 16 opposite side of the first section 42 the sensor board 32 is the flexible section 44 not to the radially outer edge of the first section 42 attached. This may cause the flexible section 44 radially inward of the first section 42 peel off, making the necessary angular conversion using the flexible section 44 is possible without requiring additional radial space.

Eine in den 7 bis 9 dargestellte zweite Ausführungsform der Drehwinkelmesseinrichtung 10 unterscheidet sich von der in den 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform der Drehwinkelmesseinrichtung 10 dadurch, dass kein zweiter starrer Abschnitt 46 vorgesehen ist. Stattdessen wird der flexible Abschnitt 44 von der Sensoraufnahme 26 bis zu dem Abschlussabschnitt 24 oder durch diesen hindurch geführt. Entsprechend sind dann auch die Ausnehmungen 40 in der Sensorplatine 32 in dem flexiblen Abschnitt 44 ausgebildet. Der flexible Abschnitt 44 wird dadurch durch die Zapfen 38 in der Position gehalten.One in the 7 to 9 illustrated second embodiment of the rotation angle measuring device 10 is different from the one in the 1 to 6 shown first embodiment of the rotation angle measuring device 10 in that no second rigid section 46 is provided. Instead, the flexible section 44 from the sensor holder 26 until the final section 24 or passed through it. Accordingly, then the recesses 40 in the sensor board 32 in the flexible section 44 educated. The flexible section 44 is characterized by the pins 38 held in position.

Im Übrigen stimmt die in den 7 bis 9 dargestellte zweite Ausführungsform der Drehwinkelmesseinrichtung 10 mit der in den 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform hinsichtlich Aufbau und Funktion überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the right in the 7 to 9 illustrated second embodiment of the rotation angle measuring device 10 with the in the 1 to 6 represented in terms of structure and function, the above description of which reference is made in this regard.

Bei nicht dargestellten Varianten der ersten und der zweiten Ausführungsform der Drehwinkelmesseinrichtung 10 kann an der Sensoraufnahme 26 zur Befestigung der Sensorplatine 32 statt eines Rastelements 34 eine Klebeverbindung vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend kann auch eine Führungsnut vorgesehen sein, in welche der erste Abschnitt 42 der Sensorplatine 32 eingeschoben werden kann. Schließlich ist es auch möglich, dass der erste Abschnitt 42 zumindest teilweise von dem Material des Gehäuses 11 umschlossen wird. Dies kann beispielsweise erreicht werden, wenn das Gehäuse 11 durch Kunststoffspritzguss hergestellt wird. Dadurch kann der erste Abschnitt 42 umspritzt werden, so dass der erste Abschnitt 42 zumindest teilweise von dem Material des Gehäuses umschlossen ist.In non-illustrated variants of the first and the second embodiment of the rotational angle measuring device 10 can be attached to the sensor 26 for mounting the sensor board 32 instead of a catch element 34 an adhesive bond may be provided. Alternatively or additionally, a guide groove may be provided, into which the first section 42 the sensor board 32 can be inserted. Finally, it is also possible that the first section 42 at least partially of the material of the housing 11 is enclosed. This can be achieved, for example, when the housing 11 produced by plastic injection molding. This can be the first section 42 be overmoulded so that the first section 42 is at least partially enclosed by the material of the housing.

Im Übrigen stimmen die nicht dargestellten Varianten der ersten und der zweiten Ausführungsform der Drehwinkelmesseinrichtung 10 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der ersten und der zweiten Ausführungsform der Drehwinkelmesseinrichtung 10 überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Incidentally, the unillustrated variants of the first and the second embodiment of the rotational angle measuring device 10 in terms of structure and function with the first and the second embodiment of the rotational angle measuring device 10 to the above description of which reference is made.

Claims (16)

Drehwinkelmesseinrichtung (10) zur Messung einer Rotation einer Welle (14) um eine Rotationsachse (22), - mit einem Magnetelement (12), das in einem Messraum (20) ein Magnetfeld erzeugt, wobei das Magnetelement (12) drehfest mit der Welle (14) gekoppelt ist, - mit einem Magnetfeldsensor (16), der einen Magnetfeldwinkel in einer Messebene bestimmen kann und der in dem Messraum (20) angeordnet ist, und - mit einem Magnetfeldsensorträger (18), an welchem der Magnetfeldsensor (16) gehalten ist und der eine Hauptlängserstreckungsrichtung (27) aufweist, dadurch gekennzeichnet, - dass der Magnetfeldsensor (16) derart angeordnet ist, dass die Messebene im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse (22) der Welle (14) verläuft, - dass der Magnetfeldsensorträger (18) eine Sensorplatine (32) aufweist, die einen ersten Abschnitt (42) aufweist, auf welchen der Magnetfeldsensor (16) befestigt und elektrisch kontaktiert ist, - dass die Sensorplatine (32) einen flexiblen Abschnitt (44) aufweist, der sich an den ersten Abschnitt (42) der Sensorplatine (32) anschließt, - dass der Magnetfeldsensorträger (18) eine Sensoraufnahme (26) aufweist, die an einem in der Hauptlängserstreckungsrichtung (27) liegenden Ende des Magnetfeldsensorträgers (18) angeordnet ist, und - dass der erste Abschnitt (42) der Sensorplatine (32) an der Sensoraufnahme (26) gehalten ist. Rotation angle measuring device (10) for measuring a rotation of a shaft (14) about an axis of rotation (22), - with a magnetic element (12) which generates a magnetic field in a measuring space (20), wherein the magnetic element (12) rotatably with the shaft ( 14), - with a magnetic field sensor (16) which can determine a magnetic field angle in a measuring plane and which is arranged in the measuring space (20), and - with a magnetic field sensor carrier (18) on which the magnetic field sensor (16) is held and a main longitudinal extension direction (27), characterized in that - the magnetic field sensor (16) is arranged such that the measurement plane is substantially perpendicular to the axis of rotation (22) of the shaft (14), - that the magnetic field sensor carrier (18) Sensor board (32) having a first portion (42) on which the magnetic field sensor (16) is fixed and electrically contacted, - that the sensor board (32) has a flexible portion (44) which adjoins the first section (42) of the sensor board (32), - that the magnetic field sensor carrier (18) has a sensor receptacle (26) which is arranged at an end of the magnetic field sensor carrier (18) lying in the main longitudinal extension direction (27), and - that the first portion (42) of the sensor board (32) on the sensor receptacle (26) is held. Drehwinkelmesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (42) stabilisiert ist, so dass der erste Abschnitt (42) eine höhere Steifigkeit aufweist als der flexible Abschnitt (44), wobei der erste Abschnitt durch eine größere Dicke gegenüber der Dicke des flexiblen Abschnitts (44) oder durch stoffschlüssige Verbindung mit der Sensoraufnahme (26) stabilisiert ist.Angle of rotation measuring device according to Claim 1 characterized in that the first portion (42) is stabilized so that the first portion (42) has a higher rigidity than the flexible portion (44), the first portion being greater in thickness than the thickness of the flexible portion (44 ) or by material connection with the sensor receptacle (26) is stabilized. Drehwinkelmesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der flexible Abschnitt (44) der Sensorplatine (32) zumindest abschnittsweise in Richtung der Hauptlängserstreckungsrichtung (27) des Magnetfeldsensorträgers (18) erstreckt.Angle of rotation measuring device according to Claim 1 or 2 , characterized in that extending the flexible portion (44) of the sensor board (32) at least in sections in the direction of the main longitudinal extension direction (27) of the magnetic field sensor carrier (18). Drehwinkelmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoraufnahme (26) eine Aufnahmefläche (30) aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptlängserstreckungsrichtung (27) des Magnetfeldsensorträgers (18) ausgebildet ist.Angle measuring device according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the sensor receptacle (26) has a receiving surface (30), which is formed substantially perpendicular to the main longitudinal extension direction (27) of the magnetic field sensor carrier (18). Drehwinkelmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoraufnahme (26) ein Rastelement (34) aufweist, das mit dem ersten Abschnitt (42) der Sensorplatine (32) zusammenwirkt und den ersten Abschnitt (42) der Sensorplatine (32) formschlüssig an der Aufnahmefläche (30) hält.Angle measuring device according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the sensor receptacle (26) has a latching element (34) which cooperates with the first section (42) of the sensor board (32) and the first portion (42) of the sensor board (32) form-fitting manner on the receiving surface (30). holds. Drehwinkelmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (42) der Sensorplatine (32) an der Sensoraufnahme (26) stoffschlüssig gehalten ist.Angle measuring device according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the first portion (42) of the sensor board (32) on the sensor receptacle (26) is held cohesively. Drehwinkelmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (12) ringförmig ausgebildet ist, und den Messraum (20) umschließt.Angle measuring device according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the magnetic element (12) is annular, and encloses the measuring space (20). Drehwinkelmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) eine Hohlwelle ist, dass das Magnetelement (12) in der Hohlwelle (14) angeordnet ist, und dass der Magnetfeldsensorträger (18) derart angeordnet ist, dass der Magnetfeldsensorträger (18) in die Hohlwelle (14) ragt.Angle measuring device according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the shaft (14) is a hollow shaft, that the magnetic element (12) in the hollow shaft (14) is arranged, and that the magnetic field sensor carrier (18) is arranged such that the magnetic field sensor carrier (18) in the hollow shaft ( 14) protrudes. Drehwinkelmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensorträger (18) einen Abschlussabschnitt (24) aufweist, wobei der Abschlussabschnitt (24) einen Stecker aufweist, mit welchem der Magnetfeldsensorträger (18) elektrisch kontaktiert werden kann oder ist, oder dass der Magnetfeldsensorträger (18) einen Abschlussabschnitt (24) aufweist, wobei die Sensorplatine (32) sich durch den Abschlussabschnitt (24) hindurch in einen abgesetzten, über die Sensorplatine (32) verbundenen Stecker erstreckt.Angle measuring device according to one of Claims 1 to 8th characterized in that the magnetic field sensor carrier (18) has a termination portion (24), the termination portion (24) having a plug with which the magnetic field sensor carrier (18) can be electrically contacted, or the magnetic field sensor carrier (18) has a termination portion (24), wherein the sensor board (32) extends through the termination portion (24) into a remote connector connected over the sensor board (32). Drehwinkelmesseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensorträger (18) einen Schaft (28) aufweist, der sich von der Sensoraufnahme (26) bis zu dem Abschlussabschnitt (24) erstreckt, und dass der Schaft (28) eine Führungsfläche (36) für die Sensorplatine (32) aufweist, an welcher die Sensorplatine (32) zumindest teilweise anliegt.Angle of rotation measuring device according to Claim 9 characterized in that the magnetic field sensor carrier (18) has a shaft (28) extending from the sensor receptacle (26) to the termination section (24), and in that the shaft (28) comprises a guide surface (36) for the sensor board (36). 32) on which the sensor board (32) at least partially abuts. Drehwinkelmesseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorplatine (32) einen zweiten starren Abschnitt (46) aufweist, der an der Führungsfläche (36) anliegt, oder dass der flexible Abschnitt (44) der Sensorplatine (32) zumindest teilweise an der Führungsfläche (36) anliegt.Angle of rotation measuring device according to Claim 10 , characterized in that the sensor board (32) has a second rigid portion (46) which bears against the guide surface (36), or that the flexible portion (44) of the sensor board (32) at least partially abuts against the guide surface (36) , Drehwinkelmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensorträger (18) eine Zugentlastungseinrichtung aufweist.Angle measuring device according to one of Claims 1 to 11 , characterized the magnetic field sensor carrier (18) has a strain relief device. Drehwinkelmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkelmesseinrichtung (10) ein Gehäuse (11) aufweist, und dass der Magnetfeldsensorträger (18) in dem Gehäuse (11) angeordnet ist.Angle measuring device according to one of Claims 1 to 12 , characterized in that the rotational angle measuring device (10) has a housing (11), and that the magnetic field sensor carrier (18) in the housing (11) is arranged. Drehwinkelmesseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (42) der Sensorplatine (26) zumindest teilweise von dem Material des Gehäuses (11) umschlossen ist.Angle of rotation measuring device according to Claim 13 , characterized in that the first portion (42) of the sensor board (26) is at least partially enclosed by the material of the housing (11). Drehwinkelmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (16) zwei redundante Magnetsensoreinheiten aufweist, die in einem gemeinsamen IC-Gehäuse angeordnet sind.Angle measuring device according to one of Claims 1 to 14 , characterized in that the magnetic field sensor (16) comprises two redundant magnetic sensor units, which are arranged in a common IC housing. Elektromotor mit einer Drehwinkelmesseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Magnetelement (16) drehfest mit einer Welle (14) des Elektromotors gekoppelt ist.Electric motor with a rotation angle measuring device (10) according to one of Claims 1 to 15 wherein the magnetic element (16) is non-rotatably coupled to a shaft (14) of the electric motor.
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