DE102021212340A1

DE102021212340A1 - Electronically commutated machine, pressure generator unit with an electronically commutated machine and method for assembling an electronically commutated machine

Info

Publication number: DE102021212340A1
Application number: DE102021212340.6A
Authority: DE
Inventors: Guenter Escher; Ben Ferguson; Alice Schacherl; Christoph Voelkel; Ignaz Hatt; Martin Winkler; Bernd Lutz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-11-02
Filing date: 2021-11-02
Publication date: 2023-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronisch kommutierte Maschine (10), insbesondere einen elektronisch kommutierten Motor mit einem Rotor (14) auf einer zu einer Rotationsbewegung betätigbaren Rotorwelle (16). Zu einer Erfassung eines Drehwinkels der Rotorwelle (16) ist ein Signalgeber (24) drehfest an der Rotorwelle (16) angebracht. Der Signalgeber (24) umfasst ein Halteelement (28) und ein daran angeordnetes Magnetelement (26).Vorgeschlagen wird ein hülsenförmiges, zu beiden Enden hin offenes Halteelement (28) des Signalgebers (24), das zumindest in seinem Innendurchmesser wenigstens einmal abgestuft ist. Ein erster Hülsenabschnitt (40a) des Haltelements (28) liegt unmittelbar am Umfang der Rotorwelle (16) an, ein demgegenüber im Innendurchmesser größerer zweiter Hülsenabschnitt (40b) des Halteelements (28) bildet eine Aufnahme (34) aus, in der das Magnetelement (26) einliegt.Der Vorschlag vereinfacht eine Montage des Signalgebers (24) auf der Rotorwelle (16) und spart Gewicht, Einbauraum sowie Kosten ein.Die Erfindung betrifft ferner ein Druckerzeugeraggregat mit einer elektronisch kommutierten Maschine (10) sowie ein Verfahren zur Montage einer elektronisch kommutierten Maschine (10).The invention relates to an electronically commutated machine (10), in particular an electronically commutated motor with a rotor (14) on a rotor shaft (16) that can be actuated to rotate. A signal generator (24) is attached to the rotor shaft (16) in a rotationally fixed manner to detect an angle of rotation of the rotor shaft (16). The signal transmitter (24) comprises a holding element (28) and a magnetic element (26) arranged thereon. A first sleeve section (40a) of the holding element (28) rests directly on the circumference of the rotor shaft (16), while a second sleeve section (40b) of the holding element (28), which has a larger inner diameter in comparison, forms a receptacle (34) in which the magnetic element ( 26).The proposal simplifies assembly of the signal transmitter (24) on the rotor shaft (16) and saves weight, installation space and costs.The invention also relates to a pressure generator unit with an electronically commutated machine (10) and a method for assembling an electronically commutated machine (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronisch kommutierte Maschine nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, ein Druckerzeugeraggregat mit einer elektronisch kommutierten Maschine nach den Merkmalen des Oberbegriffs eines nebengeordneten Anspruchs 7 sowie ein Verfahren zur Montage einer elektronisch kommutierten Maschine nach den Merkmalen des Oberbegriffs eines nebengeordneten Anspruch 8.The invention relates to an electronically commutated machine according to the features of the preamble of claim 1, a pressure generator unit with an electronically commutated machine according to the features of the preamble of an independent claim 7 and a method for assembling an electronically commutated machine according to the features of the preamble of an independent claim 8 .

Elektronisch kommutierte Maschinen werden beispielsweise in elektronisch regelbaren Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Sie dienen dort als Antriebsaggregate für Druckerzeuger, die im Rahmen einer Bremsdruckregelung ein Druckmittel in einen Bremskreis mit daran angeschlossenen Radbremsen fördern. Die elektrische Ansteuerung der Maschinen wird dabei von einem elektronischen Steuergerät der Bremsanlage bedarfsangepasst vorgenommen. Entsprechend des geförderten Druckmittelvolumens baut sich im Bremskreis ein Bremsdruck auf. Dieser kann mit Hilfe weiterer, vom elektronischen Steuergerät ansteuerbaren Ventileinrichtungen bei Bedarf radindividuell an die Schlupfverhältnisse angepasst werden, welche aktuell an den, den Radbremsen zugeordneten Rädern des Fahrzeugs vorherrschen. Blockierende Räder während eines Bremsvorgangs werden dadurch verhindert und darüber die Fahrstabilität des Fahrzeugs verbessert. Zudem lassen sich Bremsvorgänge in Abhängigkeit der momentanen Verkehrs- oder Fahrsituation auch unabhängig von einem bestehenden Fahrerwunsch durchführen.Electronically commutated machines are used, for example, in electronically controllable braking systems in motor vehicles. They are used there as drive units for pressure generators, which promote a pressure medium in a brake circuit with wheel brakes connected to it as part of a brake pressure control. The electrical control of the machines is carried out by an electronic control unit of the brake system, adapted to requirements. A brake pressure builds up in the brake circuit in accordance with the pumped pressure medium volume. With the help of additional valve devices that can be actuated by the electronic control unit, this can, if required, be adapted wheel-specifically to the slip conditions currently prevailing on the wheels of the vehicle assigned to the wheel brakes. This prevents the wheels from locking during braking and improves the driving stability of the vehicle. In addition, braking processes can also be carried out independently of an existing driver request depending on the current traffic or driving situation.

Das vom Druckerzeuger in den Bremskreis verdrängte Volumen an Druckmittel stellt bei diesen Regelungsvorgängen eine maßgebliche Steuer- bzw. Überwachungsgröße des Systems dar. Sie kann z.B. aus den Betriebsparametern des Antriebaggregats ermittelt werden. Eine vorhandene Sensoreinrichtung erfasst hierfür den Drehwinkel und/oder die Drehzahl des Rotors des Antriebsaggregats und leitet das gemessene Signal an das elektronische Steuergerät zu einer dahingehend rechnerischen Auswertung weiter. Ein weiterer Zweck der Sensoreinrichtung kann darin bestehen, eine Rotorposition des Antriebsaggregats festzustellen, um darüber die elektrische Ansteuerung des Antriebsaggregats durch das elektronische Steuergerät zu optimieren.The volume of pressure medium displaced by the pressure generator into the brake circuit represents a decisive control or monitoring variable of the system in these control processes. It can be determined, for example, from the operating parameters of the drive unit. For this purpose, an existing sensor device detects the angle of rotation and/or the rotational speed of the rotor of the drive unit and forwards the measured signal to the electronic control unit for a computational evaluation to that effect. Another purpose of the sensor device can be to determine a rotor position of the drive unit in order to optimize the electrical control of the drive unit by the electronic control unit.

Bekannte Sensoreinrichtungen sind aufgebaut aus einem mit der Rotorwelle umlaufenden Signalgeber und einem damit zusammenwirkenden, ortsfest angeordneten Signalempfänger. Bekannte Signalgeber umfassen wenigstens ein Magnetelement, das mit Hilfe eines Halteelements an der Rotorwelle des Antriebsaggregats fixiert ist.Known sensor devices are made up of a signal transmitter rotating with the rotor shaft and a stationary signal receiver which interacts with it. Known signal transmitters include at least one magnetic element which is fixed to the rotor shaft of the drive unit with the aid of a holding element.

In der 1 dieses Dokuments ist ein solches, aus dem Stand der Technik bekanntes, Antriebsaggregat für einen Druckerzeuger einer elektronisch regelbaren Fahrzeugbremsanlage in einer Seitenansicht dargestellt.In the 1 This document shows a side view of such a drive unit, known from the prior art, for a pressure generator of an electronically controllable vehicle brake system.

Dieses bekannte Antriebsaggregat (10) umfasst einen elektronisch kommutierten Elektromotor (12) mit einem zu einer Rotationsbewegung antreibbaren Rotor (14) sowie eine drehfest mit diesem Rotor (14) verbundene Rotorwelle (16). Der Rotor (14) ist konventionell aufgebaut und weist einen Eisenkern sowie mehrere in Umfangsrichtung dieses Eisenkerns nebeneinanderliegend angeordnete Permanentmagnete auf.This known drive unit (10) comprises an electronically commutated electric motor (12) with a rotor (14) that can be driven to rotate and a rotor shaft (16) non-rotatably connected to this rotor (14). The rotor (14) has a conventional design and has an iron core and a plurality of permanent magnets arranged next to one another in the circumferential direction of this iron core.

In bekannter Art und Weise wirken die Magnetfelder dieser Permanentmagnete mit den Magnetfeldern von elektrischen Spulen eines Stators zusammen. Der Letztere ist in einem Gehäuse (18) des Antriebsaggregats (10) angeordnet. Jenes Gehäuse (18) ist auf einer den Permanentmagneten gegenüberliegenden Innenfläche mit den elektrischen Spulen bestückt. Aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Magnetfeldern führen der Rotor (14) und die Rotorwelle (16) eine gemeinsame Rotationsbewegung aus. Die Rotorwelle (16) ist exemplarisch von Wälzlagern (20) im Gehäuse (18) des Antriebsaggregats (10) drehbar gelagert.In a known manner, the magnetic fields of these permanent magnets interact with the magnetic fields of the electrical coils of a stator. The latter is arranged in a housing (18) of the drive unit (10). That housing (18) is equipped with the electric coils on an inner surface opposite the permanent magnets. Due to the interaction between the magnetic fields, the rotor (14) and the rotor shaft (16) rotate together. The rotor shaft (16) is rotatably mounted, for example, by roller bearings (20) in the housing (18) of the drive unit (10).

Gemäß 1 sind auf der Rotorwelle (16) bespielhaft mehrere Exzenterelemente (22) angeordnet um nicht gezeigte Einrichtungen, bspw. Kolbenpumpen, welche quer zur Längsachse L der Rotorwelle (16) angeordnet sind, zu betätigen.According to 1 For example, several eccentric elements (22) are arranged on the rotor shaft (16) in order to actuate devices that are not shown, for example piston pumps, which are arranged transversely to the longitudinal axis L of the rotor shaft (16).

Das Detail II nach 1 zeigt einen Signalgeber (24) einer Sensoreinrichtung zur elektronischen Erfassung und Auswertung des Drehwinkels und/oder der Drehzahl des Rotors (14) bzw. der Rotorwelle (16). Dieser Signalgeber (24) ist an dem vom Rotor (14) abgewandten Ende der Rotorwelle (16) angeordnet. Er weist ein Magnetelement (26) auf, das über ein Haltelement (28) mittelbar an der Rotorwelle (16) befestigt ist. Das Halteelement (28) ist dazu tassenförmig ausgebildet und hat einen in Axialrichtung der Rotorwelle abstehenden Dorn (30). Mit diesem Dorn (30) ist das Halteelement (28) in eine zugeordnete Zentrierbohrung (32) der Rotorwelle (16) eingepresst und ggf. zusätzlich verklebt. An der dem Dorn (30) gegenüberliegenden Seite des Haltelements (28) ist eine sacklochartige, nach außen offene, Aufnahme (34) ausgebildet, in welche das Magnetelement (26) eingesetzt ist.The detail II after 1 shows a signal generator (24) of a sensor device for electronically detecting and evaluating the angle of rotation and/or the speed of the rotor (14) or the rotor shaft (16). This signal transmitter (24) is arranged on the end of the rotor shaft (16) facing away from the rotor (14). It has a magnetic element (26) which is attached directly to the rotor shaft (16) via a holding element (28). The holding element (28) is cup-shaped for this purpose and has a mandrel (30) protruding in the axial direction of the rotor shaft. With this mandrel (30), the retaining element (28) is pressed into an associated centering bore (32) of the rotor shaft (16) and optionally additionally glued. On the side of the holding element (28) opposite the mandrel (30), there is a blind-hole-like, outwardly open receptacle (34) into which the magnetic element (26) is inserted.

Unter Betriebsbedingungen dieses Antriebsaggregats wird der Rotor (14) stark beschleunigt oder verzögert. Der Signalgeber (24) und dessen Befestigung an der Rotorwelle (16) sind demnach hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt und müssen dementsprechend robust ausgeführt werden, um evtl. Signalfehler zu vermeiden. Folglich sind zum Einpressen des Haltelements (28) in die Zentrierbohrung (32) der Rotorwelle (16) relativ hohe Axialkräfte notwendig, welche während des Einpressvorgangs die Lagerung (Wälzlager 20) der Rotorwelle (16) im Gehäuse (18) des Antriebsaggregats schädigen können. Um dahingehende Schäden zu vermeiden muss deshalb die Rotorwelle (16) bei der Montage des Signalgebers (24) axial abgestützt werden.Under operating conditions of this drive unit, the rotor (14) is greatly accelerated or decelerated. The signal generator (24) and its attachment to the rotor shaft (16) are therefore exposed to high dynamic loads and must therefore be designed to be robust in order to avoid any signal errors. Consequently, relatively high axial forces are required to press the retaining element (28) into the centering bore (32) of the rotor shaft (16), which can damage the bearing (roller bearing 20) of the rotor shaft (16) in the housing (18) of the drive unit during the pressing-in process. In order to avoid damage to this effect, the rotor shaft (16) must be supported axially when the signal transmitter (24) is installed.

Jedoch stellt eine solche axiale Abstützung der Rotorwelle (16) einen unerwünschten Montagemehraufwand dar bzw. ist fertigungstechnisch nicht ohne Weiters und nicht in allen Fällen umsetzbar.However, such an axial support of the rotor shaft (16) represents an undesired additional installation effort and cannot be easily implemented in terms of production technology and cannot be implemented in all cases.

Alternative Befestigungsmethoden liegen einem Fachmann nicht unmittelbar auf der Hand, da neben den hohen dynamischen Lasten u.a. die erforderliche Größe eines Magnetelements (26), der vom Signalgeber (24) und seiner Befestigung beanspruchte Bauraum, die Bauteileanzahl sowie letztlich die Gesamtkosten für Teile und Montage gegeneinander abzuwägen sind.Alternative fastening methods are not immediately obvious to a person skilled in the art, since, in addition to the high dynamic loads, the required size of a magnetic element (26), the installation space required by the signal generator (24) and its fastening, the number of components and ultimately the total costs for parts and assembly must be weighed against one another are to be considered.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Eine elektronisch kommutierte Maschine nach den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass während der Montage des Signalgebers auf die Rotorwelle keine Axialkräfte auftreten, welche die Lagerung dieser Rotorwelle schädigen könnten. Folglich kann auf eine axiale Abstützung der Rotorwelle bei der Montage des Signalgebers verzichtet werden, was, wie dargelegt, den Fertigungsprozess vereinfacht und Montagezeit sowie Kosten einspart.In contrast, an electronically commutated machine according to the features of claim 1 has the advantage that no axial forces occur during the assembly of the signal generator on the rotor shaft, which could damage the bearing of this rotor shaft. Consequently, there is no need for axial support of the rotor shaft when assembling the signal transmitter, which, as explained, simplifies the manufacturing process and saves assembly time and costs.

Erfindungsgemäß wird dazu ein Signalgeber mit einem Halteelement eingesetzt, das eine zumindest im Innendurchmesser wenigstens einmal abgestufte und zu beiden Enden hin offene Hülse ist. Die Hülse gliedert sich in einen ersten Hülsenabschnitt mit einem auf einen Außendurchmesser der Rotorwelle abgestimmten ersten Innendurchmesser und einen zweiten Hülsenabschnitt mit einem gegenüber dem ersten Hülsenabschnitt größeren, zweiten Innendurchmesser. Mit seinem ersten Hülsenabschnitt liegt das Haltelement unmittelbar am Umfang der Rotorwelle an, der zweite Hülsenabschnitt bildet eine Aufnahme aus, in der das Magnetelement einliegt.According to the invention, a signal transmitter with a holding element is used for this purpose, which is a sleeve which is stepped at least once in terms of its inner diameter and is open at both ends. The sleeve is divided into a first sleeve section with a first inner diameter matched to an outer diameter of the rotor shaft and a second sleeve section with a second inner diameter that is larger than the first sleeve section. With its first sleeve section, the holding element rests directly on the circumference of the rotor shaft, the second sleeve section forms a receptacle in which the magnetic element lies.

Ein derart abgestuftes, hülsenförmiges Halteelement schafft die Möglichkeit ein kostengünstig am Markt erhältliches Magnetelement, dessen äußere Abmessungen üblicherweise größer sind als die Stirnfläche der Rotorwelle, am zweiten Hülsenabschnitt zu befestigten. Der erste Hülsenabschnitt ist demgegenüber an den Umfang der Rotorwelle angepasst und erlaubt somit eine unmittelbare Befestigung des Halteelements an der Rotorwelle. Da diese Befestigung ohne zusätzliche Hilfsmittel auskommt, beansprucht sie wenig Bauraum, ist kostengünstig und gewichtsparend. Eine Verankerung des Signalgebers an der Rotorwelle in axialer Richtung wird auf relativ einfache Art und Weise durch eine plastische Verformung des Haltelements im Bereich des ersten Hülsenabschnitts erreicht. Die notwendigen Verformungskräfte wirken quer zur Längsachse der Rotorwelle und belasten die Lagerung dieser Rotorwelle nicht. Zusätzlich zu einer Verstemmung des Hülsenelements mit der Rotorwelle kann eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Klebeverbindung oder eine Schweißverbindung zwischen den Bauteilen vorgesehen werden, um die axiale Fixierung eines Signalgebers an der Rotorwelle weiter zu verstärken.Such a stepped, sleeve-shaped retaining element makes it possible to fasten a magnetic element that is available on the market at low cost, the external dimensions of which are usually larger than the end face of the rotor shaft, on the second sleeve section. In contrast, the first sleeve section is adapted to the circumference of the rotor shaft and thus allows the holding element to be fastened directly to the rotor shaft. Since this attachment does not require any additional tools, it takes up little space, is inexpensive and saves weight. The signal transmitter can be anchored to the rotor shaft in the axial direction in a relatively simple manner by plastic deformation of the retaining element in the region of the first sleeve section. The necessary deformation forces act transversely to the longitudinal axis of the rotor shaft and do not stress the bearing of this rotor shaft. In addition to caulking the sleeve element to the rotor shaft, a material connection, for example an adhesive connection or a welded connection, can be provided between the components in order to further strengthen the axial fixation of a signal transmitter on the rotor shaft.

Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung.Further advantages or advantageous developments of the invention result from the dependent claims and/or from the following description.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Rotorwelle im Bereich einer Befestigungsstelle für das Haltelement einen Ringbereich auf, an dem eine Oberflächenstruktur ausgebildet ist. Die Oberflächenstruktur kann beispielsweise ein Rändel sein. Jenes bewirkt bei der plastischen Verformung des Hülsenelements gewissermaßen dessen mechanische Verzahnung mit der Rotorwelle und damit zusätzlich zu einem ohnehin vorhandenen Kraftschluss einen Formschluss zwischen den Bauteilen.According to an advantageous development, the rotor shaft has a ring area in the area of a fastening point for the holding element, on which a surface structure is formed. The surface structure can be a knurl, for example. During the plastic deformation of the sleeve element, this causes, so to speak, its mechanical interlocking with the rotor shaft and thus, in addition to an already existing frictional connection, a positive connection between the components.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn ein Übergang zwischen dem 1. Hülsenabschnitt mit dem kleineren Innendurchmesser und dem 2. Hülsenabschnitt mit dem größeren Innendurchmesser, als Ringschulter ausgebildet ist. Diese Ringschulter bildet eine Auflage für das Magnetelement und ermöglicht eine Verklebung des Magnetelements mit dem Halteelement, beispielsweise für eine besonders zuverlässige, spielfreie und drehfeste Fixierung.It is also advantageous if a transition between the 1st sleeve section with the smaller inner diameter and the 2nd sleeve section with the larger inner diameter is designed as an annular shoulder. This annular shoulder forms a support for the magnetic element and enables the magnetic element to be bonded to the holding element, for example for a particularly reliable, play-free and non-rotatable fixing.

Durch eine plastische Umformung eines Randes des zweiten Hülsenabschnitts, welcher gegenüber derjenigen Stirnfläche des Magnetelements vorsteht, die von der Schulter abgewandt liegt, lässt sich das Magnetelements ggf. alternativ bzw. ergänzend dazu, formschlüssig am Haltelement verankern.By plastically deforming an edge of the second sleeve section, which protrudes from that end face of the magnet element that faces away from the shoulder, the magnet element can be anchored in a form-fitting manner on the holding element, alternatively or in addition thereto.

Mit einem der Erfindung zugrundeliegenden Halteelement kann zudem im Rahmen der Befestigung des Signalgebers an der Rotorwelle ein axialer Abstand zwischen diesem Signalgeber und einem Signalempfänger, welcher zusammen mit der Rotorwelle und dem Signalgeber in einem Gehäuse der elektrisch kommutierten Maschine angeordnet ist, relativ einfach eingestellt werden. Dazu wird bei der Montage des Signalgebers auf die Rotorwelle das Maß, mit dem das Halteelement axial auf das Ende der Rotorwelle aufgeschoben wird, also eine axiale Überlappung des Halteelements mit der Rotorwelle, bedarfsgerecht variiert.With a holding element on which the invention is based, an axial distance between this signal transmitter and a signal receiver, which together with the rotor shaft and the signal transmitter is arranged in a housing of the electrically commutated machine can be adjusted relatively easily. For this purpose, when mounting the signal transmitter on the rotor shaft, the extent to which the holding element is pushed axially onto the end of the rotor shaft, ie an axial overlap of the holding element with the rotor shaft, varies as required.

Figurenlistecharacter list

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert. Diese Zeichnung umfasst dazu insgesamt 3 Figuren, in denen einander entsprechende Bauteile mit einheitlichen Bezugszeichen versehen sind.

1 zeigt die wesentlichen Komponenten einer aus dem Stand der Technik bekannten und bereits in der Beschreibungseinleitung erläuterten elektronisch kommutierten Maschine im Längsschnitt;
2 zeigt das Detail II nach 1 in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung in einer Seitenansicht;
3 zeigt einen der Erfindung zugrundliegenden Signalgeber als Einzelteil.

The invention is explained in detail in the following description with reference to the drawing. For this purpose, this drawing comprises a total of 3 figures, in which components corresponding to one another are provided with uniform reference symbols.

1 shows the essential components of an electronically commutated machine known from the prior art and already explained in the introduction to the description, in longitudinal section;
2 shows detail II 1 in an embodiment according to the invention in a side view;
3 shows a signal transmitter on which the invention is based as a single part.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

2 zeigt das eine Ende einer Rotorwelle (16) einer elektronisch kommutierten Maschine. Dieses Ende liegt einem nicht dargestellten zweiten Ende gegenüber, auf welchem ein Rotor dieser elektrischen Maschine angebracht ist. Die Rotorwelle (16) hat durchgängig einen konstanten Außendurchmesser und ist zu einer Längsachse L senkrecht abgestochen. 2 shows one end of a rotor shaft (16) of an electronically commutated machine. This end is opposite a second end, not shown, on which a rotor of this electrical machine is mounted. The rotor shaft (16) has a constant outer diameter throughout and is cut perpendicular to a longitudinal axis L.

Am dargestellten Ende der Rotorwelle (16) ist ein Signalgeber (24) befestigt. Dieser Signalgeber (24) besteht aus einem erfindungsgemäß ausgebildeten Haltelement (28) und einem an diesem Halteelement (28) aufgenommenen Magnetelement (26).A signal generator (24) is attached to the illustrated end of the rotor shaft (16). This signal transmitter (24) consists of a holding element (28) designed according to the invention and a magnetic element (26) accommodated on this holding element (28).

Das Halteelement (28) ist als durchgehende und zu beiden Enden hin offene Hülse ausgeführt. Die Hülse weist in Richtung der Längsachse L beispielhaft eine konstante Wandstärke auf und ist darüber hinaus, in Richtung dieser Längsachse L gesehen, vorzugsweise einmal rechtwinklig abgestuft. Dementsprechend gliedert sich die Hülse in einen ersten Hülsenabschnitt (40a) mit einem ersten Außen- und Innendurchmesser sowie in einen zweiten Hülsenabschnitt (40b) mit einem demgegenüber jeweils größeren, zweiten Außen- und Innendurchmesser.The holding element (28) is designed as a continuous sleeve that is open at both ends. The sleeve has a constant wall thickness in the direction of the longitudinal axis L, for example, and is also, viewed in the direction of this longitudinal axis L, preferably stepped once at right angles. Accordingly, the sleeve is divided into a first sleeve section (40a) with a first outer and inner diameter and a second sleeve section (40b) with a comparatively larger, second outer and inner diameter.

Der erste Hülsenabschnitt (40a) ist in seinen Innenabmessungen auf die Außenabmessungen der Rotorwelle (16) abgestimmt. Das Haltelement (28) liegt dementsprechend unmittelbar am Umfang der Rotorwelle (16) unter geringer radialer Vorspannung an.The inner dimensions of the first sleeve section (40a) are matched to the outer dimensions of the rotor shaft (16). Accordingly, the holding element (28) rests directly on the circumference of the rotor shaft (16) under slight radial prestress.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Halteelement (28) soweit auf das Ende der Rotorwelle (16) aufgeschoben, dass sich das Ende der Rotorwelle (16) bis zu einer Stelle des Halteelements (28) erstreckt, an welcher sich ein Übergang (42) befindet, an dem der erste Hülsenabschnitt (40a) in den zweiten Hülsenabschnitt (40b) übergeht. Das Maß, wie weit die Rotorwelle (16) dabei in das Innere des Haltelements (28) eindringt bzw. wie weit das Halteelement (28) auf die Rotorwelle (16) aufgeschoben ist, ist nicht starr vorgegeben, sondern kann je nach Bedarf variieren. Über die Einstellung dieses Maßes lässt sich somit ein axialer Abstand einstellen, mit dem der Signalgeber (24) von einem Signalempfänger (nicht erkennbar) entfernt ist, nachdem die Rotorwelle (16) mit dem Signalgeber (24) in das Gehäuse (18) mit dem Signalempfänger einer elektronisch kommutierten Maschine (10) eingebaut worden ist.In the exemplary embodiment shown, the holding element (28) is pushed onto the end of the rotor shaft (16) to such an extent that the end of the rotor shaft (16) extends to a point on the holding element (28) at which there is a transition (42), at which the first sleeve section (40a) merges into the second sleeve section (40b). The extent to which the rotor shaft (16) penetrates into the interior of the holding element (28) or how far the holding element (28) is pushed onto the rotor shaft (16) is not rigidly specified, but can vary as required. By setting this dimension, an axial distance can be set at which the signal transmitter (24) is away from a signal receiver (not visible) after the rotor shaft (16) with the signal transmitter (24) has been inserted into the housing (18) with the Signal receiver of an electronically commutated machine (10) has been installed.

Der Übergang (42) vom ersten Hülsenabschnitt (40a) zum zweiten Hülsenabschnitt (40b) ist, wie bereits erwähnt, rechtwinklig ausgeführt. Das Innere des zweiten Hülsenabschnitts (40b) bildet eine Aufnahme (34) aus, in der das Magnetelement (26) des Signalgebers (24) einliegt. Dieses Magnetelement (26) liegt mit einem Randbereich seiner der Rotorwelle (16) zugewandten Stirnfläche bündig auf einer umlaufenden Ringschulter (44) auf, welche sich durch den Übergang (42) zwischen dem ersten Hülsenabschnitt (40a) und dem zweiten Hülsenabschnitt (40b) ergibt. Eine Zentrierung des Magnetelements (26) relativ zur Rotorwelle (16) erfolgt durch eine umfangsseitige Anlage des Magnetelements (26) an der inneren Wandung des zweiten Hülsenabschnitts (40b).As already mentioned, the transition (42) from the first sleeve section (40a) to the second sleeve section (40b) is rectangular. The interior of the second sleeve section (40b) forms a receptacle (34) in which the magnetic element (26) of the signal transmitter (24) lies. This magnet element (26) rests flush with a peripheral annular shoulder (44) on a circumferential annular shoulder (44) with an edge area of its end face facing the rotor shaft (16), which results from the transition (42) between the first sleeve section (40a) and the second sleeve section (40b). . The magnet element (26) is centered relative to the rotor shaft (16) by the magnet element (26) resting on the circumference on the inner wall of the second sleeve section (40b).

Das Magnetelement (26) hat exemplarisch die Gestalt einer kreisrunden Scheibe mit konstanter Scheibendicke und überragt die Stirnfläche der Rotorwelle (16) umfangsseitig. Es wird im Inneren des zweiten Hülsenabschnitts (40b) des Halteelements (28) bevorzugt unter radialer Vorspannung gehalten. Alternativ oder ergänzend dazu, kann eine mechanische Verstemmung vorgesehen werden, bei der ein über das Magnetelement (26) axial vorstehender Rand des zweiten Hülsenabschnitts (40b) nach einer Montage des Magnetelements (26) mittels eines geeigneten Werkzeugs nach innen, also in das Innere des Halteelements (28) hinein soweit verformt wird, dass verformtes Material wenigstens einen Teil des Umgangs der von der Rotorwelle (16) abgewandten Stirnfläche des Magnetelements (26) überdeckt. Das Magnetelement (26) ist dadurch zwischen dem verformten Material des zweiten Hülsenabschnitts (40b) und der Ringschulter (44) in Richtung der Längsachse L axialfest fixiert.The magnetic element (26) has, for example, the shape of a circular disc with a constant disc thickness and projects beyond the end face of the rotor shaft (16) on the circumferential side. It is held inside the second sleeve section (40b) of the holding element (28), preferably under radial pretension. Alternatively or in addition to this, a mechanical caulking can be provided, in which an edge of the second sleeve section (40b) protruding axially beyond the magnetic element (26) is pressed inward after the magnetic element (26) has been installed using a suitable tool, i.e. into the interior of the The holding element (28) is deformed to the extent that the deformed material covers at least part of the circumference of the end face of the magnet element (26) facing away from the rotor shaft (16). The magnetic element (26) is thus between the deformed material of the second sleeve section (40b) and the annular shoulder (44) in the direction of the longitudinal axis L in an axially fixed manner.

Zu einer drehfesten Verbindung des Magnetelements (26) mit dem Halteelement (28) kann eine Verklebung im Bereich der Ringschulter (44) vorgesehen werden und/oder ein Formschluss zwischen dem Haltelement (28) und dem Magnetelement (26). Bei einem Formschluss greifen bevorzugt umfangseitige Vorsprünge oder Aussparungen an jeweils einem der beiden Bauteile in zugeordnete Aussparungen oder Vorsprünge des jeweils anderen Bauteils ein.For a non-rotatable connection of the magnetic element (26) with the holding element (28), an adhesive bond can be provided in the area of the annular shoulder (44) and/or a form fit between the holding element (28) and the magnetic element (26). In the case of a form fit, circumferential projections or recesses on one of the two components preferably engage in associated recesses or projections on the other component.

2 zeigt darüber hinaus eine bevorzugte Ausführungsvariante zu einer axialfesten Anordnung des Signalgebers (24) an der Rotorwelle (16). Die Rotorwelle (16) weist dazu an einer vorgesehenen Befestigungsstelle, an welcher das Halteelement (28) mit seinem ersten Hülsenabschnitt (40a) bündig am Umfang der Rotorwelle (16) anliegt, einen Ringbund (46) auf, der mit einer geeigneten Oberflächenstruktur versehen worden ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Oberflächenstruktur um ein Rändel, mit dem Berge und Täler in regelmäßigen Abständen wiederkehrend auf der Oberfläche der Rotorwelle (16) ausgebildet worden sind. 2 also shows a preferred variant of an axially fixed arrangement of the signal transmitter (24) on the rotor shaft (16). For this purpose, the rotor shaft (16) has an annular collar (46), which has been provided with a suitable surface structure, at a fastening point provided, at which the holding element (28) rests flush with its first sleeve section (40a) on the circumference of the rotor shaft (16). is. This surface structure is preferably a knurl, with which mountains and valleys have been formed on the surface of the rotor shaft (16) at regular intervals.

Nachdem nun der Signalgeber (24) mit dem ersten Hülsenabschnitt (40a) seines Halteelements (28) auf die Rotorwelle (16) aufgeschoben worden ist, bis dieser erste Hülsenabschnitt (40a) den Ringbund (46) mit dem Rändel überdeckt, wird mit quer zur Längsachse L der Rotorwelle (16) ausgerichteten Kräften F von außen auf den entsprechenden Bereich des ersten Hülsenabschnitt (40a) eingewirkt. Jener verformt sich dadurch plastisch, wodurch Material des Halteelements (28) in die Täler des Ringbunds (46) auf der Rotorwelle (16) eindringt und beide Bauteile sich damit mechanisch miteinander verzahnen.Now that the signal transmitter (24) has been pushed onto the rotor shaft (16) with the first sleeve section (40a) of its holding element (28) until this first sleeve section (40a) covers the annular collar (46) with the knurl, transverse to the Forces F aligned with the longitudinal axis L of the rotor shaft (16) act from the outside on the corresponding area of the first sleeve section (40a). The latter is thereby deformed plastically, as a result of which material of the holding element (28) penetrates into the valleys of the annular collar (46) on the rotor shaft (16) and the two components are thus mechanically interlocked with one another.

Bei Bedarf kann die Verankerung des Signalgebers (24) mit der Rotorwelle (16) verstärkt werden, wenn vor einem Aufschieben des Signalgebers (24) auf die Rotorwelle (16) Klebstoff auf die Oberflächenstruktur des Ringbunds (46) aufgetragen wird.If necessary, the anchoring of the signal transmitter (24) to the rotor shaft (16) can be strengthened if adhesive is applied to the surface structure of the annular collar (46) before the signal transmitter (24) is pushed onto the rotor shaft (16).

3 zeigt der Vollständigkeit halber den Signalgeber (24) als Baugruppe vor einer Montage auf die Rotorwelle (16). Wie bereits in Zusammenhang mit der Beschreibung von 2 erläutert, besteht dieser Signalgeber (24) aus einem hülsenförmigen und in Richtung einer Längsachse L wenigstens einmal rechtwinklig abgesetzten Haltelement (28) sowie einem Magnetelement (26), das an einem in seinem Innendurchmesser größeren Ende dieses Haltelements (28) aufgenommen ist und das an einer Ringschulter (44) anliegt, welche an einem Übergang (42) von einem ersten Hülsenabschnitt (40a) mit kleinerem Innendurchmesser zu einem zweiten Hülsenabschnitt (40b) mit demgegenüber größerem Innendurchmesser des Haltelements (28) ausgebildet ist. Das gezeigte Haltelement (28) weist durchgehend eine weitgehend konstante Wandstärke auf und hat folglich sowohl ein gestufte Außenkontur als auch eine gestufte Innenkontur. 3 shows for the sake of completeness the signal generator (24) as an assembly before assembly on the rotor shaft (16). As already mentioned in connection with the description of 2 explained, this signal transmitter (24) consists of a sleeve-shaped holding element (28) that is offset at least once at right angles in the direction of a longitudinal axis L, and a magnetic element (26) that is accommodated at an end of this holding element (28) that has a larger inner diameter and that an annular shoulder (44) which is formed at a transition (42) from a first sleeve section (40a) with a smaller inner diameter to a second sleeve section (40b) with a larger inner diameter than that of the holding element (28). The holding element (28) shown has a largely constant wall thickness throughout and consequently has both a stepped outer contour and a stepped inner contour.

Prinzipiell denkbar sind auch Haltelemente (28), die mehrfach gestuft sind und dementsprechend mehr als zwei Hülsenabschnitte aufweisen. Weiterhin sind Halteelemente (28) vorstellbar, bei denen lediglich die Innenkontur, nicht jedoch die Außenkontur gestuft ist und die somit Hülsenabschnitte (40a, 40b) unterschiedlich großer Wandstärken aufweisen.In principle, holding elements (28) are also conceivable, which are multiply stepped and accordingly have more than two sleeve sections. Furthermore, holding elements (28) are conceivable in which only the inner contour but not the outer contour is stepped and which therefore have sleeve sections (40a, 40b) of different wall thicknesses.

Selbstverständlich sind weitere Änderungen oder Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel denkbar, ohne den durch die Patentansprüche aufgezeigten Schutzbereich zu verlassen.Of course, further changes or additions to the exemplary embodiment described are conceivable without departing from the scope of protection indicated by the patent claims.

Claims

Electronically commutated machine (10), in particular an electronically commutated motor, with a rotor (14) on a rotor shaft (16) that can be actuated to rotate and with a signal transmitter (24) which, among other things, is used to detect a rotational angle of the rotor (14) and/or or the rotor shaft (16) comprises a holding element (28) which is anchored in a rotationally fixed manner on the rotor shaft (16) and a magnetic element (26) which is arranged on the holding element (28), characterized in that the holding element (28) has at least one stepped and sleeve open at both ends, which is divided into a first sleeve section (40a) with a first inner diameter matched to an outer diameter of the rotor shaft (16) and in a second sleeve section (40b) with a second inner diameter that is larger than the first sleeve section (40a). is, wherein the holding element (28) with the first sleeve section (40a) rests directly on the circumference of the rotor shaft (16) and forms a receptacle (34) on the second sleeve section (40b), in which the magnet element (26) lies.

Electronically commutated machine (10). claim 1 , characterized in that the holding element (28) and the rotor shaft (16) in the region of the first sleeve section (40a) are connected to one another in an axially fixed manner.

Electronically commutated machine (10). claim 2 , characterized in that the axially fixed connection is produced using a force F which acts transversely to a longitudinal axis L of the rotor shaft (16) and plastically deforms the holding element (28) in the region of the first sleeve section (40a).

Electronically commutated machine (10). claim 2 or 3 , characterized in that the rotor shaft (16) in the region of the axially fixed connection to the holding element (28) has a circumferential annular collar (46) with a surface structure, for example a knurl.

Electronically commutated machine (10) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that between the first sleeve section (40a) and the second sleeve section (40b) of the holding element (28) a rectangular transition (42) is formed, which is formed inside the holding element (28) an annular shoulder (44). which rests the magnetic element (26).

Electronically commutated machine (10) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the magnetic element (26) in the second sleeve section (40b) of the holding element (28) is formed by plastic deformation of the second sleeve section (40b) at an edge which is opposite to an end face of the magnetic element (26 ) protrudes, is held axially fixed.

Pressure generator unit, in particular for generating a brake pressure in an electronically controllable vehicle brake system with a pressure generator which is driven by an electronically commutated machine (10), characterized in that the electronically commutated machine (10) according to the features of one of Claims 1 until 6 is trained.

Method for assembling an electronically commutated machine (10) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that a signal transmitter (24) is provided with a sleeve-shaped holding element (28) which is stepped at least once in its inner diameter and is equipped with a magnetic element (26), that the signal transmitter (24) is mounted on one end of a rotor shaft (16) is pushed on until a first sleeve section (40a) of the holding element (28) covers an annular collar (46) formed on the rotor shaft (16) with a surface structure and that the signal transmitter (24) is axially fixed to the rotor shaft (16) by the retaining element (28) is plastically deformed in a circumferential region covering the annular collar (46) by means of a force F acting transversely to a longitudinal axis L of the rotor shaft (16).