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Die Erfindung betrifft einen Elektromotor.
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Es ist allgemein bekannt, dass Sensoren auf Umwelteinflüsse empfindlich reagieren können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine robuste Winkellagendetektion in einem Elektromotor zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor sind, dass der Elektromotor mit einem Winkellagensensor vorgesehen ist,
wobei der Elektromotor
- - ein Gehäuseteil,
- - ein Lager, insbesondere ein Loslager und
- - eine Rotorwelle
aufweist,
wobei am Gehäuseteil eine Lageraufnahme ausgebildet ist, in welcher das Lager, insbesondere der Außenring des Lagers aufgenommen ist,
wobei der Innenring des Lagers auf die Rotorwelle aufgesteckt und in axialer Richtung an der Rotorwelle festgelegt ist, insbesondere mittels eines Wellenbundes und eines Sicherungsrings,
wobei der Winkellagensensor eine erste Leiterplatte aufweist,
wobei ein am Gehäuseteil abgestütztes Federelement, insbesondere Ringfeder, Blattfeder, Formfeder oder Metallbalg, auf ein Ausrichtelement drückt, in welchem die erste Leiterplatte aufgenommen ist,
wobei zumindest ein Zungenbereich des mit der ersten Leiterplatte verbundenen Ausrichtelements am Außenring anliegt, insbesondere den Außenring axial begrenzt.
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Von Vorteil ist dabei, dass auch bei Temperaturveränderung und somit Längenveränderung der Rotorwelle eine präzise Detektion der Winkellage ermöglicht ist. Das Lager ist als Loslager ausgeführt, wobei ein weiteres Lager der Rotorwelle als Festlager ausgeführt ist. Ein Bereich des Gehäuses, welches den axial zwischen dem Festlager und dem Loslager liegenden Bereich des Motors gehäusebildend umgibt ist aus einem anderen Material als die Rotorwelle ausgebildet, so dass das Material der Rotorwelle einen anderen thermischen Längenausdehnungskoeffizienten aufweist als das Material des Bereichs. Beispielsweise ist die Rotorwelle aus Stahl und der Bereich aus Aluminium ausgebildet. Somit verschiebt sich das auf der Rotorwelle aufgesteckte Lager und auch das an ihm anliegende Plattenteil. Da der Sensor zur Detektion einer auf dem Plattenteil angeordneten Codierscheibe oder Codierung auf der Leiterplatte angeordnet ist, die zwar drehfest zum Gehäuseteil angeordnet ist aber von dem Federteil relativ zum Außenring unbeweglich angeordnet ist, ist erfindungsgemäß der Abstand zwischen Plattenteil und der ersten Leiterplatte konstant. Somit ist der Winkellagensensor gegen Temperaturänderungen oder sonstige Einflüsse, welche die Rotorwelle relativ zum Gehäuseteil in axialer Richtung verschieben, robust ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Leiterplatte ringförmig ausgebildet, insbesondere wobei die zugehörige Ringachse koaxial zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die erste Leiterplatte im axialen Bereich des Lagers anordenbar ist. Somit ist eine kompakte und robuste Lösung gefunden.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Normalenrichtung der Leiterplattenebene parallel zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Detektion ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Leiterplatte in dem Ausrichtelement aufgenommen,
welches mehrere, insbesondere bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle, in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Zungenbereiche aufweist, welche jeweils an dem Außenring des Lagers anliegen. Von Vorteil ist dabei, dass die Leiterplatte geschützt angeordnet ist und dass eine gleichmäßige Verschiebung des Außenrings erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ausrichtelement mit der ersten Leiterplatte mittels zumindest einer Schraube verbunden,
insbesondere
- - entweder indem die Schraube in das Ausrichtelement eingeschraubt ist
- - oder indem die Schraube durch das Ausrichtelement durchgeführt und eine am Ausrichtelement anliegende Mutter eingeschraubt ist,
insbesondere wobei der Schraubenkopf der Schraube auf der vom Teil abgewandten Seite der Leiterplatte auf die Leiterplatte drückt und/oder an der Leiterplatte anliegt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und kostengünstige Lösung gefunden ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der von der ersten Leiterplatte in axialer Richtung überdeckte Bereich von dem vom Lager in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass der Motor kompakt und robust aufgebaut ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Leiterplatte vom Lager radial beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass der Elektromotor robust und kompakt ausgeführt ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lageraufnahme in Umfangsrichtung unterbrochen, so dass durch den jeweiligen unterbrochenen Bereich ein jeweiliger Zungenbereich radial hindurchragt und einen Raumbereich zur Bewegung in axialer Richtung zur Verfügung hat. Von Vorteil ist dabei, dass im Bereich der Lageraufnahme die Ausrichtung der ersten Leiterplatte relativ zum Außenring erfolgt. Somit ist eine robuste und kompakte Lösung erreichbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Federelement als Führung für die erste Leiterplatte ausgebildet, insbesondere wobei das Federelement als Formfeder ausgeführt ist, oder dass eine ins Gehäuseteil eingeschraubte Schraube als Führung für die erste Leiterplatte fungiert,
oder dass eine auf eine ins Gehäuseteil eingeschraubte Schraube aufgesteckte Gleitbuchse als Führung für die erste Leiterplatte fungiert. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige präzise Ausrichtung ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine zweite ringartig ausgebildete Leiterplatte mit der ersten Leiterplatte verbunden,
wobei zwischen der ersten und der zweiten Leiterplatte ein Distanzelement angeordnet ist,
wobei die erste Leiterplatte parallel und koaxial zur zweiten Leiterplatte angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine große Anzahl von Bauelementen zur Auswertung der Sensorsignale auf den Leiterplatten bestückbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt ein auf die Rotorwelle aufgestecktes Plattenteil an einer Wellenschulter der Rotorwelle an, wobei der Innenring an der von der Wellenschulter abgewandten Seite des Plattenteils an dem Plattenteil anliegt,
- - wobei der Innenring von einem in einer Ringnut der Rotorwelle angeordneten Sicherungsring axial begrenzt wird oder
- - wobei der Innenring von einem in einer Ringnut der Rotorwelle angeordneten Sicherungsring axial begrenzt wird über einen axial zwischen dem Innenring und dem Sicherungsring angeordneten, mit der Rotorwelle drehfest verbundenen Mitnehmer, insbesondere wobei der Sicherungsring am Mitnehmer anliegt und der Mitnehmer an dem Innenring anliegt.
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Von Vorteil ist dabei, dass der Motor mit oder ohne Mitnehmer, also mit oder ohne Bremse, ausführbar ist. In jedem Fall ist der Innenring und das Plattenteil and er Rotorwelle axial fest positioniert, also axial festgelegt und somit der erfindungsgemäße Vorteil erreicht, insbesondere die Stabilität gegen thermisch bedingte Ausdehnungen.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Plattenteil als Drehteller ausgebildet, insbesondere wobei das Plattenteil ein Rotationskörper ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung erreichbar ist und ein Auswuchten entbehrlich ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Plattenteil eine Codierung auf, welche durch einen auf der ersten Leiterplatte angeordneten Sensor detektierbar ist, oder dass das Plattenteil, insbesondere in einer axialen Vertiefung, eine Codierscheibe aufnimmt, deren Codierung durch einen auf der ersten Leiterplatte angeordneten Sensor detektierbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Feinwinkeldetektion ausführbar ist. Mit einem auf dem Plattenteil zusätzlich zur Codierung angebrachten Dauermagnet ist eine Bestimmung der insgesamt zurückgelegten Umdrehungen ermöglicht. Somit ist der Winkellagensensor als Multiturngeber ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Plattenteil aus einem ferromagnetischen Material gefertigt oder das Plattenteil ist aus einem weichmagnetischen Material, insbesondere Aluminium, gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass ein Vorbeilenken oder abschirmen magnetischer Felder des Stators ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Dauermagnet am Plattenteil befestigt. Von Vorteil ist dabei, dass die Anzahl der Umdrehungen detektierbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgibt das Gehäuseteil zumindest mit einem Statorgehäuseteil zusammen einen die Statorwicklung des Elektromotors umfassenden Innenraumbereich gehäusebildend, der auch das Plattenteil und die erste Leiterplatte umfasst, insbesondere ohne zwischen Statorwicklung und erster Leiterplatte zwischengeordnete Abdichtung. Von Vorteil ist dabei, dass der Sensor im Innenbereich des Stators integriert anordenbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt die Rotorwelle durch den Magnetkörper hindurch und ist mit einem Lüfterrad drehfest verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Kühlung der Bremse und des Motors ermöglicht ist, indem der Kühlluftstrom an der Außenseite der Bremse und danach an der Außenseite des Stators entlanggefördert wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Impulsdrahtsensor, insbesondere Wiegandsensor, auf der ersten Leiterplatte bestückt,
insbesondere wobei der Abstand zwischen Plattenteil und Impulsdrahtsensor derart gewählt ist, dass das Vorbeidrehen des Dauermagnets am Impulsdrahtsensor mittels des Impulsdrahtsensors detektierbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass nicht nur die Umdrehungsanzahl bestimmbar ist, sondern auch die Auswerteelektronik aus dem beim Vorbeidrehen des Dauermagneten erzeugten Energiepuls versorgbar ist, wenn eine Kapazität zur Abpufferung auf der ersten Leiterplatte angeordnet ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf der vom Plattenteil in axialer Richtung abgewandten Seite des Gehäuseteils eine Bremsfläche am Gehäuseteil ausgebildet oder ist an einem mit dem Gehäuseteil verbundenen Metallteil, insbesondere Blechteil, ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass der Elektromotor mit einer Bremse ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Bremsbelagträger mit dem Mitnehmer drehfest aber in axialer Richtung verschiebbar verbunden,
wobei ein eine Spule aufnehmender Magnetkörper mit dem Gehäuseteil drehfest, insbesondere fest, verbunden ist,
wobei eine Ankerscheibe drehfest aber in axialer Richtung verschiebbar mit dem Magnetkörper verbunden ist,
wobei die Ankerscheibe in axialer Richtung zwischen dem Bremsbelagträger und dem Magnetkörper angeordnet ist,
wobei am Magnetkörper abgestützte weitere Federelemente auf die Ankerscheibe drücken., insbesondere so dass bei Bestromung der Spule die Ankerscheibe entgegen der von den weiteren Federelementen erzeugten Federkraft zum Magnetkörper hingezogen wird, insbesondere also ein Lüften erfolgt, insbesondere so dass bei Nichtbestromung der Spule die ankerscheibe von den weiteren Federelementen auf den Bremsbelagträger gedrückt wird, der somit auf die Bremsfläche gedrückt wird, insbesondere also ein Einfallen erfolgt. Von Vorteil ist dabei, dass bei Stromausfall ein Einfallen der Bremse automatisch erfolgt. Außerdem ist zwischen der Bremse und dem Winkellagensensor das Gehäuseteil angeordnet, das vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus einem ferromagnetischen Material gefertigt ist. Auf diese Weise wird das Magnetfeld der Bremse abgeleitet und somit ferngehalten von dem Winkellagensensor.
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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.
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Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
- In der 1 ist ein Querschnitt durch den B-seitigen Bereich eines Elektromotors mit im Elektromotor integriert angeordnetem Winkelsensor und Bremse gezeigt.
- In der 2 ist der Bereich bei entfernter Bremse in Schrägansicht dargestellt, insbesondere so dass der nicht drehende Teilbereich des Winkelsensors erkennbar ist.
- In der 3 ist der in 2 entfernte Teil, welcher die Bremse aufweist, in Schrägansicht dargestellt, insbesondere also die vormontierte Bremse mit dem nicht drehenden Teilbereich des Winkelsensors.
- In der 4 sind mit dem Gehäuse des Elektromotors drehfest verbundene Leiterplatten des Winkelsensors in Schrägansicht dargestellt.
- In der 5 ist eine alternative Führung für die Leiterplatten (7, 9) dargestellt.
- In der 6 ist im Unterschied zur 1 ein Axialspalt durch eine genügend hohe Federkraft verhindert.
- In der 7 ist ein Ausrichtelement 13 in Schrägansicht aus einer ersten Blickrichtung dargestellt.
- In der 8 ist das Ausrichtelement 13 in Schrägansicht aus einer zweiten Blickrichtung dargestellt, wobei auf das Ausrichtelement 13 drückende Federelemente 11 vorhanden sind.
- In der 9 ist eine Formfeder 90 als Alternative zu den Federelementen 11 gezeigt.
- In der 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer solchen Formfeder 90 dargestellt.
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Wie in den 1 bis 4 dargestellt, weist der Elektromotor ein Statorgehäuseteil 1 auf, welches an seinem ersten, insbesondere B-seitigen, axialen Endbereich mit einem ersten Gehäuseteil 12, insbesondere Flanschteil, verbunden ist. An seinem zweiten, insbesondere A-seitigen, axialen Endbereich ist das Statorgehäuseteil 1 mit einem zweiten Gehäuseteil, insbesondere einem Flanschteil, verbunden.
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In dem Gehäuseteil 12 ist ein Lager 2 zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 4 aufgenommen. Das Lager 2 ist vorzugsweise als Loslager ausgeführt, wohingegen ein im zweiten Gehäuseteil aufgenommenes Lager als Festlager ausgeführt ist.
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Da für die Rotorwelle 4 ein anderes Material verwendet wird als für das Statorgehäuseteil 1, ist die axiale Position des mit der Rotorwelle verbundenen Lagers 2 von der Temperatur abhängig.
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Zur axialen Festlegung des Lagers 2 auf der Rotorwelle 4 ist ein Plattenteil 6 auf die Rotorwelle 4 aufgesteckt, das gegen eine Wellenschulter der Rotorwelle 4 angestellt ist. Der Innenring des Lagers 2 liegt auf der von der Wellenschulter in axialer Richtung abgewandten Seite des Plattenteils 6 am Plattenteil 6 an. Auf der vom Plattenteil 6 in axialer Richtung abgewandten Seite des Innenrings des Lagers 2 liegt ein Mitnehmer 3 an, insbesondere am Innenring des Lagers 2.
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Ein in einer Ringnut der Rotorwelle 4 aufgenommener Sicherungsring 14 liegt an der vom Plattenteil 6 in axialer Richtung abgewandten Seite des Mitnehmers 3 an.
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Somit ist nicht nur der Innenring des Lagers 2, sondern auch das Plattenteil 6 und der Mitnehmer 3 axial gesichert und an der Rotorwelle 4 axial festgelegt.
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Vorzugsweise sind das Plattenteil 6 und der Mitnehmer 3 drehfest, insbesondere formschlüssig, mit der Rotorwelle 4 verbunden. Der Innenring des Lagers 2 ist kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Rotorwelle 4 verbunden.
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Der Außenring des Lagers 2 ist an einer Lageraufnahme aufgenommen, die im Gehäuseteil 12 ausgebildet ist. Dabei ist die Lageraufnahme derart ausgeführt, dass der Außenring axial verschiebbar angeordnet ist, insbesondere also in axialer Richtung Spiel hat, Vorzugsweise ist der Außenring mittels Übergangspassung mit geringem Spiel aufgenommen.
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Auf diese Weise ist bei einer Verschiebung des Innenrings des Lagers 2 der Außenring mitverschiebbar.
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Eine erste Leiterplatte 9 ist von einem Ausrichtelement 13, insbesondere Trägerteil, aufgenommen. Das Ausrichtelement 13 wird von einem an dem Gehäuseteil 12 abgestützten Federelement 11 in axialer Richtung mit einer von dem Federelement 11 erzeugten Federkraft beaufschlagt. Das am Gehäuseteil 12 abgestützte Federelement 11 drückt also über das Ausrichtelement 13, insbesondere Trägerteil, auf die erste Leiterplatte 9.
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Die erste Leiterplatte 9 ist ringartig ausgeführt und mit zumindest einem Wiegandsensor bestückt, mittels dessen das Vorbeidrehen eines am Plattenteil 6 befestigten Dauermagnets 5 detektierbar ist. Insbesondere ist sogar zumindest eine elektronische Schaltung, deren Bauelemente ebenfalls auf der ersten Leiterplatte 9 bestückt sind. Mittels der Detektion des Dauermagnets 5 wird die Anzahl der Umdrehungen bestimmt. Mittels der Anregung der Leiterbahnen der Platine 22 wird eine Feinwinkelbestimmung ausgeführt.
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Vorzugsweise ist der Dauermagnet 5 stoffschlüssig, insbesondere klebeverbunden, an dem Plattenteil 6 angebracht, insbesondere in einer axialen Vertiefung des Plattenteils. Eine Platine 22, deren Leiterbahnen mit dem stationären Teil des Winkelsensors zur Feinwinkellagenerfassung in Wechselwirkung sind, ist am Plattenteil 6 befestigt. Insbesondere deckt die Platine 22 den Dauermagnet 5 ab.
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Eine ebenfalls ringartig ausgebildete, zur ersten Leiterplatte 6 koaxial ausgerichtete zweite Leiterplatte 7 ist mittels zwischen den beiden Leiterplatten 6 und 7 zwischengeordneter Distanzelemente 8, insbesondere also Abstandshalter, voneinander in axialer Richtung beabstandet. Die beiden Leiterplatten 6 und 7 sind mittels einer elektrischen Steckverbindung verbunden.
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Mit der ersten Leiterplatte 6 ist das Ausrichtelement 13 mittels Schrauben 40 befestigt, wobei an dem Ausrichtelement 13 in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, jeweilige Zungenbereich 15 ausgebildet sind, die jeweils an einer axialen Stirnfläche des Außenrings des Lagers 2 anliegen, insbesondere also an einem ebenen Oberflächenabschnitt des Außenrings, wobei die Normalenrichtung dieses Oberflächenabschnitts parallel zur axialen Richtung ausgerichtet ist.
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Infolge der von dem Federelement 11 erzeugten Federkraft wird der Außenring von den Zungenbereichen 15 in axialer Richtung gedrückt, insbesondere zur Verringerung der Lagerluft.
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Die am Gehäuseteil 12 ausgeformte Lageraufnahme für den Außenring des Lagers 2 ist in Umfangsrichtung für die Zungenbereiche 15 jeweils unterbrochen. Somit steht jedem Zungenbereich 15 ein Axialspalt zur Verfügung, innerhalb dessen der jeweilige Zungenbereich 15 axiales Spiel aufweist.
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Erfindungsgemäß ist somit bei einer thermischen Ausdehnung der Rotorwelle 4 zwar die Position des Plattenteils 6 und des Innenrings des Lagers 2 axial verschoben, der Abstand zwischen der ersten Leiterplatte 9 und dem Plattenteil 6 bleibt jedoch unveränderlich, da vom am Gehäuseteil 12 abgestützten Federelement 11 die erste Leiterplatte 9 mittels des mit der ersten Leiterplatte 9 verbundenen Ausrichtelements 13, insbesondere mittels seiner Zungenbereiche 15, auf den Außenring gedrückt und somit mit dem Innenring axial entsprechend mitbewegt wird. Insbesondere werden auch die axialen Maßtoleranzen, die sich zwischen dem Rotorwellen-Aufbau und dem Gehäuse-Aufbau ergebenen, über diese gefederte Abstützung am Lager-Außenring kompensiert.
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Der auf dem Plattenteil 6 angeordnete Dauermagnet 5 weist bei jeder Umdrehung kurzzeitig einen minimalen Abstand zum Wiegandsensor auf. Erfindungsgemäß bleibt auch dieser minimale Abstand unveränderlich. Außerdem ist im vorzugsweise mit einer entsprechenden axialen Vertiefung als Drehteller ausgeführten Plattenteil 6 die als Codierscheibe fungierende Platine 22 aufgenommen und mit dem Plattenteil 6 drehfest verbunden. Mittels zumindest eines auf der ersten oder zweiten Leiterplatte (9, 7) bestückten Sensors wird die von der Codierscheibe codierte Information vorzugsweise induktiv oder optisch detektiert und von einer auf der ersten und/oder zweiten Leiterplatte (7, 9) angeordneten Auswerteeinheit zur Bestimmung der Feinwinkellageninformation verwendet. Beispielsweise weist die Codierscheibe hierzu eine oder mehrere Spuren von in Umfangsrichtung einander abwechselnd optisch unterschiedlich stark reflektierenden oder transmittierenden Flächenbereichen auf.
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Somit ist innerhalb des Statorbereichs des Elektromotors, also innerhalb des den Stator umgebenden Gehäuses ein Winkellagensensor angeordnet. Insbesondere ist der Winkellagensensor nicht besonders abgedichtet oder besonders abgeschirmt vom von der Statorwicklung des Stators ausgefüllten Raumbereich. Allerdings ist zwischen dem radialen Außenrand des Plattenteils 6 und dem Gehäuseteil 12 ein Ringspalt ausgebildet.
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Bei Ausführung des Plattenteils 6 aus ferromagnetischem Material oder sogar aus weichmagnetischem Material, insbesondere Aluminium, ist jedoch eine magnetisch abschirmende Wirkung erreichbar, insbesondere auch wenn die zugrundeliegenden Mechanismen für die Abschirmung unterschiedlich sind.
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Auf der von dem Plattenteil 6 abgewandten Seite des Gehäuseteils 12 ist eine Bremsfläche ausgebildet. Vorzugsweise ist dies als ein Blechteil ausführbar, welches am Gehäuseteil 12 anliegt oder alternativ direkt als fein bearbeiteter Oberflächenbereich des Gehäuseteils 12.
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Ein Bremsbelagträger 20 ist mit seiner Innenverzahnung auf die Außenverzahnung des Mitnehmers 3 aufgesteckt, so dass die beiden Verzahnungen derart miteinander im Eingriff sind, dass der Bremsbelagträger 20 in axialer Richtung hin- und herverschiebbar ist, aber in Umfangsrichtung formschlüssig verbunden ist, also drehfest verbunden ist.
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Auf der vom Gehäuseteil 12 abgewandten Seite ist eine Ankerscheibe 19 angeordnet. Die Ankerscheibe ist drehfest mit einem Magnetkörper 18 verbunden, in dem eine bestrombare Spule 17 aufgenommen ist. Die Ankerscheibe ist relativ zum Magnetkörper 18 axial hin- und herverschiebbar angeordnet. Vorzugsweise sind hierzu axial sich erstreckende Bolzen mit dem Magnetkörper verbunden, die voneinander in Umfangsrichtung beabstandet sind und durch entsprechende Ausnehmungen der Ankerscheibe hindurchragen.
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Mittels der Bolzen oder alternativ direkt ist der Magnetkörper mit dem Gehäuseteil 12 fest, insbesondere also auch drehfest, verbunden.
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Die Ankerscheibe ist von am Magnetkörper 18 abgestützten weiteren Federelementen mit einer Federkraft beaufschlagt. Die am Magnetkörper 18 abgestützten weiteren Federelemente drücken also die Ankerscheibe 19 zum Bremsbelagträger 20 hin. Bei Bestromung der Spule 17 wird die Ankerscheibe 19 entgegen der von den am Magnetkörper 18 abgestützten weiteren Federelementen erzeugten Federkraft zum Magnetkörper 18 hingezogen, so dass der Bremsbelagträger 20 frei drehen kann und die Bremse damit gelüftet ist. Bei Nichtbestromung der Spule 17 fällt die Bremse ein, da die am Magnetkörper 18 abgestützten weiteren Federelemente die Ankerscheiben auf den Bremsbelagträger 20 drücken, der somit auf seiner von der Ankerscheibe 19 abgewandten Seite auf die Bremsfläche gedrückt wird.
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Das Reibmoment wird von den beidseitig am Bremsbelagträger 20 angeordneten Bremsbelägen einerseits mit der Bremsfläche und auf der anderen Seite mit der Ankerscheibe 19 erzeugt.
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Vorzugsweise ragt die Rotorwelle durch eine Ausnehmung des Magnetkörpers 18 hindurch und ist an ihrem auf der vom Stator abgewandten Seite des Magnetkörpers 18 hervorragenden Endbereich drehfest mit einem Lüfterrad verbunden.
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Eine mit dem Gehäuseteil 12 verbundene Haube 21, insbesondere Lüfterhaube, umgibt das Lüfterrad und die Bremse. Die Haube 21 hat auf ihrer vom Stator abgewandten Seite ein aus Gitteröffnungen gebildetes Lüftergitter, durch welches die angesaugte Luft ansaugbar ist.
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Die Ankerscheibe 19 ist aus einem ferromagnetischen Material gefertigt.
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Als Führungsteil 10 für die erste Leiterplatte 9 ist eine Schraube verwendet, die in das Gehäuseteil 12 eingeschraubt ist.
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In 1 ist zwischen dem jeweiligen Zungenbereich 15 und dem Außenring des Lagers 2 zwar ein Axialspalt gezeigt. Vorzugsweise entfällt dieser, wenn das Federelement 11 die erste Leiterplatte 9 mit einer ausreichend starken Federkraft beaufschlagt. Dies ist in 6 dargestellt.
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Die Federelemente 11 drücken auf das Ausrichtelement, wobei die Berührfläche in axialer Richtung vertieft am Ausrichtelement 13 angeordnet ist.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird keine Bremse am Elektromotor angeordnet. Bei einer solchen Ausführung entfällt dann auch der Mitnehmer 3 und der Sicherungsring 14 liegt dann direkt am Innenring des Lagers 2 an.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird als Führung für die erste Leiterplatte 9 eine Gleitbuchse 51 auf die Schraube aufgesteckt, wie in 5 dargestellt. Alternativ ist die Führung auch durch eine Formfeder realisierbar, so dass dann auch das separate Federelement 11 entfällt. Eine solche Formfeder 90 ist in 9 dargestellt und ersetzt dann auch die Federelemente 11. Vorzugsweise entfällt dann auch die Führung durch Gleitbuchsen 52 oder dergleichen, da die Formfeder 90 die elastische Druckkraft am Umfang gleichmäßig verteilt auf das Ausrichtelement 13 aufbringt, insbesondere und sich am Gehäuseteil 12 abstützt.
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Wie in 10 als weiteres Ausführungbeispiel gezeigt, ist eine Schraube 100, die auch als Stift ausführbar ist, von außen durch das Gehäuseteil 12 durchgeführt und ragt in eine entsprechende Vertiefung des Ausrichtelements 13. Somit ist das Ausrichtelement 13 in Umfangsrichtung formschlüssig gesichert und außerdem auch in axialer Richtung begrenzt, da die Schraube 100 auch als axiale Begrenzung fungiert. Die Formfeder 90 drückt also das Ausrichtelement 13 an den Außenring des Lagers 2, wobei hierbei das axiale maximale Spiel durch die Schraube 100 definiert ist.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen liegt das jeweilige Ausrichtelement auch an der radialen Außenfläche berührend an, so dass auch die radiale Lage der ersten Leiterplatte 9 präzise festlegbar ist. Die sonstige Führung kann dann auch entfallen oder wäre überbestimmt.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die axiale Führung über in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, vorzugsweise drei, Buchsen bewirkt, die im Gehäuseteil 12 formschlüssig, insbesondere mittels Flachsenkung, aufgenommen sind. Die konzentrische und koaxiale Ausrichtung des Ausrichtelements 13 ist über den Lager-Außenring bewirkt. Eine dieser Buchsen wird im Gehäuseteil 12 mit wenig Spiel geführt und bewirkt dadurch eine möglichst exakte Verdreh- bzw. Drehmoment-Stütze.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Statorgehäuseteil
- 2
- Lager
- 3
- Mitnehmer
- 4
- Rotorwelle
- 5
- Dauermagnet
- 6
- Plattenteil, insbesondere Drehteller
- 7
- zweite Leiterplatte
- 8
- Distanzelement
- 9
- erste Leiterplatte
- 10
- Führungsteil
- 11
- Federelement
- 12
- Gehäuseteil
- 13
- Ausrichtelement, insbesondere Trägerteil
- 14
- Sicherungsring
- 15
- Zungenbereich des Ausrichtelements 13
- 16
- Handlüfthebel der Bremse
- 17
- Spule
- 18
- Magnetkörper
- 19
- Ankerscheibe
- 20
- Bremsbelagträger
- 21
- Haube, insbesondere Lüfterhaube
- 22
- Platine
- 40
- Schraube
- 41
- Impulssensor, insbesondere Wiegandsensor
- 50
- Schraube
- 51
- Gleitbuchse
- 90
- Formfeder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019127241 A1 [0003]
- DE 102015207492 A1 [0004]
