EP4402781A1 - Elektromotor mit einer drehbar gelagerten rotorwelle - Google Patents

Elektromotor mit einer drehbar gelagerten rotorwelle

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Publication number
EP4402781A1
EP4402781A1 EP22776936.1A EP22776936A EP4402781A1 EP 4402781 A1 EP4402781 A1 EP 4402781A1 EP 22776936 A EP22776936 A EP 22776936A EP 4402781 A1 EP4402781 A1 EP 4402781A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric motor
circuit board
rotor shaft
sensor
motor according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22776936.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Rieger
Michael Petry
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4402781A1 publication Critical patent/EP4402781A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits

Definitions

  • an electric motor is designed with a rotatably mounted rotor shaft.
  • a sensor arrangement for determining a rotation angle is known from DE 10 2011 004 366 A1.
  • An electric motor having a rotor shaft and an angle sensor is known from DE 10 2019 002 748 A1.
  • a Coriolis sensor is known from US 2012/0 017 677 A1.
  • the invention is therefore based on the object of further developing an electric motor, in which case operational reliability should be increased.
  • the object is achieved with the electric motor according to the features specified in claim 1.
  • the electric motor is provided with a rotatably mounted rotor shaft, with a lower part being connected to the rotor shaft, in particular via an intermediate adapter part, in particular the lower part being trough-shaped, with a circuit board being arranged in the lower part is, on which a sensor is fitted, hardened adhesive and/or hardened casting compound being arranged between the lower part and the sensor, in particular in such a way that the sensor is cohesively connected to the lower part by means of the adhesive or by means of the casting compound.
  • the advantage here is that the sensor detects the values of a state variable of the electric motor and the values can therefore be monitored for exceeding a permissible degree of deviation from a setpoint value or for exceeding a threshold value.
  • the operational safety is thus increased, since the electric motor can be switched off if the limit is exceeded and thus in good time before damage occurs.
  • one or the adapter part is connected to the rotor shaft, in particular on an end face of the rotor shaft, with the lower part, in particular the trough-shaped lower part, being connected to the adapter part on the side of the adapter part facing away from the rotor shaft, with the Adapter part side facing away from a cover part is connected to the lower part, so that the circuit board is housed by the housing formed from the lower part and the cover part.
  • the adapter part is connected to the rotor shaft and also to the lower part.
  • a continuously rotationally symmetrical part can be used as the adapter part and a polygonal, in particular discrete rotationally symmetrical part can be used as the lower part.
  • the space between the printed circuit board fitted with the sensor and electronic components and the lower part is filled with the adhesive or the casting compound. It is advantageous here that assembly can be carried out simply by filling in a liquid, in particular adhesive or casting compound. after which the printed circuit board is inserted into the base and then the screws are screwed into the socket parts to tightly connect the cover part to the base.
  • the senor is at least partially surrounded by the adhesive or the casting compound.
  • the advantage here is that shock waves can be transmitted through the hardened adhesive or the hardened casting compound with only little damping.
  • the adhesive or the casting compound is accommodated in the lower part.
  • the lower part is trough-shaped and when filling, the lower part is aligned in such a way that the axis of rotation of the rotor shaft and/or the axis of symmetry of the lower part is aligned parallel to the direction of gravitation, in particular the lower part having a discrete rotational symmetry around the axis of symmetry .
  • the rotor shaft has a bore on the face side, which has an inner cone-shaped section and an inner thread section, in particular which adjoins the cone-shaped section.
  • the adapter part has an externally threaded section and an externally conical section, in particular on a pronounced pin area protruding into the bore of the rotor shaft, the externally threaded section being screwed into the internally threaded section and the externally conically shaped section resting against the internally conically shaped section, in particular for effecting self-locking.
  • the adapter part has an internal thread section, into which an external thread section of the lower part, in particular a further pin area projecting and/or screwed on the lower part, is screwed into the internal thread section.
  • an energy storage device is fitted on the side of the printed circuit board facing away from the rotor shaft, and in particular supplies the electronic components and the sensor.
  • the advantage here is that the energy store is arranged at a lower temperature level than the sensor. The operational reliability is thus increased since the service life of the energy store is longer at lower temperatures.
  • the printed circuit board has at least one recess through which a socket part protrudes into the adhesive or the casting compound, the socket part having an internal thread, a screw protruding through the cover part being screwed into the socket part, the screw head of which connects the cover part to the base part pushes.
  • the rotor shaft is rotatably mounted by means of a first bearing and a second bearing, with the one of the two bearings that has a smaller distance to the lower part being designed as a fixed bearing and the other of the two bearings being designed as a floating bearing.
  • an angle sensor for detecting the angular position of the rotor shaft can be arranged together with the sensor or instead of the sensor. The acceleration curve and from this the jerk curve to which the angle sensor is exposed can thus be determined with the sensor for detecting the acceleration. In this way it is possible to monitor whether or not the loads caused by jerks remain within the permissible range for the angle sensor. In this way, operational reliability can be increased.
  • the first bearing is accommodated in a first bearing flange and the second bearing in a second bearing flange, with a stator housing being connected to the first bearing flange and to the second bearing flange, wherein the stator housing is disposed between the first and second bearing flanges.
  • dome areas projecting towards the cover part are formed on the lower part and protrude through corresponding recesses in the printed circuit board, in particular for positioning the printed circuit board, in particular when the adhesive or potting compound is still liquid during manufacture.
  • the advantage here is that the printed circuit board can be easily positioned by means of the dome areas until the adhesive or the casting compound has hardened.
  • the senor detects the values of the components of a three-dimensional acceleration vector and/or the sensor is a 3D acceleration sensor.
  • the jerks or accelerations can be detected vectorially, in particular in the components associated with a Cartesian coordinate system or in the components associated with a cylindrical coordinate system.
  • a connection for a temperature sensor is fitted on the printed circuit board.
  • the printed circuit board is fitted with electronic components in such a way that the values can be stored in a memory fitted on the printed circuit board and/or the values can be transmitted without contact, in particular to a stationary computer.
  • the advantage here is that a simple evaluation of the data can be carried out.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an electric motor according to the invention with a sensor device.
  • FIG. 2 shows a cross section of the sensor device.
  • FIG. 3 shows the exploded sensor device in an oblique view from a first viewing direction.
  • FIG. 4 shows the exploded sensor device in an oblique view from a second viewing direction.
  • the electric motor according to the invention has a rotor shaft 1, which is mounted by means of a first bearing 3, which is accommodated in a first bearing flange 7 and is preferably designed as a fixed bearing, and by means of a second bearing 2, which is accommodated in a second bearing flange 9 recorded and preferably designed as a floating bearing, rotatably mounted.
  • a stator housing 8 is arranged between the first bearing flange 7 and the second bearing flange 9 . Both bearing flanges (7, 9) are connected to the stator housing 8, in particular by means of screws or by means of a tie rod.
  • the housing of the electric motor includes the two bearing flanges (7, 9) and the stator housing 8.
  • the first axial end region of the rotor shaft 1 protrudes axially from the electric motor, ie in particular in the direction of the axis of rotation of the rotor shaft 1 .
  • a sensor device is attached to the other axial end area of the rotor shaft 1 .
  • a bore is made on the end face, which has an inner cone-shaped section that merges into a threaded bore or connects to a threaded bore.
  • An adapter part 4 has a preferably cylindrical threaded area which is screwed into the threaded bore.
  • An area of the adapter part 4 in the shape of an outer cone bears against the inner cone-shaped section of the bore.
  • a self-locking connection can be achieved by suitably selecting the outer cone angle and the inner cone angle.
  • the sensor device has a lower part 5 which can be accommodated in the adapter part 4 .
  • the adapter part 4 has an internal thread which is aligned coaxially with its external thread.
  • the external thread of the lower part 5 is screwed into the internal thread of the adapter part 4 .
  • the cover part 21 is placed on the lower part 5 and connected to it.
  • the trough-like lower part 5 is filled with adhesive in such a way that after inserting a printed circuit board 23 the adhesive 20 is arranged between the printed circuit board 23 and the lower part 5 . After the circuit board 23 has been inserted and the adhesive has hardened, the circuit board is firmly bonded to the lower part 5.
  • the circuit board 23 is equipped with electronic components on both sides.
  • the printed circuit board 23 On its side facing the lower part 5 and the adapter part 4, the printed circuit board 23 is fitted with a sensor 6, which is designed to be suitable for detecting accelerations.
  • the sensor 6 is thus immersed directly in the adhesive 20 and is thus rigidly connected to the lower part 5. Shocks introduced into the rotor shaft 1, in particular axial shocks and/or transverse shocks, are transmitted from the rotor shaft 1 via the adapter part 4 into the lower part 5 and from there through forwards the hardened adhesive 20 to the sensor 6.
  • the printed circuit board 23 On the side of the printed circuit board 23 facing away from the rotor shaft 1, the printed circuit board is equipped with an energy store 22, in particular an accumulator or battery. This is because the temperature on the side facing away from the rotor shaft 1 is lower than on the side facing the rotor shaft 1 .
  • the circuit board 23 has recesses 32 through the circuit board 23, in particular through holes.
  • socket parts 30 are inserted into the recesses 32 so that these socket parts 30 protrude from the circuit board 23 on both sides and on the side facing the adhesive 20 into the Glue 20 protrude.
  • the socket parts 30 each have an internal thread.
  • the cover part 21 is placed on the lower part 5 and screws 31 are pushed through the cover part 21 and screwed with their threaded area into the respective internal thread of the respective socket part 30 .
  • the screw heads of the screws 31 then press on the outside of the cover part 21, i.e. on the side of the cover part 21 facing away from the adapter part 6.
  • the socket parts 30 are connected to the lower part 5 in a material-to-material manner by means of the adhesive.
  • the socket parts 30 also have an external hexagon area or an external square area so that disassembly is possible or a counter-torque can be introduced when the screws 31 are screwed into the socket parts 30 .
  • the printed circuit board 23 is also equipped with connections 40 for additional sensors, in particular, for example, temperature sensors.
  • the printed circuit board 23 is equipped with electronic components, the sensor 6 and the energy store 22 in such a way that they are implemented on the printed circuit board by means of the circuit board
  • Signal electronics, the acceleration values can be detected by the sensor 6 and can be stored in a memory fitted on the printed circuit board 23 .
  • the signal electronics can be supplied from the energy store 22 .
  • the recorded values can be transmitted promptly and/or at a later point in time to a stationary computer, preferably without contact, in particular by means of WLAN or Bluetooth.
  • Dome regions 41 projecting towards the cover part 21 are formed on the lower part 5 and protrude through corresponding recesses in the printed circuit board 23, in particular for positioning the printed circuit board 23, in particular when the adhesive or potting compound is still liquid during manufacture.
  • sealing compound is used instead of adhesive.

Landscapes

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

Abstract

Elektromotor mit einer drehbar gelagerten Rotorwelle, wobei ein Unterteil mit der Rotorwelle, insbesondere über ein zwischengeordnetes Adapterteil, verbunden ist, insbesondere wobei das Unterteil wannenförmig ausgebildet ist, wobei im Unterteil eine Leiterplatte angeordnet ist, auf der ein Sensor bestückt ist, wobei zwischen dem Unterteil und dem Sensor ausgehärteter Klebstoff und/oder ausgehärtete Vergussmasse angeordnet ist, insbesondere so, dass der Sensor mittels des Klebstoffs oder mittels der Vergussmasse stoffschlüssig mit dem Unterteil verbunden ist.

Description

Elektromotor mit einer drehbar gelagerten Rotorwelle
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einer drehbar gelagerten Rotorwelle.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor mit einer drehbar gelagerten Rotorwelle ausgeführt ist.
Aus der DE 10 2008 037 737 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Elektromotor mit Winkelsensor bekannt.
Aus der DE 10 2011 004 366 A1 ist eine Sensoranordnung zum Bestimmen eines Drehwinkels bekannt.
Aus der DE 10 2019 002 748 A1 ist ein Elektromotor, aufweisend eine Rotorwelle und einen Winkelsensor, bekannt.
Aus der US 2012 / 0 017 677 A1 ist ein Coriolis-Sensor bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor weiterzubilden, wobei die Betriebssicherheit erhöht sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor sind, dass der Elektromotor mit einer drehbar gelagerten Rotorwelle vorgesehen ist, wobei ein Unterteil mit der Rotorwelle, insbesondere über ein zwischengeordnetes Adapterteil, verbunden ist, insbesondere wobei das Unterteil wannenförmig ausgebildet ist, wobei im Unterteil eine Leiterplatte angeordnet ist, auf der ein Sensor bestückt ist, wobei zwischen dem Unterteil und dem Sensor ausgehärteter Klebstoff und/oder ausgehärtete Vergussmasse angeordnet ist, insbesondere so, dass der Sensor mittels des Klebstoffs oder mittels der Vergussmasse stoffschlüssig mit dem Unterteil verbunden ist.
Von Vorteil ist dabei, dass der Sensor die Werte einer Zustandsgröße des Elektromotors erfasst und somit die Werte auf Überschreiten eines zulässigen Maßes an Abweichung von einem Sollwert oder auf Überschreitung eines Schwellwertes überwachbar sind. Somit ist die Betriebssicherheit erhöht, da bei Überschreitung und somit noch rechtzeitig vor Eintritt eines Schadens der Elektromotor abschaltbar ist.
Außerdem ist erfassbar, welche Belastungen auftreten und dann der Elektromotor durch einen anderen Elektromotor ersetzbar, welcher den Belastungen in ausreichendem Maß standhält.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein oder das Adapterteil, insbesondere an einer Stirnseite der Rotorwelle, mit der Rotorwelle verbunden, wobei auf der von der Rotorwelle abgewandten Seite des Adapterteils das Unterteil, insbesondere das wannenförmige Unterteil, mit dem Adapterteil verbunden ist, wobei auf der vom Adapterteil abgewandten Seite ein Deckelteil mit dem Unterteil verbunden ist, so, dass die Leiterplatte von dem aus dem Unterteil und dem Deckelteil gebildeten Gehäuse eingehaust ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Adapterteil verbunden ist mit der Rotorwelle und auch mit dem Unterteil. Als Adapterteil ist beispielsweise ein kontinuierlich rotationssymmetrisches Teil verwendbar und als Unterteil ein polygonales, insbesondere diskret rotationssymmetrisches Teil.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der zwischen der mit dem Sensor und elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatte und dem Unterteil angeordnete Raumbereich mit dem Klebstoff oder der Vergussmasse gefüllt Von Vorteil ist dabei, dass die Montage einfache durch Einfüllen einer Flüssigkeit, insbesondere Klebstoff oder Vergussmasse, ausführbar ist, wonach die Leiterplatte ins Unterteil eingelegt wird und dann die Schrauben in die Buchsenteile eingeschraubt werden zum dichten Verbinden des Deckelteils mit dem Unterteil.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor zumindest teilweise von dem Klebstoff oder der Vergussmasse umgeben. Von Vorteil ist dabei, dass Stoßwellen durch den ausgehärteten Klebstoff oder die ausgehärtete Vergussmasse mit nur geringer Dämpfung übertragbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Klebstoff oder die Vergussmasse im Unterteil aufgenommen. Von Vorteil ist dabei, dass das Unterteil wannenförmig ausgeführt ist und beim Einfüllen das Unterteil derart ausgerichtet ist, dass die Drehachse der Rotorwelle und/oder die Symmetrieachse des Unterteils parallel zur Gravitationsrichtung ausgerichtet ist, insbesondere wobei das unterteil eine diskrete Rotationssymmetrie um die Symmetrieachse herum aufweist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Rotorwelle stirnseitig eine Bohrung auf, welche einen innenkonusförmigen Abschnitt und einen Innengewindeabschnitt aufweist, insbesondere welcher an den konusförmigen Abschnitt angrenzt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist und eine Selbsthemmung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Adapterteil einen Außengewindeabschnitt und einen außenkonusförmigen Abschnitt, insbesondere an einem ausgeprägten, in die Bohrung der Rotorwelle hineinragenden Stiftbereich, auf, wobei der Außengewindeabschnitt in den Innengewindeabschnitt eingeschraubt ist und der außenkonusförmige Abschnitt am innenkonusförmigen Abschnitt anliegt, insbesondere zur Bewirkung von Selbsthemmung. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Adapterteil einen Innengewindeabschnitt auf, in den ein Außengewindeabschnitt des Unterteils, insbesondere eines am Unterteil ausgeprägten in den Innengewindeabschnitt hineinragenden und/oder geschraubten weiteren Stiftbereichs, eingeschraubt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist und eine Selbsthemmung erreichbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Energiespeicher auf der von der Rotorwelle abgewandten Seite der Leiterplatte bestückt, insbesondere welcher die elektronischen Bauelemente und den Sensor versorgt. Von Vorteil ist dabei, dass der Energiespeicher auf niedrigerem Temperaturniveau angeordnet ist als der Sensor. Somit ist die Betriebssicherheit erhöht, da die Standzeit des Energiespeichers bei niedrigeren Temperaturen größer ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Leiterplatte zumindest eine Ausnehmung auf, durch welche ein Buchsenteil in den Klebstoff oder die Vergussmasse hindurchragt, wobei das Buchsenteil ein Innengewinde aufweist, wobei eine durch das Deckelteil hindurchragende Schraube in das Buchsenteil eingeschraubt ist, deren Schraubenkopf das Deckelteil zum Unterteil hindrückt. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Befestigung der Buchsenteile ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Rotorwelle mittels eines ersten Lagers und eines zweiten Lagers drehbar gelagert, wobei dasjenige der beiden Lager, welches einen geringeren Abstand zum Unterteil aufweist, als Festlager ausgeführt ist und das andere der beiden Lager als Loslager ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass zusammen mit dem Sensor oder anstelle des Sensors ein Winkelsensor zur Erfassung der Winkellage der Rotorwelle anordenbar ist. Somit ist mit dem Sensor zur Erfassung der Beschleunigung der Beschleunigungsverlauf und daraus der Ruckverlauf bestimmbar, dem der Winkelsensor ausgesetzt ist. Auf diese Weise ist überwachbar, ob die Belastungen durch Rucke innerhalb des für den Winkelsensor zulässigen Bereichs bleiben oder nicht. Auf diese Weise ist die Betriebssicherheit erhöhbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Lager in einem ersten Lagerflansch und das zweite Lager in einem zweiten Lagerflansch aufgenommen, wobei ein Statorgehäuse mit dem ersten Lagerflansch und mit dem zweiten Lagerflansch verbunden ist, wobei das Statorgehäuse zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerflansch angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Lagerung der Rotorwelle erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Unterteil zum Deckelteil hin hervorragende Dombereiche ausgeformt, welche durch entsprechende Ausnehmungen der Leiterplatte hindurchragen, insbesondere zur Positionierung der Leiterplatte, insbesondere bei noch flüssigem Klebstoff oder noch flüssiger Vergussmasse bei der Herstellung. Von Vorteil ist dabei, dass die Positionierung der Leiterplatte mittels der Dombereiche so lange einfach ausführbar ist, bis der Klebstoff oder die Vergussmasse ausgehärtet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erfasst der Sensor die Werte der Komponenten eines dreidimensionalen Beschleunigungsvektors und/oder der Sensor ist ein 3D- Beschleunigungssensor. Von Vorteil ist dabei, dass die Rucke oder Beschleunigungen vektoriell erfassbar sind, insbesondere in den zu einem kartesischen Koordinatensystem oder in den zu einem Zylinderkoordinatensystem zugehörigen Komponenten.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Anschluss für einen Temperatursensor auf der Leiterplatte bestückt. Von Vorteil ist dabei, dass nicht nur die Beschleunigung, sondern auch die Temperatur erfassbar ist oder weitere physikalische Größen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leiterplatte derart geeignet mit elektronischen Bauelementen bestückt, dass die Werte auf einem auf der Leiterplatte bestückten Speicher abspeicherbar sind und/oder dass die Werte berührungslos übertragbar sind, insbesondere an einen stationär angeordneten Rechner. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Auswertung der Daten durchführbar 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 Figur 1 ist ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Elektromotor mit einer Sensorvorrichtung dargestellt.
In der Figur 2 ist ein Querschnitt der Sensorvorrichtung gezeigt.
In der Figur 3 ist die Sensorvorrichtung explodiert in Schrägansicht aus einer ersten Blickrichtung dargestellt.
In der Figur 4 ist die Sensorvorrichtung explodiert in Schrägansicht aus einer zweiten Blickrichtung dargestellt.
Wie in den Figuren dargestellt, weist der erfindungsgemäße Elektromotor eine Rotorwelle 1 auf, welche mittels eines ersten Lagers 3, das in einem ersten Lagerflansch 7 aufgenommen ist und vorzugsweise als Festlager ausgeführt ist, und mittels eines zweiten Lagers 2, das in einem zweiten Lagerflansch 9 aufgenommen und vorzugsweise als Loslager ausgeführt ist, drehbar gelagert.
Zwischen dem ersten Lagerflansch 7 und dem zweiten Lagerflansch 9 ist ein Statorgehäuse 8 angeordnet. Beide Lagerflansche (7, 9) sind mit dem Statorgehäuse 8 verbunden, insbesondere mittels Schrauben oder mittels einer Zugstange.
Das Gehäuse des Elektromotors umfasst die beiden Lagerflansche (7, 9) und das Statorgehäuse 8.
Die Rotorwelle 1 ragt mit ihrem ersten axialen Endbereich aus dem Elektromotor axial, insbesondere also in Richtung der Drehachse der Rotorwelle 1 , aus dem Elektromotor hervor.
Am anderen axialen Endbereich der Rotorwelle 1 ist eine Sensorvorrichtung befestigt.
Hierzu ist stirnseitig eine Bohrung eingebracht, welche einen innenkonusförmigen Abschnitt aufweist, der in eine Gewindebohrung übergeht oder sich an eine Gewindebohrung anschließt. Ein Adapterteil 4 weist einen vorzugsweise zylindrischen Gewindebereich auf, der in die Gewindebohrung eingeschraubt ist. Ein außenkonusförmiger Bereich des Adapterteils 4 liegt an dem innenkonusförmigen Abschnitt der Bohrung an. Somit ist eine drehfeste Verbindung des Adapterteils 4 mit der Rotorwelle 1 bei gleichzeitiger hochpräziser Zentrierung erreichbar. Das Adapterteil 4 ist - mit Ausnahme des Gewindebereichs - ein rotationssymmetrisches Drehteil.
Durch geeignete Wahl des Außenkonuswinkels und des Innenkonuswinkels ist eine selbsthemmende Verbindung erreichbar.
Die Sensorvorrichtung weist ein Unterteil 5 auf, das im Adapterteil 4 aufnehmbar ist. Hierzu weist das Adapterteil 4 ein Innengewinde auf, das koaxial zu seinem Außengewinde ausgerichtet ist. Das Außengewinde des Unterteils 5 wird in das Innengewinde des Adapterteils 4 eingeschraubt. Somit ist eine hochpräzis ausgerichtete drehfeste Verbindung des Unterteils 5 mit dem Adapterteil 4 gewährleistet.
Das Deckelteil 21 ist auf das Unterteil 5 aufgesetzt und mit diesem verbunden.
Hierzu ist das wannenartige Unterteil 5 mit Klebstoff derart befüllt, dass nach Einsetzen einer Leiterplatte 23 zwischen der Leiterplatte 23 und dem Unterteil 5 der Klebstoff 20 angeordnet ist. Nach Einsetzen der Leiterplatte 23 und Aushärten des Klebstoffes ist die Leiterplatte stoffschlüssig steif angebunden an das Unterteil 5.
Die Leiterplatte 23 ist mit elektronischen Bauelementen beidseitig bestückt.
Auf seiner dem Unterteil 5 und dem Adapterteil 4 zugewandten Seite ist die Leiterplatte 23 mit einem Sensor 6 bestückt, welcher zur Detektion von Beschleunigungen geeignet ausgeführt ist.
Somit ist der Sensor 6 direkt in den Klebstoff 20 eingetaucht und dadurch steif angebunden an das Unterteil 5. In die Rotorwelle 1 eingetragene Stöße, insbesondere Axialstöße und/oder Querstöße, werden von der Rotorwelle 1 über das Adapterteil 4 ins Unterteil 5 und von diesem durch den ausgehärteten Klebstoff 20 zum Sensor 6 weitergeleitet. Auf der von der Rotorwelle 1 abgewandten Seite der Leiterplatte 23 ist die Leiterplatte mit einem Energiespeicher 22, insbesondere Akkumulator oder Batterie, bestückt. Denn auf der von der Rotorwelle 1 abgewandten Seite ist eine niedrigere Temperatur vorhanden als auf der der Rotorwelle 1 zugewandten Seite.
Zur Befestigung des Deckelteils 21 weist die Leiterplatte 23 durch die Leiterplatte 23 durchgehende Ausnehmungen 32, insbesondere durchgehende Löcher, auf.
Solange der Klebstoff 20 noch flüssig ist, oder schon vor Einlegen der Leiterplatte 23 in den flüssigen Klebstoff 20 werden Buchsenteile 30 in die Ausnehmungen 32 einsteckt, so dass diese Buchsenteile 30 beidseitig aus der Leiterplatte 23 herausragen und auf der dem Klebstoff 20 zugewandten Seite in den Klebstoff 20 hineinragen.
Die Buchsenteile 30 weisen jeweils ein Innengewinde auf.
Nach Aushärten des Klebstoffs wird das Deckelteil 21 auf das Unterteil 5 aufgesetzt und es werden Schrauben 31 durch das Deckelteil 21 durchgeschoben und mit ihrem Gewindebereich in das jeweilige Innengewinde des jeweiligen Buchsenteils 30 eingeschraubt. Die Schraubenköpfe der Schrauben 31 drücken dann auf die Außenseite des Deckelteils 21 , also auf die von dem Adapterteil 6 abgewandte Seite des Deckelteils 21.
Die Buchsenteile 30 sind wie auch die Leiterplatte 23 stoffschlüssig mittels des Klebstoffs mit dem Unterteil 5 verbunden.
Die Buchsenteile 30 weisen auch einen Außensechskantbereich oder einen Außenvierkantbereich auf, damit eine Demontage ermöglicht ist oder ein Gegendrehmoment beim Einschrauben der Schrauben 31 in die Buchsenteile 30 einleitbar ist.
Außerdem ist die Leiterplatte 23 auch mit Anschlüssen 40 für weitere Sensoren bestückt, insbesondere beispielsweise Temperatursensoren.
Die Leiterplatte 23 ist derart mit elektronischen Bauelementen, dem Sensor 6 und dem Energiespeicher 22 bestückt, dass mittels der so auf der Leiterplatte realisierten Signalelektronik die Werte der Beschleunigung vom Sensor 6 erfassbar sind und in einem auf der Leiterplatte 23 bestückten Speicher speicherbar sind. Die Signalelektronik ist aus dem Energiespeicher 22 versorgbar. Die erfassten Werte sind zeitnah und/oder zu einem späteren Zeitpunkt an einen stationär angeordneten Rechner vorzugsweise berührungslos übertragbar, insbesondere mittels WLAN oder Bluetooth.
Am Unterteil 5 zum Deckelteil 21 hin hervorragende Dombereiche 41 ausgeformt sind, welche durch entsprechende Ausnehmungen der Leiterplatte 23 hindurchragen, insbesondere zur Positionierung der Leiterplatte 23, insbesondere bei noch flüssigem Klebstoff oder noch flüssiger Vergussmasse bei der Herstellung.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt Klebstoff Vergussmasse verwendet.
Bezugszeichenliste
1 Rotorwelle
2 Lager, insbesondere Loslager
3 Lager, insbesondere Festlager
4 Adapterteil
5 Unterteil
6 Sensor
7 Lagerflansch
8 Statorgehäuse
9 Lagerflansch
20 Klebstoff
21 Deckelteil
22 Energiespeicher, insbesondere Akkumulator oder Batterie
23 Leiterplatte
30 Buchsenteil
31 Schraube
32 Ausnehmung, Loch
40 Anschluss für Temperatursensor
41 Dombereich

Claims

Patentansprüche:
1. Elektromotor mit einer drehbar gelagerten Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterteil mit der Rotorwelle, insbesondere über ein zwischengeordnetes Adapterteil, verbunden ist, insbesondere wobei das Unterteil wannenförmig ausgebildet ist, wobei im Unterteil eine Leiterplatte angeordnet ist, auf der ein Sensor bestückt ist, wobei zwischen dem Unterteil und dem Sensor ausgehärteter Klebstoff und/oder ausgehärtete Vergussmasse angeordnet ist, insbesondere so, dass der Sensor mittels des Klebstoffs oder mittels der Vergussmasse stoffschlüssig mit dem Unterteil verbunden ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein oder das Adapterteil, insbesondere an einer Stirnseite der Rotorwelle, mit der Rotorwelle verbunden ist, wobei auf der von der Rotorwelle abgewandten Seite des Adapterteils das Unterteil, insbesondere das wannenförmige Unterteil, mit dem Adapterteil verbunden ist, wobei auf der vom Adapterteil abgewandten Seite ein Deckelteil mit dem Unterteil verbunden ist, so, dass die Leiterplatte von dem aus dem Unterteil und dem Deckelteil gebildeten Gehäuse eingehaust ist.
3. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der mit dem Sensor und elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatte und dem Unterteil angeordnete Raumbereich mit dem Klebstoff oder der Vergussmasse gefüllt ist.
4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zumindest teilweise von dem Klebstoff oder der Vergussmasse umgeben ist.
5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff oder die Vergussmasse im Unterteil aufgenommen sind.
6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle stirnseitig eine Bohrung aufweist, welche einen innenkonusförmigen Abschnitt und einen Innengewindeabschnitt aufweist, insbesondere welcher an den konusförmigen Abschnitt angrenzt.
7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterteil einen Außengewindeabschnitt und einen außenkonusförmigen Abschnitt, insbesondere an einem ausgeprägten, in die Bohrung der Rotorwelle hineinragenden Stiftbereich, aufweist, wobei der Außengewindeabschnitt in den Innengewindeabschnitt eingeschraubt ist und der außenkonusförmige Abschnitt am innenkonusförmigen Abschnitt anliegt, insbesondere zur Bewirkung von Selbsthemmung.
8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterteil einen Innengewindeabschnitt aufweist, in den ein Außengewindeabschnitt des Unterteils, insbesondere eines am Unterteil ausgeprägten in den Innengewindeabschnitt hineinragenden und/oder geschraubten weiteren Stiftbereichs, eingeschraubt ist.
9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiespeicher auf der von der Rotorwelle abgewandten Seite der Leiterplatte bestückt ist, insbesondere welcher die elektronischen Bauelemente und den Sensor versorgt.
10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte zumindest eine Ausnehmung aufweist, durch welche ein Buchsenteil in den Klebstoff oder die Vergussmasse hindurchragt, wobei das Buchsenteil ein Innengewinde aufweist, wobei eine durch das Deckelteil hindurchragende Schraube in das Buchsenteil eingeschraubt ist, deren Schraubenkopf das Deckelteil zum Unterteil hindrückt, insbesondere wobei das Buchsenteil an seinem äußeren Umfang einen Außensechskantbereich aufweist, insbesondere zum schnellen und einfachen Lösen oder Demontieren.
11. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle mittels eines ersten Lagers und eines zweiten Lagers drehbar gelagert ist, wobei dasjenige der beiden Lager, welches einen geringeren Abstand zum Unterteil aufweist, als Festlager ausgeführt ist und das andere der beiden Lager als Loslager ausgeführt ist.
12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager in einem ersten Lagerflansch und das zweite Lager in einem zweiten Lagerflansch aufgenommen ist, wobei ein Statorgehäuse mit dem ersten Lagerflansch und mit dem zweiten Lagerflansch verbunden ist, wobei das Statorgehäuse zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerflansch angeordnet ist.
13. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Unterteil zum Deckelteil hin hervorragende Dombereiche ausgeformt sind, welche durch entsprechende Ausnehmungen der Leiterplatte hindurchragen, insbesondere zur Positionierung der Leiterplatte, insbesondere bei noch flüssigem Klebstoff oder noch flüssiger Vergussmasse bei der Herstellung.
14. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor die Werte der Komponenten eines dreidimensionalen Beschleunigungsvektors erfasst und/oder dass der Sensor ein 3D-Beschleunigungssensor ist.
15. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluss (40) für einen Temperatursensor auf der Leiterplatte bestückt ist und/oder dass die Leiterplatte derart geeignet mit elektronischen Bauelementen bestückt ist, dass die Werte auf einem auf der Leiterplatte bestückten Speicher abspeicherbar sind und/oder dass die Werte berührungslos übertragbar sind, insbesondere an einen stationär angeordneten Rechner.
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