WO2023041398A1 - Electric motor having a rotatably mounted rotor shaft - Google Patents
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Definitions
- 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.
- 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 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 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 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.
- sealing compound is used instead of adhesive.
Abstract
The invention relates to an electric motor having a rotatably mounted rotor shaft, wherein: a lower part is connected to the rotor shaft, in particular via an interposed adapter part, the lower part in particular being trough-shaped; a printed circuit board is located in the lower part, on which printed circuit board a sensor is mounted; and cured adhesive and/or cured potting compound is located between the lower part and the sensor, in particular such that the sensor is bonded to the lower part by means of the adhesive or by means of the potting compound.
Description
Elektromotor mit einer drehbar gelagerten Rotorwelle Electric motor with a rotatably mounted rotor shaft
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einer drehbar gelagerten Rotorwelle. The invention relates to an electric motor with a rotatably mounted rotor shaft.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor mit einer drehbar gelagerten Rotorwelle ausgeführt ist. It is generally known that an electric motor is designed with a rotatably mounted rotor shaft.
Aus der DE 10 2008 037 737 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Elektromotor mit Winkelsensor bekannt. An electric motor with an angle sensor is known from DE 10 2008 037 737 A1 as the closest prior art.
Aus der DE 10 2011 004 366 A1 ist eine Sensoranordnung zum Bestimmen eines Drehwinkels bekannt. A sensor arrangement for determining a rotation angle is known from DE 10 2011 004 366 A1.
Aus der DE 10 2019 002 748 A1 ist ein Elektromotor, aufweisend eine Rotorwelle und einen Winkelsensor, bekannt. An electric motor having a rotor shaft and an angle sensor is known from DE 10 2019 002 748 A1.
Aus der US 2012 / 0 017 677 A1 ist ein Coriolis-Sensor bekannt. A Coriolis sensor is known from US 2012/0 017 677 A1.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor weiterzubilden, wobei die Betriebssicherheit erhöht sein soll. The invention is therefore based on the object of further developing an electric motor, in which case operational reliability should be increased.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. According to the invention, the object is achieved with the electric motor according to the features specified in claim 1.
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. Important features of the invention in the electric motor are that 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.
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. 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.
Außerdem ist erfassbar, welche Belastungen auftreten und dann der Elektromotor durch einen anderen Elektromotor ersetzbar, welcher den Belastungen in ausreichendem Maß standhält. In addition, it can be detected which loads occur and the electric motor can then be replaced by another electric motor which can withstand the loads to a sufficient extent.
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. In an advantageous embodiment, 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 advantage here is that the adapter part is connected to the rotor shaft and also to the lower part. For example, 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.
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. In an advantageous embodiment, 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.
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. In an advantageous embodiment, the sensor 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.
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. In an advantageous embodiment, the adhesive or the casting compound is accommodated in the lower part. The advantage here is that 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 .
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. In an advantageous embodiment, 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 advantage here is that simple production is made possible and self-locking is achievable.
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. In an advantageous embodiment, 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 advantage here is that simple production is made possible.
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. In an advantageous embodiment, 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. The advantage here is that simple production is made possible and self-locking is achievable. In an advantageous embodiment, 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.
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. In an advantageous embodiment, 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 advantage here is that stable attachment of the socket parts is made possible.
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. In an advantageous embodiment, 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. The advantage here is that 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.
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. In an advantageous embodiment, 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. The advantage here is that a stable bearing of the rotor shaft can be achieved.
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. In an advantageous embodiment, 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.
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. In an advantageous embodiment, the sensor detects the values of the components of a three-dimensional acceleration vector and/or the sensor is a 3D acceleration sensor. The advantage here is that 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.
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. In an advantageous embodiment, a connection for a temperature sensor is fitted on the printed circuit board. The advantage here is that not only the acceleration but also the temperature can be recorded or other physical variables.
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. In an advantageous embodiment, 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.
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: Further advantages result from the dependent claims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further meaningful combinations of claims and/or individual claim features and/or features of the description and/or the figures, in particular from the task and/or the task posed by comparison with the prior art. The invention will now be explained in more detail using schematic illustrations:
In der Figur 1 ist ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Elektromotor mit einer Sensorvorrichtung dargestellt. FIG. 1 shows a longitudinal section through an electric motor according to the invention with a sensor device.
In der Figur 2 ist ein Querschnitt der Sensorvorrichtung gezeigt. FIG. 2 shows a cross section of the sensor device.
In der Figur 3 ist die Sensorvorrichtung explodiert in Schrägansicht aus einer ersten Blickrichtung dargestellt. FIG. 3 shows the exploded sensor device in an oblique view from a first viewing direction.
In der Figur 4 ist die Sensorvorrichtung explodiert in Schrägansicht aus einer zweiten Blickrichtung dargestellt. FIG. 4 shows the exploded sensor device in an oblique view from a second viewing direction.
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. As shown in the figures, 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.
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. 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.
Das Gehäuse des Elektromotors umfasst die beiden Lagerflansche (7, 9) und das Statorgehäuse 8. The housing of the electric motor includes the two bearing flanges (7, 9) and the stator housing 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. 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 .
Am anderen axialen Endbereich der Rotorwelle 1 ist eine Sensorvorrichtung befestigt. A sensor device is attached to the other axial end area of the rotor shaft 1 .
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. For this purpose, 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. Thus, a non-rotatable connection of the adapter part 4 to the rotor shaft 1 can be achieved with simultaneous high-precision centering. With the exception of the threaded area, the adapter part 4 is a rotationally symmetrical turned part.
Durch geeignete Wahl des Außenkonuswinkels und des Innenkonuswinkels ist eine selbsthemmende Verbindung erreichbar. A self-locking connection can be achieved by suitably selecting the outer cone angle and the inner cone angle.
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. The sensor device has a lower part 5 which can be accommodated in the adapter part 4 . For this purpose, 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 . Thus, a highly precisely aligned non-rotatable connection of the lower part 5 to the adapter part 4 is ensured.
Das Deckelteil 21 ist auf das Unterteil 5 aufgesetzt und mit diesem verbunden. The cover part 21 is placed on the lower part 5 and connected to it.
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. For this purpose, 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.
Die Leiterplatte 23 ist mit elektronischen Bauelementen beidseitig bestückt. The circuit board 23 is equipped with electronic components on both sides.
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. 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.
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. 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. 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 .
Zur Befestigung des Deckelteils 21 weist die Leiterplatte 23 durch die Leiterplatte 23 durchgehende Ausnehmungen 32, insbesondere durchgehende Löcher, auf. For fastening the cover part 21, the circuit board 23 has recesses 32 through the circuit board 23, in particular through holes.
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. As long as the adhesive 20 is still liquid, or before the circuit board 23 is placed in the liquid adhesive 20, 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.
Die Buchsenteile 30 weisen jeweils ein Innengewinde auf. The socket parts 30 each have an internal thread.
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. After the adhesive has hardened, 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.
Die Buchsenteile 30 sind wie auch die Leiterplatte 23 stoffschlüssig mittels des Klebstoffs mit dem Unterteil 5 verbunden. Like the printed circuit board 23 , the socket parts 30 are connected to the lower part 5 in a material-to-material manner by means of the adhesive.
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. 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 .
Außerdem ist die Leiterplatte 23 auch mit Anschlüssen 40 für weitere Sensoren bestückt, insbesondere beispielsweise Temperatursensoren. In addition, the printed circuit board 23 is also equipped with connections 40 for additional sensors, in particular, for example, temperature sensors.
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. 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.
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. 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.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt Klebstoff Vergussmasse verwendet.
In further exemplary embodiments according to the invention, sealing compound is used instead of adhesive.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Rotorwelle 1 rotor shaft
2 Lager, insbesondere Loslager 2 bearings, especially floating bearings
3 Lager, insbesondere Festlager 3 bearings, especially fixed bearings
4 Adapterteil 4 adapter part
5 Unterteil 5 base
6 Sensor 6 sensors
7 Lagerflansch 7 bearing flange
8 Statorgehäuse 8 stator housing
9 Lagerflansch 9 bearing flange
20 Klebstoff 20 glue
21 Deckelteil 21 lid part
22 Energiespeicher, insbesondere Akkumulator oder Batterie22 Energy storage, in particular accumulator or battery
23 Leiterplatte 23 circuit board
30 Buchsenteil 30 socket part
31 Schraube 31 screw
32 Ausnehmung, Loch 32 recess, hole
40 Anschluss für Temperatursensor 40 Connection for temperature sensor
41 Dombereich
41 cathedral area
Claims
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.
1. Electric motor with a rotatably mounted rotor shaft, characterized in that a lower part is connected to the rotor shaft, in particular via an intermediate adapter part, in particular wherein the lower part is trough-shaped, with a circuit board being arranged in the lower part, on which a sensor is fitted , wherein cured adhesive and/or cured casting compound is 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.
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. 2. Electric motor according to claim 1, characterized in that one or the adapter part, in particular on an end face of the rotor shaft, is connected to 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 is connected, wherein on the side facing away from the adapter part, a cover part is connected to the lower part, so that the printed circuit board is enclosed by the housing formed from the lower part and the cover part.
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. 3. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the space arranged 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.
4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zumindest teilweise von dem Klebstoff oder der Vergussmasse umgeben ist. 4. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor is at least partially surrounded by the adhesive or the potting compound.
5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff oder die Vergussmasse im Unterteil aufgenommen sind.
5. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesive or the potting compound are accommodated in the lower part.
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. 6. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor shaft has a bore on the front side, which has an inner cone-shaped section and an inner thread section, in particular which adjoins the cone-shaped section.
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. 7. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that 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 on Inner cone-shaped section rests, in particular to effect self-locking.
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. 8. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the adapter part has an internally threaded section into which an externally threaded section of the lower part, in particular a further pin area which is pronounced on the lower part and protrudes and/or is screwed into the internally threaded section, is screwed.
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.
9. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that an energy store is fitted on the side of the circuit board facing away from the rotor shaft, in particular which supplies the electronic components and the sensor.
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. 10. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that 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 is whose screw head pushes the cover part towards the lower part, in particular the socket part having an external hexagon area on its outer circumference, in particular for quick and easy loosening or dismantling.
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. 11. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor shaft is rotatably mounted by means of a first bearing and a second bearing, wherein that of the two bearings which has a smaller distance to the lower part is designed as a fixed bearing and the other of the two Bearing is designed as a floating bearing.
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.
12. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the first bearing is accommodated in a first bearing flange and the second bearing in a second bearing flange, a stator housing being connected to the first bearing flange and to the second bearing flange, the stator housing being between the first and the second bearing flange is arranged.
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. 13. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that projecting dome areas are formed on the lower part towards the cover part, which 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 production.
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. 14. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor detects the values of the components of a three-dimensional acceleration vector and/or that the sensor is a 3D acceleration sensor.
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.
15. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that a connection (40) for a temperature sensor is fitted on the circuit board and/or that the circuit board is suitably fitted with electronic components such that the values are stored in a memory fitted on the circuit board can be stored and/or that the values can be transmitted without contact, in particular to a stationary computer.
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