WO2024099727A1 - Elektromotor mit statorgehäuse - Google Patents

Elektromotor mit statorgehäuse Download PDF

Info

Publication number
WO2024099727A1
WO2024099727A1 PCT/EP2023/079052 EP2023079052W WO2024099727A1 WO 2024099727 A1 WO2024099727 A1 WO 2024099727A1 EP 2023079052 W EP2023079052 W EP 2023079052W WO 2024099727 A1 WO2024099727 A1 WO 2024099727A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric motor
terminal box
circuit board
motor according
support arm
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/079052
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel Heil
Volker Masuch
Tobias Stark
Frank Hartmann
Woldemar OTT
Alexander Brenner
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & 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 & Co. Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2024099727A1 publication Critical patent/WO2024099727A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements
    • 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
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • 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
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics

Definitions

  • the invention relates to an electric motor with a stator housing.
  • the invention is therefore based on the object of developing an electric motor, whereby increased safety can be achieved.
  • the object is achieved in the electric motor according to the features specified in claim 1.
  • a terminal box lower part is arranged on the stator housing, in particular molded and/or cast or connected by means of screws, wherein to form a terminal box of the electric motor, a terminal box upper part is placed on the terminal box lower part and connected, in particular connected by means of screws, wherein a box formed from a lower part and an upper part is accommodated in the terminal box, wherein a support arm is formed on the upper part, by which a sensor is pressed against the inner wall of the terminal box lower part, in particular pressed against it in an elastically prestressed manner.
  • the advantage here is that even if the box formed by the lower part and the upper part is not firmly connected to the junction box formed by the junction box lower part and the junction box upper part, the sensor is pressed sufficiently strongly against the junction box lower part and thus the measured values can be reliably recorded, especially with a high signal-to-noise ratio.
  • the box can be made of plastic and therefore acts as additional electrical insulation for the electrical cables arranged in the box compared to the metal junction box.
  • the production is easy to carry out by inserting the plastic box into the metal connection box and the sensor is put into the pressure position, in particular by pressing it against the inner wall of the connection box base.
  • the plastic box is pressed against the inner wall by the elastic pre-tension of the support arm being built up. This ensures safe operation even in the event of strong vibrations because the sensor is pressed firmly against the inner wall of the connection box base.
  • the terminal box bottom part and/or the terminal box top part are made of metal.
  • the advantage here is that the plastic box is protected by the terminal box against influences from the external environment. This also contributes to increased safety.
  • the lower part and the upper part are made of plastic.
  • the advantage here is that an elastic plastic can be used.
  • the plastic is more elastic, in particular it has a higher modulus of elasticity, than the material of the lower part of the junction box and/or the upper part of the junction box. Increased insulation strength and thus safety can be achieved.
  • the support arm has an area, in particular the end area, in which the wall thickness of the support arm decreases strictly monotonically with decreasing distance from the sensor, in particular with the area being arranged closer to the sensor than all other areas of the support arm.
  • the advantage here is that the elasticity of the support arm increases in the area of the sensor and thus manufacturing tolerances can be better compensated when the sensor is pressed on, in particular with essentially unchanged pressing force.
  • the upper part is connected to the lower part with clips. The advantage of this is that it enables quick and easy production and a secure connection can be provided.
  • the upper part of the terminal box is connected to the lower part of the terminal box by means of screws, in particular by being pressed onto the lower part of the terminal box by screws.
  • the advantage here is that a mechanically strong connection is achieved that is so strong that structure-borne noise can only be introduced from the lower part of the terminal box into the upper part of the terminal box with little or negligible losses.
  • the contact surface is preferably designed to be wide enough so that a high contact force applied by screws can be introduced and the structure-borne noise can be transmitted with little loss.
  • the senor is mounted on a piece of circuit board which is mounted on the support arm, in particular is adhesively connected to the support arm and/or is attached to the support arm using screws.
  • the advantage here is that a good acoustic coupling can be achieved through the stable mounting in the support arm and the elastic pressing against the inner wall. This means that a high signal-to-noise ratio can be achieved when detecting structure-borne noise, in particular a very good measurement signal is available, which in turn enables safe operation and thus increases safety.
  • the circuit board piece is electrically connected to the other circuit board by means of a flexible circuit board section.
  • the advantage here is that the flexible circuit board section connects on the one hand and can be bent on the other hand, in particular bent by up to 90°, so that the circuit board piece is not aligned parallel to the other circuit board.
  • the elastic pressing can therefore be provided aligned perpendicular to the direction in which the plastic box is inserted into the receptacle formed on the lower part of the connection box.
  • the insertion direction is a radial direction in relation to the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor.
  • the pressing force is essentially aligned in the axial direction.
  • the flexible circuit board section is arranged on the support arm, in particular connected to the support arm. It is advantageous that the support arm can be designed to be curved and/or at least allows the pressing force to be non-parallel to the insertion direction.
  • the flexible circuit board section is a PCB part, in particular a flexible and/or thin PCB part. The advantage here is that the flexible circuit board section can be produced in a simple and cost-effective manner and the deflection by 90° can be achieved in a simple manner.
  • the flexible circuit board section has conductor tracks which are arranged on a material which comprises at least polyimide, in particular and an adhesive.
  • a flexible, i.e. elastic, carrier material can be used in a simple and cost-effective manner.
  • a flexible circuit board is used as the flexible circuit board section.
  • the advantage here is that mass production is applicable and thus cost-effective provision is possible.
  • the circuit board piece is received in the support arm in a form-fitting manner, in particular and materially connected to the support arm.
  • the advantage here is that the circuit board piece is received in the support arm in a well-defined manner and can be pressed against the inner wall or is even connected to the support arm, so that the circuit board piece is precisely guided by the upper part of the box, in particular the plastic box.
  • the support arm is made of a material with a higher modulus of elasticity than the lower part of the terminal box.
  • the lower part is inserted and/or clipped into a receiving area formed on the lower part of the terminal box.
  • the advantage here is that the receiving area is easy to carry out.
  • the receiving area can even be carried out without play, in particular in the absence of acceleration, i.e. in the static case.
  • a maximum acceleration in particular instantaneous acceleration, which This creates a play when holding the box, but this can be prevented by the elastic pre-tensioning of the support arm.
  • a circuit board stack is arranged in the box formed from the upper part and the lower part, wherein the circuit board stack has circuit boards equipped with components, which are spaced apart from one another and arranged parallel to one another.
  • Figure 1 shows an area of an opened connection box of an electric motor according to the invention in an oblique view.
  • Figure 2 shows a sectional view corresponding to the area.
  • Figure 3 shows an upper part 2 in an oblique view.
  • the electric motor has a stator housing in which the stator winding of the electric motor is accommodated, and a terminal box, the terminal box lower part 4 of which is either designed in one piece with the stator housing, in particular as a single piece, or the terminal box lower part 4 of which is connected to the stator housing.
  • the terminal box base 4 is preferably made of metal, in particular like the stator housing of the electric motor.
  • a terminal box upper part 6 is placed on the terminal box lower part 4, in particular to form the terminal box.
  • the contact surface formed between the terminal box upper part 6 and the terminal box lower part 4 is contained in a contact plane.
  • connection means The winding wire ends of the stator winding of the electric motor are led into the terminal box and electrically connected to the connection means arranged there.
  • supply lines coming from the outside environment are led into the terminal box and electrically connected to the connection means.
  • the supply lines are either connected to a three-phase network or to the AC voltage side connections of an inverter or converter.
  • the terminal box contains a box made up of a lower part 1 and an upper part 2.
  • the lower part 1 is inserted into a receptacle on the terminal box lower part 4. and connected in a force-locking manner.
  • a positive connection such as a clip connection and/or screw connection, is also provided, whereby the clip connection enables particularly quick and easy production and maintenance.
  • the upper part 2 is connected to the lower part 1, in particular by means of a clip connection.
  • e are preferably formed on the lower part 1, which encompass the upper part 2 and wherein projections formed on the e, in particular nose-shaped projections, engage behind a respective recess formed on the upper part 2.
  • the upper part 2 and the lower part 1 are made of plastic, they can be elastically deflected and/or deformed.
  • the e extend in a direction radial to the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor, in particular which is aligned parallel to the normal direction of the contact plane present between the terminal box lower part 4 and the terminal box upper part 6 and/or the contact plane present between the upper part 2 and the lower part 1.
  • the normal direction of the contact plane is aligned parallel to the plug-in direction used when placing the terminal box upper part 6 on the terminal box lower part 4 and/or to the plug-in direction used when placing the upper part 2 on the lower part 1 in order to activate the clip connection.
  • the contact plane comprises at least a partial area of the contact surface between the terminal box upper part 6 and the terminal box lower part 4 and/or a partial area of the contact surface between the upper part 2 and the lower part 1.
  • a printed circuit board stack 23 which has a signal electronics, in particular which comprises a data node and/or is designed as a bus participant and has a brake rectifier.
  • the circuit board stack 23 is attached to the lower part 1.
  • Another circuit board 21 is attached to the upper part 2.
  • a support arm 3 is formed on the upper part 2. This support arm 3 preferably protrudes in the axial direction and presses a sensor arrangement attached to it or accommodated therein against the inner wall of the connection box lower part 4.
  • the sensor arrangement preferably has an acceleration sensor, in particular a structure-borne sound sensor.
  • the sensor arrangement also has a temperature sensor.
  • the sensor arrangement is preferably mounted on a circuit board piece which is connected via a flexible, thin PCB part to the further circuit board 21 which is fastened to the upper part 2.
  • the support arm 3 is thin and can therefore also be elastically deformed. This means that during assembly, by placing the upper part 2 on the lower part 1, an elastic pre-tension can be generated which permanently presses the sensor arrangement against the inner wall of the terminal box lower part 4.
  • the terminal box base 4 is made of metal, the sensor arrangement pressed against the inner wall is well coupled with respect to temperature and structure-borne sound.
  • the support arm 3 is supported on the box formed from the lower part 1 and the upper part 2.
  • the box itself in particular the lower part 1, is accommodated in a holder formed on the terminal box lower part 4 and is positively connected, in particular preferably clip-connected, to the terminal box lower part 4, but the box is only arranged in the terminal box lower part 4 with play when there are vibrations.
  • the box is made of plastic, i.e. a more elastic material than the metal of the terminal box lower part 4. Therefore, in contrast to the terminal box lower part 4, the box is a less rigid body, especially when there are high accelerations and/or strong vibrations. From a dynamic point of view, i.e. with regard to vibrations, the support arm 3 is therefore supported on the inert mass of the box.
  • a plastic box is formed from the lower part 1 and the upper part 2.
  • the lower part 1 can in turn be made from several pieces, in particular from two or more pieces clipped together.
  • a support arm 3 is formed on the upper part 2, which presses the sensor arranged on a circuit board piece 5 against the inner wall of the connection box lower part 4, wherein the circuit board piece 5 with the sensor is spaced apart from the rest of the upper part 2, in particular the rest of the upper part 2 that remains when the support arm 3 is removed.
  • the plastic box is accommodated in the metallic box formed from the connection box lower part 4 and the connection box upper part 6 and, at least in the case of vibrations of an amplitude that exceeds a critical level or in the case of acceleration that exceeds a critical level, in particular instantaneous acceleration, the plastic box is accommodated in the metallic box with play and connected in a form-fitting manner.
  • the elastic pressing of the support arm 3 prevents the plastic box from rattling in the metal box.
  • the plastic box offers a high inertial mass.
  • an evaluation electronics which evaluates the signals from the sensor.
  • this further circuit board also has a connector part which is electrically connected to a mating connector part which is mounted on a circuit board of the circuit board stack 23.
  • the circuit boards of the circuit board stack are equipped with components so that a signal electronics is formed from them which is designed as a bus participant.
  • a rectifier acting as a brake rectifier is provided which is supplied with alternating voltage and supplies a coil winding from its DC voltage side connection which is arranged in the electric motor and is surrounded by an electromagnetically actuated brake. When the coil winding is energized, the brake is released and when it is not energized, the brake is applied.
  • the terminal box base 4 is connected to the stator housing by means of screws, in which bearings are housed for the rotatable mounting of the rotor shaft.
  • the structure-borne noise introduced by the bearings is thus transmitted to the sensor with only minimal losses and can therefore be detected with a high signal-to-noise ratio.
  • the electrical plug connection between the additional circuit board 21 and the circuit board stack 23 enables the box to be manufactured quickly and easily.
  • the support arm 3 is manufactured as a separate part and connected to the upper part 2.
  • a connector area is preferably formed on the lower part 1, in which the
  • Supply lines and/or stator winding lines can be plugged into a connector fitted to them.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Elektromotor mit Statorgehäuse, wobei am Statorgehäuse ein Anschlusskastenunterteil angeordnet ist, wobei zur Bildung eines Anschlusskastens des Elektromotors ein Anschlusskastenoberteil auf das Anschlusskastenunterteil aufgesetzt und verbunden ist, wobei im Anschlusskasten ein aus einem Unterteil und einem Oberteil gebildeter Kasten aufgenommen ist, wobei am Oberteil ein Tragarm ausgebildet ist, von welchem ein Sensor gegen die Innenwand des Anschlusskastenunterteils gedrückt wird.

Description

Elektromotor mit Statorgehäuse
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit Statorgehäuse.
Sogenannte Flexible Leiterplatten sind allgemein bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor weiterzubilden, wobei eine erhöhte Sicherheit erreichbar sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor mit Statorgehäuse sind, dass am Statorgehäuse ein Anschlusskastenunterteil angeordnet ist, insbesondere angeformt und/oder angegossen angeordnet oder mittels Schrauben verbunden ist, wobei zur Bildung eines Anschlusskastens des Elektromotors ein Anschlusskastenoberteil auf das Anschlusskastenunterteil aufgesetzt und verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben verbunden ist, wobei im Anschlusskasten ein aus einem Unterteil und einem Oberteil gebildeter Kasten aufgenommen ist, wobei am Oberteil ein Tragarm ausgebildet ist, von welchem ein Sensor gegen die Innenwand des Anschlusskastenunterteils gedrückt wird, insbesondere elastisch vorgespannt angedrückt wird.
Von Vorteil ist dabei, dass auch wenn der aus Unterteil und Oberteil gebildete Kasten nicht fest verbunden ist mit dem aus Anschlusskastenunterteil und Anschlusskastenoberteil gebildeten Anschlusskasten, der Sensor genügend stark am Anschlusskastenunterteil angedrückt ist und somit die Messwerte sicher erfassbar sind, insbesondere also mit einem großen Signal-Rausch-Verhältnis. Dadurch ist eine erhöhte Sicherheit erreichbar; denn der Kasten ist aus Kunststoff ausführbar und fungiert daher als zusätzliche elektrische Isolierung der im Kasten angeordneten elektrische Leitungen gegenüber dem metallischen Anschlusskasten.
Außerdem ist die Herstellung einfach ausführbar, indem der Kunststoffkasten in den metallischen Anschlusskasten eingesteckt wird und dabei der Sensor in die Andruckstellung kommt, insbesondere also an die Innenwand des Anschlusskastenunterteils gedrückt wird. Beim Einstecken wird der Kunststoffkasten an die Innenwand angedrückt, indem beim Einstecken die elastische Vorspannung des Tragarms aufgebaut wird. Dies gewährleistet auch bei starken Schwingungen die Sicherheit des Betriebs, weil der Sensor an der Innenwand des Anschlusskastenunterteils gut angedrückt ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das Anschlusskastenunterteil und/oder das Anschlusskastenoberteil aus Metall gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass der Kunststoffkasten gegen aus der äußeren Umgebung herkommende Einwirkungen durch den Anschlusskasten geschützt ist. Somit trägt dies auch zu einer erhöhten Sicherheit bei.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das Unterteil und das Oberteil aus Kunststoff gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass ein elastischer Kunststoff verwendbar ist. Der Kunststoff ist dabei elastischer, insbesondere also weist ein höheres Elastizitätsmodul auf, als das Material des Anschlusskastenunterteils und/oder Anschlusskastenoberteils. Eine erhöhte Isolierfestigkeit und somit auch Sicherheit ist erreichbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Tragarm einen Bereich, insbesondere Endbereich, auf, in welchem die Wandstärke des Tragarms mit abnehmendem Abstand zum Sensor streng monoton abnimmt, insbesondere wobei der Bereich näher am Sensor angeordnet ist als alle anderen Bereiche des Tragarms. Von Vorteil ist dabei, dass die Elastizität des Tragarms im Bereich des Sensors zunimmt und somit beim Andrücken des Sensors auch Fertigungstoleranzen besser ausgleichbar sind, insbeosndere bei im Wesentlichen unveränderter Andruckkraft. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das Oberteil mit dem Unterteil klipsverbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine schnelle einfache Herstellung ermöglicht ist und eine sichere Verbindung bereitstellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Anschlusskastenoberteil mittels Schrauben mit dem Anschlusskastenunterteil verbunden, insbesondere und von Schrauben ans Anschlusskastenunterteil angedrückt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine mechanisch derart feste Anbindung erreicht ist, dass Körperschall nur mit geringen oder vernachlässigbaren Verlusten vom Anschlusskastenunterteil ins Anschlusskastenoberteil einleitbar ist. Dabei ist die Berührfläche vorzugsweise genügend breit ausgeführt, damit eine von Schrauben aufgebrachte hohe Anpresskraft einleitbar ist und der Körperschall mit geringen Verlusten durchleitbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor auf einem Leiterplattenstück bestückt, welches am Tragarm aufgenommen ist, insbesondere mit dem Tragarm klebeverbunden und/oder mittels Schrauben am Tragarm befestigt ist. Von Vorteil ist dabei, dass durch die stabile Aufnahme im Tragarm und das elastische Andrücken an die Innenwand eine schalltechnisch gute Ankoppelung erreichbar ist. Somit ist beim Erfassen des Körperschalls ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis erreichbar, insbesondere also ein sehr gutes Messsignal erhältlich, was wiederum den sicheren Betrieb ermöglicht und somit die Sicherheit erhöht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Leiterplattenstück mittels eines flexiblen Leiterplattenabschnitts mit der weiteren Leiterplatte elektrisch verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass der flexible Leiterplattenabschnitt einerseits verbindet und andererseits gebogen, insbesondere um bis zu 90° gebogen, anordenbar ist, sodass das Leiterplattenstück nicht parallel zur weiteren Leiterplatte ausgerichtet ist. Das elastische Andrücken ist also senkrecht zur Einsteckrichtung des Kunststoffkastens in die am Anschlusskastenunterteil ausgeformte Aufnahme ausgerichtet vorsehbar. Die Einsteckrichtung ist in Bezug auf die Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors eine radiale Richtung. Die Andrückkraft ist im Wesentlichen in axialer Richtung ausgerichtet.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der flexible Leiterplattenabschnitt am Tragarm angeordnet, insbesondere mit dem Tragarm verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass der Tragarm gebogen ausführbar ist und/oder zumindest die Nicht-Parallelität der Andrückkraft zur Einsteckrichtung ermöglicht. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der flexible Leiterplattenabschnitt ein PCB-Teil, insbesondere ein flexibles und/oder dünn ausgeführten PCB-Teil. Von Vorteil ist dabei, dass der flexible Leiterplattenabschnitt in einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar ist und die Umlenkung um 90° in einfacher Weise erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der flexible Leiterplattenabschnitt Leiterbahnen auf, welche auf einem Material angeordnet sind, das zumindest Polyimid, insbesondere und einen Klebstoff, aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass ein flexibles, also elastisches Trägermaterial in einfacher und kostengünstiger Weise verwendbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist als flexibler Leiterplattenabschnitt eine Flexible Leiterplatte verwendet. Von Vorteil ist dabei, dass eine Massenfertigung anwendbar ist und somit kostengünstige Bereitstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Leiterplattenstück formschlüssig im Haltearm aufgenommen, insbesondere und stoffschlüssig mit dem Haltearm verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass das Leiterplattenstück wohldefiniert im Tragarm aufgenommen ist und an die Innenwand andrückbar ist oder sogar mit dem Tragarm verbunden ist, so dass das Leiterplattenstück präzise geführt ist vom Oberteil des Kastens, insbesondere Kunststoffkastens.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Haltearm aus einem Material mit einem höheren Elastizitätsmodul ausgeführt als das Anschlusskastenunterteil. Von Vorteil ist dabei, dass bei Schwingungen die maximale Beschleunigung proportional zum Quadrat der Schwingfrequenz und proportional zur Amplitude der Schwingung ist. Somit wäre auch bei statisch verschwindendem Spiel bei hohen Frequenzen die Aufnahme des Kastens spielbehaftet, wenn die elastische Auslenkung des Tragarms nicht vorhanden wäre.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Unterteil in einen am Anschlusskastenunterteil ausgeformten Aufnahmebereich eingesteckt und/oder eingeklipst. Von Vorteil ist dabei, dass die Aufnahme einfach ausführbar ist. Außerdem ist die Aufnahme sogar spielfrei ausführbar, insbesondere fehlender Beschleunigung, also im statischen Fall. Im dynamischen Fall allerdings wirkt eine maximale Beschleunigung, insbesondere Momentanbeschleunigung, die ein Spiel bei der Aufnahme des Kastens erzeugbar macht, das aber verhinderbar ist durch die elastische Vorspannung des Tragarms.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem aus dem Oberteil und dem Unterteil gebildeten Kasten ein Leiterplattenstapel angeordnet, wobei der Leiterplattenstapel mit Bauelementen bestückte Leiterplatten aufweist, welche voneinander beabstandet und zueinander parallel angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Masse des Kastens erhöht wird und somit die Trägheit des Kastens, insbesondere was wiederum die Vorspannung des Tragarms zeitlich stabilisiert und/oder vergleichmäßigt.
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 Bereich eines geöffneten Anschlusskastens eines erfindungsgemäßen Elektromotors in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 2 ist eine zum Bereich zugehörige Schnittansicht dargestellt.
In der Figur 3 ist ein Oberteil 2 in Schrägansicht dargestellt.
Wie in den Figuren dargestellt, weist der Elektromotor ein Statorgehäuse auf, in welchem die Statorwicklung des Elektromotors aufgenommen ist, und einen Anschlusskasten, dessen Anschlusskastenunterteil 4 entweder mit dem Statorgehäuse einteilig, insbesondere einstückig, ausgeführt oder dessen Anschlusskastenunterteil 4 mit dem Statorgehäuse verbunden ist.
Das Anschlusskastenunterteil 4 ist vorzugsweise aus Metall gefertigt, insbesondere wie auch das Statorgehäuse des Elektromotors.
Auf das Anschlusskastenunterteil 4 ist ein Anschlusskastenoberteil 6 aufgesetzt, insbesondere zur Bildung des Anschlusskastens.
Insbesondere ist die zwischen Anschlusskastenoberteil 6 und Anschlusskastenunterteil 4 ausgebildete Berührfläche in einer Berührebene enthalten.
In den Anschlusskasten sind die Wicklungsdrahtenden der Statorwicklung des Elektromotors hineingeführt und mit dort angeordneten Anschlussmitteln elektrisch verbunden. Darüber hinaus sind auch Versorgungsleitungen in den Anschlusskasten von der äußeren Umgebung herkommend hineingeführt und mit den Anschlussmitteln elektrisch verbunden. Die Versorgungsleitungen sind entweder mit einem Drehstromnetz verbunden oder mit den wechselspannungsseitigen Anschlüssen eines Wechselrichters oder Umrichters.
Im Anschlusskasten ist ein aus einem Unterteil 1 und einem Oberteil 2 gebildeter Kasten angeordnet. Das Unterteil 1 ist in eine am Anschlusskastenunterteil 4 Aufnahme eingesteckt und kraftschlüssig verbunden. Vorzugsweise ist zusätzlich eine formschlüssige Verbindung, wie Klipsverbindung und/oder Schraubverbindung, ausgeführt, wobei die Klipsverbindung eine besonders schnelle und einfache Herstellung und Wartung ermöglicht.
Das Oberteil 2 ist mit dem Unterteil 1 verbunden, insbesondere mittels einer Klipsverbindung. Vorzugswiese sind hierzu am Unterteil 1 e ausgeformt, welche das Oberteil 2 umgreifen und wobei an den en ausgebildete insbesondere nasenförmige Vorsprünge eine jeweilige am Oberteil 2 ausgeformte Vertiefung hintergreifen.
Da Oberteil 2 und Unterteil 1 aus Kunststoff ausgeführt sind, sind die e elastisch auslenkbar und/oder verformbar.
Die e erstrecken sich in einer zur Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors radialen Richtung, insbesondere welche parallel zur Normalenrichtung der zwischen Anschlusskastenunterteil 4 und Anschlusskastenoberteil 6 vorhandenen Berührebene und/oder der zwischen Oberteil 2 und Unterteil 1 vorhandenen Berührebene ausgerichtet ist.
Die Normalenrichtung der Berührebene ist dabei parallel zur Steckrichtung ausgerichtet, welche beim Aufsetzen des Anschlusskastenoberteils 6 auf das Anschlusskastenunterteil 4 verwendet wird, und/oder zur Steckrichtung, welche beim Aufsetzen des Oberteil 2 auf das Unterteil 1 verwendet wird, um die Klipsverbindung zu betätigen. Die Berührebene umfasst zumindest einen Teilbereich der Berührfläche zwischen Anschlusskastenoberteil 6 und Anschlusskastenunterteil 4 und/oder einen Teilbereich der Berührfläche zwischen Oberteil 2 und Unterteil 1.
In dem aus dem Oberteil 2 und dem Unterteil 1 gebildeten Kasten ist ein Leiterplattenstapel 23 angeordnet, welcher eine Signalelektronik aufweist, insbesondere welche einen Datenknoten umfasst und/oder als Busteilnehmer ausgeführt ist und einen Bremsgleichrichter aufweist.
Der Leiterplattenstapel 23 ist am Unterteil 1 befestigt. Eine weitere Leiterplatte 21 ist am Oberteil 2 befestigt. Am Oberteil 2 ist ein Tragarm 3 ausgeformt. Dieser Tragarm 3 ragt vorzugsweise in axialer Richtung hervor und drückt eine an ihm befestigte oder aufgenommene Sensoranordnung gegen die Innenwand des Anschlusskastenunterteils 4.
Die Sensoranordnung weist vorzugsweise einen Beschleunigungssensor, insbesondere Körperschallsensor, auf. Zusätzlich weist die Sensoranordnung aber auch einen Temperatursensor auf.
Die Sensoranordnung ist vorzugsweise auf einem Leiterplattenstück bestückt, welches über einen flexiblen, dünn ausgeführten PCB-Teil mit der weiteren Leiterplatte 21 verbunden ist, die am Oberteil 2 befestigt ist.
Der Tragarm 3 ist dünn ausgeführt und somit auch elastisch verformbar. Hierdurch ist bei der Montage durch das Aufsetzen des Oberteils 2 auf das Unterteil 1 eine elastische Vorspannung erzeugbar, welche die Sensoranordnung dauerhaft gegen die Innenwand des Anschlusskastenunterteils 4 andrückt.
Da das Anschlusskastenunterteil 4 aus Metall gefertigt ist, ist die an die Innenwand angedrückte Sensoranordnung gut angekoppelt bezüglich Temperatur und Körperschall.
Der Tragarm 3 ist an dem aus Unterteil 1 und Oberteil 2 gebildeten Kasten abgestützt. Der Kasten selbst, insbesondere das Unterteil 1 , zwar aufgenommen in einer am Anschlusskastenunterteil 4 ausgeformten Aufnahme und formschlüssig verbunden, insbesondere vorzugsweise klipsverbunden, mit dem Anschlusskastenunterteil 4, jedoch ist der Kasten bei Schwingungen nur spielbehaftet im Anschlusskastenunterteil 4 angeordnet. Denn der Kasten ist aus Kunststoff, also einem elastischeren Material als das Metall des Anschlusskastenunterteils 4, gefertigt. Daher ist der Kasten im Gegensatz zum Anschlusskastenunterteil 4 ein weniger starrer Körper, insbesondere bei hohen Beschleunigungen und/oder starken Schwingungen. Der Tragarm 3 ist somit aus dynamischer Sicht, also bezüglich Schwingungen, an der trägen Masse des Kastens abgestützt. Mittels der elastischen Vorspannung bleibt aber die Sensoranordnung an die Innenwand angedrückt, insbesondere auch bei starken Beschleunigungen und Schwingungen. Erfindungsgemäß ist also aus dem Unterteil 1 und dem Oberteil 2 ein Kunststoffkasten gebildet. Dabei ist das Unterteil 1 wiederum mehrstückig ausführbar, insbesondere also aus zwei oder mehr miteinander klipsverbundenen Stücken. Am Oberteil 2 ist ein Tragarm 3 ausgeformt, der den auf einem Leiterplattenstück 5 angeordneten Sensor gegen die Innenwand des Anschlusskastenunterteils 4 drückt, wobei das Leiterplattenstück 5 mit dem Sensor beabstandet ist von dem restlichen Oberteil 2, insbesondere also dem bei entferntem Tragarm 3 verbleibenden Rest des Oberteils 2. Ohne diese elastische Vorspannung des Tragarms 3 ist in dem aus dem Anschlusskastenunterteil 4 und dem Anschlusskastenoberteil 6 gebildeten, metallischen Kasten der Kunststoffkasten aufgenommen und zumindest bei Schwingungen einer ein kritisches Maß überschreitenden Amplitude oder bei ein kritisches Maß überschreitender Beschleunigung, insbesondere Momentan-Beschleunigung, der Kunststoffkasten im metallischen Kasten spielbehaftet aufgenommen und formschlüssig verbunden. Durch das elastische Anpressen des Tragarms 3 wird aber ein Klappern des Kunststoffkastens im metallischen Kasten verhindert.
Da der Leiterplattenstapel im Unterteil 1 des Kastens aufgenommen ist, bietet der Kunststoffkasten eine hohe träge Masse.
Auf der weiteren Leiterplatte 21 ist eine Auswerteelektronik vorgesehen, welche die Signale des Sensors auswertet. Vorzugsweise ist auf dieser weiteren Leiterplatte auch ein Steckverbinderteil bestückt, welches mit einem Gegensteckverbinderteil elektrisch steckverbunden ist, das auf einer Leiterplatte des Leiterplattenstapels 23 bestückt ist. Die Leiterplatten des Leiterplattenstapels sind mit Bauelementen bestückt, sodass daraus eine Signalelektronik gebildet ist, welche als Busteilnehmer ausgeführt ist. Zusätzlich ist ein als Bremsgleichrichter fungierender Gleichrichter vorgesehen, welcher mit Wechselspannung versorgt ist und aus seinem gleichspannungsseitigen Anschluss eine Spulenwicklung versorgt, die im Elektromotor angeordnet ist und von einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse umfasst ist. Bei Bestromung der Spulenwicklung wird die Bremse gelüftet und bei Nicht- Bestromung fällt die Bremse ein.
Das Anschlusskastenunterteil 4 ist mittels Schrauben mit dem Statorgehäuse verbunden, in welchem Lager zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle aufgenommen sind. Somit wird der von den Lagern eingetragene Körperschall unter nur geringen Verlusten bis zum Sensor weitergeleitet und ist somit mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis detektierbar. Mittels der elektrischen Steckverbindung zwischen der weiteren Leiterplatte 21 und dem Leiterplattenstapel 23 ist ein schnelles und einfaches Herstellen des Kastens ermöglicht.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird der Tragarm 3 als separates Teil gefertigt und mit dem Oberteil 2 verbunden.
Am Unterteil 1 ist vorzugsweise ein Steckverbinderbereich ausgebildet, in welchen die
Versorgungsleitungen und/oder Statorwicklungsleitungen mit einem an ihnen konfektionierten Steckverbinder steckverbindbar sind.
Bezugszeichenliste
1 Unterteil 2 Oberteil
3 Tragarm
4 Anschlusskastenunterteil
5 Leiterplattenstück mit Sensor
6 Anschlusskastenoberteil 21 Leiterplatte
23 Leiterplattenstapel

Claims

Patentansprüche:
1. Elektromotor mit Statorgehäuse, wobei am Statorgehäuse ein Anschlusskastenunterteil angeordnet ist, insbesondere angeformt und/oder angegossen angeordnet oder mittels Schrauben verbunden ist, wobei zur Bildung eines Anschlusskastens des Elektromotors ein Anschlusskastenoberteil auf das Anschlusskastenunterteil aufgesetzt und verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschlusskasten ein aus einem Unterteil und einem Oberteil gebildeter Kasten aufgenommen ist, wobei am Oberteil ein Tragarm ausgebildet ist, von welchem ein Sensor gegen die Innenwand des Anschlusskastenunterteils gedrückt wird, insbesondere elastisch vorgespannt angedrückt wird.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusskastenunterteil und/oder das Anschlusskastenoberteil aus Metall gefertigt sind, und/oder dass das Unterteil und das Oberteil aus Kunststoff gefertigt sind.
3. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragarm einen Bereich, insbesondere Endbereich, aufweist, in welchem die Wandstärke des Tragarms mit abnehmendem Abstand zum Sensor streng monoton abnimmt, insbesondere wobei der Bereich näher am Sensor angeordnet ist als alle anderen Bereiche des Tragarms.
4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil mit dem Unterteil klipsverbunden sind.
5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusskastenoberteil mittels Schrauben mit dem Anschlusskastenunterteil verbunden ist, insbesondere und von Schrauben ans Anschlusskastenunterteil angedrückt ist.
6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor auf einem Leiterplattenstück bestückt ist, welches am Tragarm aufgenommen ist, insbesondere mit dem Tragarm klebeverbunden und/oder mittels Schrauben am Tragarm befestigt ist.
7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterplattenstück mittels eines flexiblen Leiterplattenabschnitts mit der weiteren Leiterplatte elektrisch verbunden ist.
8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Leiterplattenabschnitt am Tragarm angeordnet ist, insbesondere mit dem Tragarm verbunden ist.
9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Leiterplattenabschnitt ein PCB-Teil ist, insbesondere ein flexibles und/oder dünn ausgeführten PCB-Teil.
10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Leiterplattenabschnitt Leiterbahnen aufweist, welche auf einem Material angeordnet sind, das zumindest Polyimid, insbesondere und einen Klebstoff, aufweist.
11. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als flexibler Leiterplattenabschnitt eine Flexible Leiterplatte verwendet ist.
12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterplattenstück formschlüssig im Haltearm aufgenommen ist, insbesondere und stoffschlüssig mit dem Haltearm verbunden ist.
13. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm aus einem Material mit einem höheren Elastizitätsmodul ausgeführt ist als das Anschlusskastenunterteil.
14. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil in einen am Anschlusskastenunterteil ausgeformten Aufnahmebereich eingesteckt ist und/oder eingeklipst ist.
15. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem aus dem Oberteil und dem Unterteil gebildeten Kasten ein Leiterplattenstapel angeordnet ist, wobei der Leiterplattenstapel mit Bauelementen bestückte Leiterplatten aufweist, welche voneinander beabstandet und zueinander parallel angeordnet sind.
PCT/EP2023/079052 2022-11-09 2023-10-18 Elektromotor mit statorgehäuse WO2024099727A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022004173 2022-11-09
DE102022004173.1 2022-11-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024099727A1 true WO2024099727A1 (de) 2024-05-16

Family

ID=88466754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/079052 WO2024099727A1 (de) 2022-11-09 2023-10-18 Elektromotor mit statorgehäuse

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102023004201A1 (de)
WO (1) WO2024099727A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090146510A1 (en) * 2005-09-29 2009-06-11 Mitsuba Corporation Electric motor and method for manufacturing the same
US20140158873A1 (en) * 2010-03-24 2014-06-12 Medtronic Minimed, Inc. Motor assembly sensor capture systems and methods
DE102013106032A1 (de) * 2013-06-11 2014-12-11 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Sensor zur Erfassung einer Analytkonzentration
JP2020118590A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 日本電産サンキョー株式会社 エンコーダおよびエンコーダ付きモータ
DE102019220333A1 (de) * 2019-12-20 2021-06-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebseinheit, vorzugsweise zum Antreiben einer Komponente im Kraftfahrzeug, sowie eine Antriebseinheit zum Ausführen des Verfahrens
US20210320557A1 (en) * 2018-09-12 2021-10-14 Lg Innotek Co., Ltd. Motor
US20220029504A1 (en) * 2018-12-25 2022-01-27 Nidec Corporation Motor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090146510A1 (en) * 2005-09-29 2009-06-11 Mitsuba Corporation Electric motor and method for manufacturing the same
US20140158873A1 (en) * 2010-03-24 2014-06-12 Medtronic Minimed, Inc. Motor assembly sensor capture systems and methods
DE102013106032A1 (de) * 2013-06-11 2014-12-11 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Sensor zur Erfassung einer Analytkonzentration
US20210320557A1 (en) * 2018-09-12 2021-10-14 Lg Innotek Co., Ltd. Motor
US20220029504A1 (en) * 2018-12-25 2022-01-27 Nidec Corporation Motor
JP2020118590A (ja) * 2019-01-25 2020-08-06 日本電産サンキョー株式会社 エンコーダおよびエンコーダ付きモータ
DE102019220333A1 (de) * 2019-12-20 2021-06-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebseinheit, vorzugsweise zum Antreiben einer Komponente im Kraftfahrzeug, sowie eine Antriebseinheit zum Ausführen des Verfahrens

Also Published As

Publication number Publication date
DE102023004201A1 (de) 2024-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015214457B4 (de) Ansteuereinheit mit anschlüssen in federndem kontakt miteinander
EP2037536B1 (de) Anschlussklemme
DE102009026816A1 (de) Anschlusselement und zugehöriges Fluidbaugruppe
EP0987811A2 (de) Kontaktierung von Motorwicklungen
DE69927751T2 (de) Motorlagerung
EP1528656B1 (de) Bürstenträger für einen elektromotorischen Stellantrieb und elektromotorischer Stellantrieb
WO2006106064A1 (de) Bürstensystem für einen elektromotorischen stellantrieb
EP2187718A1 (de) Elektrischer Antrieb mit einer Leiterplatte
EP3928419B1 (de) Antriebsvorrichtung mit einem bürstenlosen elektromotor
EP1388195A1 (de) Stellantrieb bzw. verfahren zur montage eines stellantriebs
WO2024099727A1 (de) Elektromotor mit statorgehäuse
EP2543130B1 (de) Elektromotor mit gehäuse und anordnung zum bestimmen der drehstellung eines rotors eines elektromotors
WO2009021633A1 (de) Elektrogerät und antrieb
WO2011023286A1 (de) Verbindungsanordnung für elektrische baugruppen
DE102019203525A1 (de) Antriebsvorrichtung mit einem bürstenlosen Elektromotor
DE10010439A1 (de) Stellantrieb bzw. Verfahren zur Montage eines Stellantriebs
EP0766369A2 (de) Gleichstrommotor
DE10236700B4 (de) Vorrichtung zur Halterung und Fixierung einer Sensorvorrichtung in einem Gleichstrommotor
EP1247314B1 (de) Mit einer platine abgewinkelt mechanisch fixierbare und elektrisch kontaktierbare steckereinheit
DE102010029374A1 (de) Leistungselektronikanordnung
DE3610340C2 (de) Anordnung zum Verbinden der Wicklungsdrahtenden einer Statorwicklung eines Elektromotors mit Leitern eines Anschlußkabels
DE202020005555U1 (de) Elektrische Maschine mit einer elektrisch leitenden Abschirmplatte
EP1481462B1 (de) Elektromotor
DE102008058926B4 (de) Elektromotorische Antriebseinheit für Stellantriebe in Kraftfahrzeug
DE102021206814A1 (de) Elektrische Kontaktvorrichtung und korrespondierende Steuergeräteanordnung