DE102022004471A1 - Elektromotor mit Winkelsensor - Google Patents

Elektromotor mit Winkelsensor Download PDF

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DE102022004471A1
DE102022004471A1 DE102022004471.4A DE102022004471A DE102022004471A1 DE 102022004471 A1 DE102022004471 A1 DE 102022004471A1 DE 102022004471 A DE102022004471 A DE 102022004471A DE 102022004471 A1 DE102022004471 A1 DE 102022004471A1
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Germany
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stator
electric motor
shaft
bearing flange
rotor
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DE102022004471.4A
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English (en)
Inventor
Steffen Quadt
Mario Drexler
Thomas Pillmeier
Alexander Brenner
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/20Structural association with auxiliary dynamo-electric machines, e.g. with electric starter motors or exciters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/225Detecting coils

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

Elektromotor mit Winkelsensor,wobei der Winkelsensor einen Rotor aufweist, welcher mit einer Welle drehfest verbunden ist, und einen Stator aufweist,wobei der Winkelsensor einen Lagerflansch aufweist, der über eine Lüfterhaube oder direkt mit einem Gehäuse des Elektromotors verbunden ist,wobei im Lagerflansch ein Lager, insbesondere Wälzlager, zur drehbaren Lagerung der Welle aufgenommen ist,wobei der Stator lösbar drehfest und/oder kraftschlüssig verbunden oder verbindbar ist mit dem Lagerflansch,und/oder wobei der Stator relativ zum Rotor verdrehbar angeordnet ist, insbesondere nach Lösen einer zum Lagerflansch drehfesten Verbindung des Stators.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit Winkelsensor.
  • Aus der EP 2 197 092 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Verfahren zum Montieren eines Resolvers bekannt, der einen Stator und einen Rotor aufweist, welche geeignet ausgeführt sind, die Winkellage einer Welle zu erfassen.
  • Aus der JP 2003 - 23 761 A ist ein Winkelsensor bekannt.
  • Aus der JP 2016 - 59 160 A ist ein Elektromotor bekannt.
  • Aus der JP 2011 - 41 381 A ist ein Elektromotor mit Winkelsensor bekannt.
  • Aus der JP 2006 - 94 678 A ist ein bürstenloser Elektromotor bekannt.
  • Aus der DE 10 2008 028 605 A1 ist ein Elektromotor mit Bremse bekannt.
  • Aus der EP 2 493 058 A1 ist ein Getriebemotor bekannt.
  • Aus der DE 199 24 735 A1 ist eine Baureihe von Elektromotoren mit Drehzahlrückführung bekannt.
  • Aus der DE 10 2020 006 831 A1 ist ein Elektromotor mit Lüfterhaube bekannt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor mit Winkelsensor weiterzubilden, wobei der Winkelsensor als Resolver ausführbar sein soll.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor mit Winkelsensor sind, dass der Winkelsensor einen Rotor aufweist, welcher mit einer Welle drehfest verbunden ist, und einen Stator aufweist,
    wobei der Winkelsensor einen Lagerflansch aufweist, der über eine Lüfterhaube oder direkt mit einem Gehäuse des Elektromotors verbunden ist,
    wobei im Lagerflansch ein Lager, insbesondere Wälzlager, zur drehbaren Lagerung der Welle aufgenommen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Stator lösbar drehfest und/oder kraftschlüssig verbunden oder verbindbar ist mit dem Lagerflansch,
    und/oder dass
    der Stator relativ zum Rotor verdrehbar angeordnet ist, insbesondere nach Lösen einer zum Lagerflansch drehfesten Verbindung des Stators.
  • Von Vorteil ist dabei, dass die Nulllage einfach einstellbar ist. Dies ist insbesondere bei Ausführung des Winkelsensors als Resolver wichtig. Erfindungsgemäß ist der Winkelsensor eingehaust und kann daher am Außenrand des Elektromotors vorgesehen werden. Da der Stator nur klemmverbunden ist, muss also nur die Klemmverbindung gelöst werden, um ein Einstellen einer Nulllage zu ermöglichen.
  • Wichtig ist dabei, dass das Drehmomentstützteil in Umfangsrichtung steifer ausgestaltet ist als in radiale und axiale Richtungen. Somit ist die Nulllage vom Drehmomentstützteil wohldefiniert. Insbesondere wird das Drehmomentstützteil nur elastisch um seine Ruhelage herum ausgelenkt und bringt den Stator somit immer wieder in seine wohldefinierte Ruhelage zurück.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Welle drehfest mit der Rotorwelle verbunden, insbesondere indem ein an der Welle ausgebildeter Konusbereich in einen an der Welle entsprechend ausgebildeten Innenkonusbereich von einer Verbindungsschraube angedrückt wird. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Sensors die Winkellage der Rotorwelle erfassbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Stator, insbesondere an der äußeren Oberfläche des Stators, eine in Umfangsrichtung insbesondere vollständig und/oder ununterbrochen, umlaufende Ringnut ausgebildet,
    insbesondere wobei die Ringachse der Ringnut koaxial ausgerichtet ist zur Drehachse der Welle,
    wobei ein Befestigungsmittel, insbesondere ein Stanzblechteil, zumindest teilweise in die Ringnut hineinragt. Von Vorteil ist dabei, dass das Befestigungsmittel einerseits in die Ringnut hineinragt und andererseits am Lagerflansch oder einem mit dem Lagerflansch verbundenen Teil, insbesondere Ringteil, mit einer Schraube gehalten ist, wobei beim Anziehen der Schraube das Befestigungsteil zum Lagerflansch hingedrückt wird und dadurch wird das Befestigungsmittel an einer der Nutwände der umlaufenden Ringnut des Stators angedrückt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Befestigungsmittel ein Fixierblech, welches mittels Schrauben an den Stator angedrückt ist, insbesondere an eine Nutwand der Ringnut angedrückt ist, insbesondere wobei das Fixierblech zumindest teilweise in die Ringnut hineinragt. Von Vorteil ist dabei, dass das Befestigungsmittel über einen weiten Umfangswinkelbereich hinweg gleichmäßig auf die Nutwandung der Ringnut drückt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Befestigungsmittel Lochscheiben, insbesondere Exzenterscheiben, auf, welche mittels Schrauben an den Stator angedrückt werden, insbesondere an eine Nutwand der Ringnut angedrückt werden, insbesondere wobei die Lochscheiben zumindest teilweise in die Ringnut hineinragen. Von Vorteil ist dabei, dass der Stator an mehreren Umfangswinkeln angedrückt wird und somit am ganzen Umfang möglichst gleichverteilt angedrückt wird.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schrauben in den Lagerflansch eingeschraubt, insbesondere in jeweilige, insbesondere als Gewindebohrung ausgeführte, Axialbohrungen des Lagerflansches eingeschraubt sind,
    wobei ein insbesondere wannenförmiges Gehäuseteil mit dem Lagerflansch verbunden ist, insbesondere auf den Lagerflansch aufgesteckt ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Stator eingehaust ist und trotzdem eine Verdrehung zum Einstellen der Nulllage einfach ausführbar ist.
    oder wobei die Schrauben in ein Ringteil eingeschraubt sind, insbesondere in eine jeweilige als Gewindebohrung ausgeführte Axialbohrung,
    wobei ein insbesondere wannenförmiges Gehäuseteil mit dem Ringteil verbunden ist, insbesondere auf den Lageflansch aufgesteckt ist,
    insbesondere wobei die Ringachse der Ringnut koaxial ausgerichtet ist zur Drehachse der Welle,
    insbesondere wobei das Ringteil auf den Lagerflansch aufgesteckt ist, insbesondere auf einen zylindrischen Bereich des Lagerflansches aufgesteckt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Verdrehung des Stators bewirkbar ist, ohne dass das Gehäuseteil entfernt werden müsste.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Stator und der Rotor in dem vom Gehäuseteil umgebenen Innenraumbereich angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass sie eingehaust und somit geschützt gegen die äußere Umgebung anordenbar sind.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Stator und der Rotor vom Gehäuseteil gehäusebildend umgeben und/oder eingehaust. Von Vorteil ist dabei, dass trotz der Einhausung die Nulllage in einfacher Weise durch Verdrehen eines mit dem Stator verbundenen Ringteils ermöglicht wird.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Welle als Hohlwelle ausgeführt und eine Verbindungsschraube ragt durch die Welle hindurch und ist in eine Gewindebohrung der Rotorwelle des Elektromotors eingeschraubt, insbesondere wobei die Gewindebohrung, insbesondere die Bohrungsachse der Gewindebohrung, der Rotorwelle koaxial ausgerichtet ist zur Drehachse der Rotorwelle und/oder zur Rotationssymmetrieachse des Konusbereiches,
    insbesondere wobei der Schraubenkopf der Verbindungsschraube die Welle zur Rotorwelle hin drückt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache spielfreie drehfest Verbindung erreichbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgibt das Gehäuseteil den Stator radial umgibt,
    wobei der Stator vom Rotor radial beabstandet ist,
    und/oder wobei der vom Gehäuseteil überdeckte Radialabstandsbereich den vom Stator überdeckten Radialabstandsberiech umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass das Gehäuseteil den Stator einhaust.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuseteil auf den Lagerflansch aufgesteckt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Verbindungsmethode anwendbar ist Zusätzlich ist aber auch eine Absicherung durch weitere Schrauben ermöglicht.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuseteil eine Ausnehmung auf, durch welche hindurch die Verbindungsschraube insbesondere mit einem Werkzeug betätigbar ist,
    wobei die Ausnehmung mit einem Verschlussteil verschließbar und/oder abdeckbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Winkelsensor abgedichtet gegen die Umgebung ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Ringteil eine als Radialbohrung ausgeführte Gewindebohrung auf, in welche eine weitere Schraube, insbesondere Klemmschraube, eingeschraubt ist und auf den Lagerflansch drückt, insbesondere so, dass das Ringteil mit dem Lagerflansch kraftschlüssig und/oder drehfest verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Ringteil in der Nulllage des Stators festklemmbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der von dem Gehäuseteil überdeckte Radialabstandsbereich den vom Stator und vom Rotor überdeckten Radialabstandsbereich.
  • Von Vorteil ist dabei, dass das Gehäuseteil des Stators axial überragt und radial verschließt, also den Stator haubenartig einhaust.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgibt der Stator den Rotor radial. Von Vorteil ist dabei, dass der Winkelsensor kompakt aufbaubar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Rotor als Rotor eines Resolvers zur Winkellageerfassung der Welle ausgeführt und der Stator ist als Stator eines Resolvers zur Winkellageerfassung der Welle ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die Nulllage des Resolvers in einfacher Weise einstellbar ist und trotzdem der Resolver in eingehauster Bauweise herstellbar ist. Der Resolver muss also nicht geöffnet werden, sondern nur das Ringteil verdreht oder das Gehäuseteil entfernt und dann der Stator verdreht werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Lagerflansch ein Drehmomentstützteil befestigt, das an einer Lüfterhaube des Elektromotors befestigt ist,
    insbesondere wobei die Lüfterhaube einen Lüfter umgibt,
    insbesondere wobei am Drehmomentstützteil eine Gewindemutter schweißverbunden ist, insbesondere angeschweißt ist, wobei eine durch eine Öffnung der Lüfterhaube, insbesondere eine durch eine Gitteröffnung eines Lüfterhaubengitters der Lüfterhaube, hindurchragende Befestigungsschraube in ein Innengewinde der Gewindemutter eingeschraubt ist,
    insbesondere wobei ein Schraubenkopf der Befestigungsschraube an der Lüfterhaube, insbesondere an der Innenseite der Lüfterhaube, anliegt und/oder der Winkelsensor außerhalb der Lüfterhaube angeordnet ist,
    insbesondere wobei die Lüfterhaube an einem ersten Lagerflansch des Elektromotors befestigt ist, wobei der erste Lagerflansch ein erstes Lager zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle des Elektromotors aufnimmt. Von Vorteil ist dabei, dass der Winkelsensor abstützbar ist am Lüfterhaubengitter und dabei eine platzsparende Befestigung erreichbar ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
  • Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
    • In der 1 ist ein erster Winkelsensor eines erfindungsgemäßen Elektromotors im Längsschnitt dargestellt, wobei ein halbmondförmiges Fixierblech 5 zum Fixieren eines Stators 6 des Winkelsensors verwendet wird.
    • In der 2 ist eine Draufsicht auf den Winkelsensor dargestellt.
    • In der 3 ist ein Querschnitt durch den Winkelsensor dargestellt.
    • In der 4 ist eine Schrägansicht des Winkelsensors dargestellt.
    • In der 5 ist ein zweiter Winkelsensor im Längsschnitt dargestellt, wobei Exzenterscheiben 50 zum Fixieren des Stators 6 des Winkelsensors verwendet sind.
    • In der 6 ist ein Querschnitt durch den zweiten Winkelsensor dargestellt.
    • In der 7 ist ein dritter Winkelsensor im Längsschnitt dargestellt, wobei statt eines Lagerflansches 2 eine zweiteilige Anordnung vorhanden ist und wobei das halbmondförmige Fixierblech 5 zum Fixieren des Stators 6 des Winkelsensors verwendet ist.
    • In der 8 ist ein Querschnitt durch den dritten Winkelsensor dargestellt,
    • In der 9 ist ein vierter Winkelsensor im Längsschnitt dargestellt, wobei statt eines Lagerflansches 2 eine zweiteilige Anordnung vorhanden ist und wobei die Exzenterscheiben 50 zum Fixieren des Stators 6 des Winkelsensors verwendet ist.
    • In der 10 ist ein Querschnitt durch den vierten Winkelsensor dargestellt,
  • Wie in den 1 bis 4 dargestellt, wird der Winkelsensor als eingehauste Vorrichtung ausgeführt und trotzdem ist seine Winkel-Nulllage in einfacher Weise einstellbar.
  • Der Elektromotor weist eine Rotorwelle auf, die drehbar gelagert ist. Hierzu ist ein Statorgehäuse des Elektromotors vorzugsweise axial beidseitig mit je einem Gehäuseteil verbunden, in welchem jeweils ein Lager der Rotorwelle aufgenommen ist.
  • Die Rotorwelle weist an ihrem ersten axialen Endbereich eine Konusbohrung auf und einen koaxial dazu tiefer liegenden Gewindebereich.
  • Eine Welle 10, insbesondere Konuswelle, des Winkelsensors ist in der Konusbohrung aufgenommen und hohl ausgeführt, so dass eine als Langschraube fungierende Verbindungsschraube 11 durch die Welle 10 hindurchragt und in den Gewindebereich der Welle 10 eingeschraubt ist, so dass der Schraubenkopf der Verbindungsschraube 11 die Welle 10 mit ihrem konischen Bereich an der Konusbohrung an die Rotorwelle andrückt.
  • Am axialen Endbereich der Rotorwelle ist ein Lüfter drehfest mit der Rotorwelle verbunden, so dass vom Lüfter bei Drehbewegung der Rotorwelle ein Luftstrom gefördert wird. Eine Lüfterhaube umgibt den Lüfter radial und ist mit dem Statorgehäuse oder mit einem ersten der beiden Gehäuseteile fest, insbesondere drehfest, verbunden.
  • Die Lüfterhaube weist gitterförmig angeordnete Öffnungen, insbesondere axial durchgehende Öffnungen auf.
  • Ein Lagerflansch 2 des Winkelsensors nimmt ein Lager 3, insbesondere Wälzlager, insbesondere Kugellager, auf, wobei das Lager die Welle 10 drehbar lagert.
  • Am Lagerflansch 2 ist ein Drehmomentstützteil 1 befestigt, insbesondere drehfest verbunden mit dem Lagerflansch 2.
  • Dieses Drehmomentstützteil 1 ist an der Lüfterhaube befestigt. Insbesondere sind hierzu Gewindemuttern 12 mit dem Blech des Drehmomentstützteils 1 stoffschlüssig verbunden, insbesondere schweißverbunden. Durch eine Öffnung der Lüfterhaube durchgehende Schraube ist mit ihrem Außengewindebereich in den Innengewindebereich der Gewindemutter 12 eingeschraubt und ist mit ihrem Schraubenkopf an der Innenseite der Lüfterhaube abgestützt, so dass das Drehmomentstützteil 1 an die Außenseite der Lüfterhaube angedrückt wird.
  • Das Drehmomentstützteil 1 ist als Stanzteil aus Blech gefertigt und weist in bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle Umfangsrichtung eine höhere Steifigkeit auf als in axialer Richtung, insbesondere und auch in radialer Richtung.
  • An der dem Drehmomentstützteil 1 und/oder der Lüfterhaube zugewandten Seite des Lagers 3 ist eine Dichtung 13 angeordnet, die im Lagerflansch 2 aufgenommen ist und zur Welle 10 hin abdichtet. Vorzugsweise ist die Dichtung 13 als Wellendichtring ausgeführt, dessen Dichtlippe zur Welle 10 hin abdichtet, insbesondere also auf einer auf der Welle 10 ausgebildeten Lauffläche die Welle 10 berührt.
  • An der von dem Drehmomentstützteil 1 abgewandten Seite des Lagers 3 ist ein Stator 6 des Winkelsensors angeordnet, wobei der Stator 6 in einer Bohrung, insbesondere Stufenbohrung aufgenommen ist und somit zentriert ist relativ zum Lagerflansch 2.
  • Radial innerhalb des Stators 6 ist ein Rotor 9 des Winkelsensors angeordnet und drehfest mit der Welle 10 verbunden.
  • Der Stator 6 ist innerhalb der Bohrung drehbar angeordnet, solange keine Fixierung aktiviert wird. Beim Verdrehen ist somit ein Verdrehen des Stators 6 relativ zum Rotor 9 ausführbar. Auf diese Weise ist die Nulllage zwischen dem Stator 6 und dem Rotor 9 einstellbar. Somit ist nach Ausführen der Montage und Herstellung des Elektromotors die Winkellageerfassung derart durchführbar, dass der erfasste Winkelwert Null der vorgesehenen Richtung oder Nulllage gleicht. Wenn also der erfasste Winkelwert Null beträgt, ist der Rotor 9 in der als Nulllage vorgesehenen Winkellage.
  • Der Stator 6 weist an seinem radial äußeren Umfang eine umlaufende Ringnut auf. Zum Fixieren des Stators 6 ist ein Fixierblech 5 vorgesehen. Dieses ist halbmondartig ausgeführt und ragt radial teilweise in die Ringnut hinein und weist nach radial außen hervorragende Ösenbereiche auf, durch welche jeweils eine Schraube 4 durchgeführt ist, die in eine axial gerichtete Gewindebohrung des Lagerflansches 2 eingeschraubt ist. Der jeweilige Schraubenkopf der jeweiligen Schraube 4 drückt das Fixierblech 5 an den Lagerflansch 2 an.
  • Somit ist durch Festziehen der Schrauben 4 die axiale Fixierung des Fixierblechs 5 formschlüssig ausführbar und die radiale Fixierung kraftschlüssig ausführbar.
  • Ein Gehäuseteil 7 haust den Stator 6 ein.
  • Hierzu ist das Gehäuseteil 7 auf den Lagerflansch 2 aufgesteckt und dabei mit ihm kraftschlüssig verbunden. Zusätzlich ist aber eine Schraubverbindung ausführbar und/oder zusätzliche Verbindungsschrauben oder Klemmschrauben vorsehbar, die mit dem Lagerflansch 2 verbindbar sind, insbesondere in den Lagerflansch 2 eingeschraubt sind.
  • Das Gehäuseteil 7 ist wannenförmig ausgebildet und mit dem Lagerflansch 2 verbunden, so dass in dem vom Lagerflansch 2 und Gehäuseteil umgebenen Innenbereich der Stator 6 und der Rotor 9 angeordnet sind.
  • Auf diese Weise sind der Stator 6 und der Rotor 9 gehäusebildend umgeben, insbesondere also eingehaust.
  • Das Gehäuseteil 7 weist eine Ausnehmung, insbesondere eine axial durchgehende kreisrunde Ausnehmung, auf, welche vorzugsweise koaxial ausgerichtet ist zur Welle 10.
  • Die Ausnehmung ist mittels eines Verschlussteils 8, insbesondere Verschlussstopfens oder Verschlussschraube, verschließbar.
  • Bei Entfernen des Verschlussteils 8 ist die Verbindungsschraube 11 zugänglich und somit durch Lösen der Verbindungsschraube 11 der Winkelsensor ablösbar vom Elektromotor.
  • Falls jedoch nur die Nulllage des Winkelsensors eingestellt werden soll, ist ein Abziehen des Gehäuseteils 7 ermöglicht so dass die Schrauben 4 frei zugänglich sind und mit einem Werkzeug lösbar sind. Dadurch ist das das Fixierblech 5 nur noch lose in der Ringnut des Stators 6 angeordnet und dieser dann in in Umfangsrichtung verdrehbar relativ zum Rotor 9.
  • Nach dem Verdrehen des Stators 6 und Anziehen der Schrauben 4 liegt das Fixierblech 5 über einen weiten Umfangswinkelbereich, insbesondere mehr als 120°, an. Somit ist ein stabiles Fixieren des Stators 6 erreicht.
  • Der Winkelsensor ist vorzugsweise ein Resolver, so dass das Einstellen der Winkel-Nulllage, also die Nulllage bei der Verdrehung des Rotors 9 relativ zum Stator 6 wichtig ist, insbesondere bei Ausführung des Elektromotors als Servomotor oder Synchronmotor.
  • Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird das Lager 3 als Gleitlager ausgeführt anstatt als Wälzlager.
  • In den 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem statt des Fixierblechs 5 Exzenterscheiben 50, insbesondere Exzenterspannscheiben, vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet und jeweils von einer jeweiligen Schraube 4, die in eine jeweilige Gewindebohrung des Lagerflansches 2 eingeschraubt ist, an den Lagerflansch 2 angedrückt werden. Dabei ragt die jeweilige Exzenterscheibe 50 in die am Stator 6 ausgebildete, in Umfangsrichtung vollständig umlaufende Ringnut zumindest teilweise hinein und fixiert beim Anziehen der Schrauben 4 dann den Stator 6. Allerdings überdeckt die jeweilige Exzenterscheibe 50 nur einen Umfangswinkelbereich von weniger als 20°.
  • Die jeweilige Exzenterscheibe 50 ist vorzugsweise als Stanzteil aus Blech ausgeführt, wobei die jeweilige Schraube 4 durch die Exzenterscheibe 50 hindurchragt. Im Unterschied zur Lochscheibe weist die Exzenterscheibe 50 ein außermittig angeordnetes durchgehendes Loch auf, durch welche die Schraube 4 hindurchragt.
  • In den 7 und 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem statt des einstückigen Lagerflansches 2 nun ein anders geformter Lagerflansch 70 verwendet ist, auf den ein Ringteil 71 aufgesteckt ist. Somit ist das Ringteil 71 um die Drehachse der Welle 10 verdrehbar relativ zum Lagerflansch 70, der das Lager 3 aufnimmt.
  • Mit einer radial gerichteten Schraube 72, insbesondere Spannschraube, ist das Ringteil 71 kraftschlüssig verbindbar mit dem Lagerflansch 70, indem die Schraube 72 durch eine als Gewindebohrung ausgeführte Radialbohrung des Ringteils 71 hindurchragt und auf den Lagerflansch 70 drückt.
  • Zur Fixierung des Stators 6 ist wiederum das Fixierblech 5 verwendet, wobei die Schrauben 4, welche durch das Fixierblech hindurchragen und in eine Axialbohrung des Ringteils 71 eingeschraubt sind.
  • Das Gehäuseteil 7 ist auf das Ringteil 71 aufgesteckt.
  • Auf diese Weise ist sogar bei aufgestecktem Gehäuseteil 7 die Nulllage einstellbar, indem die schraube 72 gelockert wird oder ist und das Ringteil 71 relativ zum Lagerflansch 70 verdreht wird, insbesondere bis die Nulllage erreicht ist. Der Stator 6 ist drehfest mit dem Ringteil 71 verbunden und dreht sich somit mit dem Ringteil 71 mit, wenn dieses relativ zum Lagerflansch 70 gedreht wird. Durch nachfolgendes Anziehen der Schraube 72 wird das Ringteil 71 zum Lagerflansch 70 hin verklemmt. Zum Einstellen der Nulllage muss also das Gehäuseteil 7 nicht entfernt werden.
  • In den 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem im Unterschied zu dem in den 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel statt des Fixierblechs 5 die Exzenterscheiben 50 verwendet werden, insbesondere in der zur Ausführung nach 5 und 6 gezeigten Weise.
  • Die axiale Richtung ist parallel zur Richtung der Drehachse der Welle. Die Umfangswinkel und Radialabstände sowie die radiale Richtung beziehen sich stets auf die Drehachse der Welle und/oder der Rotorwelle.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Drehmomentstützteil
    2
    Lagerflansch
    3
    Lager, insbesondere Wälzlager, insbesondere Kugellager
    4
    Schraube
    5
    Fixierblech
    6
    Stator des Winkelsensors, insbesondere Resolver
    7
    Gehäuseteil
    8
    Verschlussteil, insbesondere Verschlussschraube
    9
    Rotor des Winkelsensors, insbesondere Resolver
    10
    Welle, insbesondere Konuswelle
    11
    Verbindungsschraube
    12
    Gewindemutter
    13
    Dichtung, insbesondere Wellendichtring
    50
    Exzenterscheibe, insbesondere Exzenterspannscheibe
    70
    Lagerflansch
    71
    Ringteil
    72
    Schraube, insbesondere Spannschraube
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2197092 A1 [0002]
    • JP 2003023761 A [0003]
    • JP 2016059160 A [0004]
    • JP 2011041381 A [0005]
    • JP 2006094678 A [0006]
    • DE 102008028605 A1 [0007]
    • EP 2493058 A1 [0008]
    • DE 19924735 A1 [0009]
    • DE 102020006831 A1 [0010]

Claims (14)

  1. Elektromotor mit Winkelsensor, wobei der Winkelsensor einen Rotor aufweist, welcher mit einer Welle drehfest verbunden ist, und einen Stator aufweist, wobei der Winkelsensor einen Lagerflansch aufweist, der direkt oder über ein Drehmomentstützteil und eine Lüfterhaube mit einem Gehäuse des Elektromotors verbunden ist, wobei im Lagerflansch ein Lager, insbesondere Wälzlager, zur drehbaren Lagerung der Welle aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator lösbar drehfest und/oder kraftschlüssig verbunden oder verbindbar ist mit dem Lagerflansch, und/oder dass der Stator relativ zum Rotor verdrehbar angeordnet ist, insbesondere nach Lösen einer zum Lagerflansch drehfesten Verbindung des Stators.
  2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle drehfest mit der Rotorwelle verbunden ist, insbesondere indem ein an der Welle ausgebildeter Konusbereich in einen an der Welle entsprechend ausgebildeten Innenkonusbereich von einer Verbindungsschraube angedrückt wird.
  3. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Stator, insbesondere an der äußeren Oberfläche des Stators, eine in Umfangsrichtung insbesondere vollständig und/oder ununterbrochen, umlaufende Ringnut ausgebildet ist, insbesondere wobei die Ringachse der Ringnut koaxial ausgerichtet ist zur Drehachse der Welle, wobei ein Befestigungsmittel, insbesondere ein Stanzblechteil, zumindest teilweise in die Ringnut hineinragt.
  4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel ein Fixierblech ist, welches mittels Schrauben an den Stator angedrückt ist, insbesondere an eine Nutwand der Ringnut angedrückt ist, insbesondere wobei das Fixierblech zumindest teilweise in die Ringnut hineinragt, oder dass das Befestigungsmittel Lochscheiben, insbesondere Exzenterscheiben, aufweist, welche mittels Schrauben an den Stator angedrückt werden, insbesondere an eine Nutwand der Ringnut angedrückt werden, insbesondere wobei die Lochscheiben zumindest teilweise in die Ringnut hineinragen.
  5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben in den Lagerflansch eingeschraubt sind, insbesondere in jeweilige, insbesondere als Gewindebohrung ausgeführte, Axialbohrungen des Lagerflansches eingeschraubt sind, wobei ein insbesondere wannenförmiges Gehäuseteil mit dem Lagerflansch verbunden ist, insbesondere auf den Lageflansch aufgesteckt ist, oder dass die Schrauben in ein Ringteil eingeschraubt sind, insbesondere in eine als Gewindebohrung ausgeführte Axialbohrung, wobei ein insbesondere wannenförmiges Gehäuseteil mit dem Ringteil verbunden ist, insbesondere auf den Lageflansch aufgesteckt ist, insbesondere wobei die Ringachse der Ringnut koaxial ausgerichtet ist zur Drehachse der Welle, insbesondere wobei das Ringteil auf den Lagerflansch aufgesteckt ist, insbesondere auf einen zylindrischen Bereich des Lagerflansches aufgesteckt ist.
  6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator und der Rotor in dem vom Gehäuseteil umgebenen Innenraumbereich angeordnet sind, und/oder dass der Stator und der Rotor vom Gehäuseteil gehäusebildend umgeben sind und/oder eingehaust sind.
  7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle als Hohlwelle ausgeführt ist und eine Verbindungsschraube (11) durch die Welle hindurchragt und in eine Gewindebohrung der Rotorwelle des Elektromotors eingeschraubt ist, insbesondere wobei die Gewindebohrung, insbesondere die Bohrungsachse der Gewindebohrung, der Rotorwelle koaxial ausgerichtet ist zur Drehachse der Rotorwelle und/oder zur Rotationssymmetrieachse des Konusbereiches, insbesondere wobei der Schraubenkopf der Verbindungsschraube (11) die Welle zur Rotorwelle hindrückt.
  8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil den Stator radial umgibt, wobei der Stator vom Rotor radial beabstandet ist, und/oder dass der vom Gehäuseteil überdeckte Radialabstandsbereich den vom Stator überdeckten Radialabstandsberiech umfasst.
  9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil auf den Lagerflansch aufgesteckt ist.
  10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil eine Ausnehmung aufweist, durch welche hindurch die Verbindungsschraube insbesondere mit einem Werkzeug betätigbar ist, wobei die Ausnehmung mit einem Verschlussteil verschließbar und/oder abdeckbar ist.
  11. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringteil (71) eine als Radialbohrung ausgeführte Gewindebohrung aufweist, in welche eine weitere Schraube (72), insbesondere Klemmschraube, eingeschraubt ist und auf den Lagerflansch (70) drückt, insbesondere so, dass das Ringteil (71) mit dem Lagerflansch (70) kraftschlüssig und/oder drehfest verbunden ist.
  12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Gehäuseteil überdeckte Radialabstandsbereich den vom Stator und vom Rotor überdeckten Radialabstandsbereich umfasst.
  13. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor als Rotor eines Resolvers zur Winkellageerfassung der Welle ausgeführt ist und der Stator als Stator eines Resolvers zur Winkellageerfassung der Welle ausgeführt ist.
  14. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentstützteil am Lagerflansch befestigt ist, das an einer Lüfterhaube des Elektromotors befestigt ist, insbesondere wobei die Lüfterhaube einen Lüfter umgibt, insbesondere wobei am Drehmomentstützteil eine Gewindemutter schweißverbunden ist, insbesondere angeschweißt ist, wobei eine durch eine Öffnung der Lüfterhaube, insbesondere eine durch eine Gitteröffnung eines Lüfterhaubengitters der Lüfterhaube, hindurchragende Befestigungsschraube in ein Innengewinde der Gewindemutter eingeschraubt ist, insbesondere wobei ein Schraubenkopf der Befestigungsschraube an der Lüfterhaube, insbesondere an der Innenseite der Lüfterhaube, anliegt und/oder der Winkelsensor außerhalb der Lüfterhaube angeordnet ist, insbesondere wobei die Lüfterhaube an einem ersten Lagerflansch des Elektromotors befestigt ist, wobei der erste Lagerflansch ein erstes Lager zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle des Elektromotors aufnimmt.
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