DE102018130499A1 - Housing element, in particular axial housing cover, for an electrical machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gehäuseelement (1), insbesondere Axialgehäusedeckel, für eine elektrische Maschine (30), aufweisend:- einen Aufnahmebereich (2) zum Ein- und Ersetzen eines Signalelements (21) einer Rotorlagesensorvorrichtung (20),- einen Haltebereich (3) zum positionstreuen Halten eines Signalelements (21) einer Rotorlagesensorvorrichtung (20),- wobei der Aufnahmebereich (2) und der Haltebereich (3) jeweils eine Öffnung (4, 5) umfassen und über die Öffnung (4, 5) in axialer Richtung (A) zugänglich sind,- wobei die beiden Öffnungen (4, 5) in entgegengesetzte Richtungen orientiert sind, sodass der Aufnahmebereich (2) zu einer ersten Seite (P) des Gehäuseelements (1) in axialer Richtung (A) geöffnet ist und der Haltebereich (3) zu einer zweiten Seite (Q) des Gehäuseelements (1) in axialer Richtung (A) geöffnet ist,- wobei der Aufnahmebereich (2) und der Haltebereich (3) über einen Durchgang (6) miteinander verbunden sind, sodass ein Signalelement (21) einer Rotorlagesensorvorrichtung (20) von dem Aufnahmebereich (2) in den Haltebereich (3) und umgekehrt verschiebbar ist.Ferner betrifft die Erfindung eine Rotorlagesensorvorrichtung (20) sowie eine elektrische Maschine mit einer Rotorlagesensorvorrichtung (20) und einem Gehäuseelement (1).The invention relates to a housing element (1), in particular an axial housing cover, for an electrical machine (30), comprising: - a receiving region (2) for inserting and replacing a signal element (21) of a rotor position sensor device (20), - a holding region (3) for holding a signal element (21) of a rotor position sensor device (20) true to position, - the receiving area (2) and the holding area (3) each comprising an opening (4, 5) and via the opening (4, 5) in the axial direction (A ) are accessible, - the two openings (4, 5) being oriented in opposite directions, so that the receiving area (2) is open to a first side (P) of the housing element (1) in the axial direction (A) and the holding area ( 3) to a second side (Q) of the housing element (1) in the axial direction (A), - the receiving area (2) and the holding area (3) being connected to each other via a passage (6) so that a signal element ( 21) a rotor sensor device (20) from the receiving area (2) in the holding area (3) and vice versa. Furthermore, the invention relates to a rotor position sensor device (20) and an electrical machine with a rotor position sensor device (20) and a housing element (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuseelement, insbesondere einen Axialgehäusedeckel, für eine elektrische Maschine, eine Rotorlagesensorvorrichtung zur Erfassung von Winkel- und Rotationsinformationen einer elektrischen Maschine sowie eine elektrische Maschine mit einem Gehäuseelement und einer Rotorlagesensorvorrichtung.The invention relates to a housing element, in particular an axial housing cover, for an electrical machine, a rotor position sensor device for detecting angle and rotation information of an electrical machine, and an electrical machine with a housing element and a rotor position sensor device.
Üblicherweise kommen in vielzähligen Anwendungen Rotorlagesensorvorrichtungen zum Einsatz, welche die Winkel- und Rotationsinformationen einer elektrischen Maschine erfassen.In numerous applications, rotor position sensor devices are usually used, which record the angle and rotation information of an electrical machine.
Diese Sensorvorrichtungen bzw. Rotorlagesensorvorrichtungen bestehen im vereinfachten Prinzip aus einem Rotor und einem Stator. Ein Signalelement bzw. ein Sensorelement ist üblicherweise fest mit einem Gehäuseelement verbunden und bildet den Stator.In a simplified principle, these sensor devices or rotor position sensor devices consist of a rotor and a stator. A signal element or a sensor element is usually firmly connected to a housing element and forms the stator.
Das Signalelement kann als ganzer Ring oder als Ringsegment ausgebildet sein.The signal element can be designed as a whole ring or as a ring segment.
Ein Rotorelement hingegen ist meist ein rotationssymmetrisches Teil, welches mit dem elektrischen Motor dreht und somit den Rotor der Rotorlagesensorvorrichtung bildet.A rotor element, however, is usually a rotationally symmetrical part that rotates with the electric motor and thus forms the rotor of the rotor position sensor device.
Um die Einflüsse von Torsion oder Toleranzen zu minimieren, werden diese Rotorlagesensorvorrichtungen so nah wie möglich an dem elektrischen Motor angebracht; daher erfolgt meist eine Integration in das Gehäuse um den elektrischen Motor.To minimize the effects of torsion or tolerances, these rotor position sensor devices are placed as close as possible to the electric motor; therefore it is usually integrated into the housing around the electric motor.
Eine bekannte Lösung aus dem Stand der Technik ist in
Hierbei ist ein Rotorelement
Ein Signalelement
Bei dieser Lösung aus dem Stand der Technik ist es nicht möglich, das Signalelement derart einzusetzen bzw. an dem Gehäuseelement der elektrischen Maschine anzubinden, dass ein Austausch des Signalelements ohne Demontage des gesamten Gehäuses der elektrischen Maschine vonstattengeht.With this solution from the prior art, it is not possible to use the signal element or to connect it to the housing element of the electrical machine in such a way that the signal element can be replaced without dismantling the entire housing of the electrical machine.
Auch ist es aufwändig, das Signalelement
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuseelement, eine Rotorlagesensorvorrichtung und eine elektrische Maschine anzugeben, welche kostengünstig und materialsparend herstellbar sind sowie ein Einsetzen eines Signalelements an einem Gehäuseelement ohne Demontage des gesamten Gehäuses der elektrischen Maschine gewährleistet.It is therefore an object of the present invention to provide a housing element, a rotor position sensor device and an electrical machine which can be produced economically and in a material-saving manner and which ensures that a signal element is inserted on a housing element without dismantling the entire housing of the electrical machine.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features of the independent claims. Further advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß umfasst bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Gehäuseelement, insbesondere ein Axialgehäusedeckel, für eine elektrische Maschine, einen Aufnahmebereich zum Ein- und Ersetzen eines Signalelements bzw. eines Sensorelements einer Rotorlagesensorvorrichtung.According to the invention, in a first aspect of the present invention, a housing element, in particular an axial housing cover, for an electrical machine, comprises a receiving area for inserting and replacing a signal element or a sensor element of a rotor position sensor device.
Ferner ist bevorzugt, dass das Gehäuseelement einen Haltebereich zum positionstreuen Halten eines Signalelements einer Rotorlagesensorvorrichtung umfasst.It is further preferred that the housing element comprises a holding area for holding a signal element of a rotor position sensor device in a positionally accurate manner.
Bevorzugterweise umfassen der Aufnahmebereich und der Haltebereich jeweils eine Öffnung und sind über die Öffnung in axialer Richtung zugänglich. Das bedeutet vorzugsweise, dass beispielsweise ein Signalelement bzw. ein Sensorelement in axialer Richtung in die Öffnung des Aufnahmebereichs einsetzbar ist.The receiving area and the holding area preferably each comprise an opening and are accessible in the axial direction via the opening. This preferably means that, for example, a signal element or a sensor element can be inserted into the opening of the receiving area in the axial direction.
Auch ist es günstig, wenn die beiden Öffnungen in entgegengesetzte Richtungen orientiert sind, sodass der Aufnahmebereich zu einer ersten Seite des Gehäuseelements in axialer Richtung und der Haltebereich zu einer zweiten Seite des Gehäuseelements in axialer Richtung geöffnet ist.It is also expedient if the two openings are oriented in opposite directions, so that the receiving area is opened to a first side of the housing element in the axial direction and the holding area is opened to a second side of the housing element in the axial direction.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Aufnahmebereich und der Haltebereich über einen Durchgang miteinander verbunden sind, sodass ein Signalelement bzw. ein Sensorelement einer Rotorlagesensorvorrichtung von dem Aufnahmebereich in den Haltebereich und umgekehrt verschiebbar ist.Furthermore, it is advantageous if the receiving area and the holding area are connected to one another via a passage, so that a signal element or a sensor element of a rotor position sensor device can be displaced from the receiving area into the holding area and vice versa.
Ferner ist es möglich, dass der Aufnahmebereich und/oder Haltebereich geometrisch komplementär an ein Signalelement einer Rotorlagesensorvorrichtung, insbesondere an einen Teilbereich des Signalelements zum Einsetzen in das Gehäuseelement, angepasst ist.Furthermore, it is possible for the receiving area and / or holding area to be matched geometrically complementarily to a signal element of a rotor position sensor device, in particular to a partial area of the signal element for insertion into the housing element.
Vorzugsweise sind der Aufnahmebereich und der Haltebereich gefäßförmig, insbesondere symmetrisch oder rotationssymmetrisch, vorteilhafterweise zumindest teilweise kreisringförmig und/oder teilweise linear, ausgebildet.The receiving area and the holding area are preferably vessel-shaped, in particular symmetrical or rotationally symmetrical, advantageously at least partially annular and / or partially linear.
Auch ist es möglich, dass der Aufnahmebereich und/oder der Haltebereich nierenförmig ausgebildet sind. It is also possible for the receiving area and / or the holding area to be kidney-shaped.
Auch kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmebereich und der Haltebereich jeweils ein Bodenelement und jeweils mindestens eine Seitenwand umfassen.It can also be provided that the receiving area and the holding area each comprise a base element and at least one side wall.
Vorteilhafterweise sind der Aufnahmebereich und der Haltebereich berührend nebeneinander angeordnet, sodass sich vorzugsweise beide eine Seitenwand, die vorteilhafterweise das Gehäuseelement versteift, teilen.The receiving region and the holding region are advantageously arranged next to one another in a touching manner, so that both preferably share a side wall which advantageously stiffens the housing element.
Günstigerweise wird eine Seitenwand, insbesondere in tangentialer Richtung, von einer Stirnseite des Bodenelements des Aufnahmebereichs und von einer Stirnseite des Bodenelements des Haltebereichs sowie von dem Durchgang gebildet.A side wall, in particular in the tangential direction, is advantageously formed by an end face of the bottom element of the receiving area and by an end face of the bottom element of the holding area and by the passage.
Günstigerweise weist eine Seitenwand des Aufnahmebereichs und/oder des Haltebereichs, insbesondere in tangentialer Richtung, den Durchgang auf.A side wall of the receiving area and / or the holding area advantageously has the passage, in particular in the tangential direction.
Auch ist es günstig, wenn der Aufnahmebereich bzw. der Haltebereich so dimensioniert ist, dass der Durchgang die Seitenwand ersetzt.It is also favorable if the receiving area or the holding area is dimensioned such that the passage replaces the side wall.
Ferner ist es von Vorteil, wenn das Bodenelement des Aufnahmebereichs und das Bodenelement des Haltebereichs miteinander verbunden sind, insbesondere einteilig miteinander ausgebildet sind.It is also advantageous if the bottom element of the receiving area and the bottom element of the holding area are connected to one another, in particular are formed in one piece with one another.
Vorzugsweise sind die Bodenelemente und mindestens eine Seitenwand des Aufnahme- und Haltebereichs einteilig miteinander ausgebildet.The base elements and at least one side wall of the receiving and holding area are preferably formed in one piece with one another.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass der Durchgang den Aufnahmebereich und den Haltebereich derart miteinander verbindet, dass ein Signalelement bzw. ein Sensorelement einer Rotorlagesensorvorrichtung von dem Aufnahmebereich in den Haltebereich entlang einer Richtung verschiebbar ist, die im Wesentlichen senkrecht zu der Richtung orientiert ist, über welche der Aufnahmebereich zugänglich ist.Furthermore, it is advantageous that the passage connects the receiving area and the holding area to one another in such a way that a signal element or a sensor element of a rotor position sensor device can be displaced from the receiving area into the holding area along a direction that is oriented essentially perpendicular to the direction via which the recording area is accessible.
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist es von Vorteil, dass der Durchgang den Aufnahmebereich und den Haltebereich derart miteinander verbindet, dass ein Signalelement bzw. ein Sensorelement einer Rotorlagesensorvorrichtung von dem Aufnahmebereich in den Haltebereich entlang der tangentialen Richtung verschiebbar ist, die vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung orientiert ist, über welche der Aufnahmebereich zugänglich ist.In other words, it is advantageous that the passage connects the receiving area and the holding area to one another in such a way that a signal element or a sensor element of a rotor position sensor device can be displaced from the receiving area into the holding area along the tangential direction, which is preferably substantially perpendicular to the is oriented in the axial direction, via which the receiving area is accessible.
Günstigerweise ist der Durchgang als Aussparung, insbesondere in mindestens einer Seitenwand des Aufnahmebereichs und/oder des Haltebereichs ausgebildet.The passage is advantageously designed as a recess, in particular in at least one side wall of the receiving area and / or the holding area.
Vorteilhafterweise ist der Aufnahmebereich bzw. der Haltebereich so dimensioniert, dass der Durchgang eine Seitenwand ersetzt.The receiving area or the holding area is advantageously dimensioned such that the passage replaces a side wall.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Haltebereich einen Durchlass aufweist.Furthermore, it can be provided that the holding area has a passage.
Vorteilhafterweise ist der Durchlass ähnlich oder identisch zu dem Durchgang ausgebildet.The passage is advantageously configured similarly or identically to the passage.
Bevorzugterweise ist im Haltebereich der Durchlass, insbesondere in tangentialer Richtung, gegenüberliegend zum Durchgang angeordnet, sodass günstigerweise ein Signalelement einer Rotorlagesensorvorrichtung durch den Durchgang und durch den Durchlass schiebbar ist.The passage is preferably arranged in the holding area, in particular in the tangential direction, opposite the passage, so that a signal element of a rotor position sensor device can advantageously be pushed through the passage and through the passage.
Günstigerweise weist eine Seitenwand des Haltebereichs, insbesondere in tangentialer Richtung, den Durchlass auf.A side wall of the holding region advantageously has the passage, in particular in the tangential direction.
Des Weiteren ist es günstig, wenn der Aufnahmebereich derart ausgebildet ist, dass ein Signalelement bzw. ein Sensorelement einer Rotorlagesensorvorrichtung von der ersten Seite in axialer Richtung in den Aufnahmebereich einsetzbar und/oder entnehmbar bzw. ersetzbar ist.Furthermore, it is advantageous if the receiving area is designed such that a signal element or a sensor element of a rotor position sensor device can be inserted and / or removed or replaced from the first side in the axial direction in the receiving area.
Vorzugsweise ist der Haltebereich derart ausgebildet, dass ein Signalelement einer Rotorlagesensorvorrichtung, insbesondere positionstreu, am Gehäuseelement haltbar ist.The holding area is preferably designed in such a way that a signal element of a rotor position sensor device, in particular in the correct position, can be held on the housing element.
Auch kann vorgesehen sein, dass das Gehäuseelement, insbesondere dessen Aufnahmebereich und/oder dessen Haltebereich, mindestens einen Befestigungsbereich zum Befestigen eines Signalelements einer Rotorlagesensorvorrichtung an dem Gehäuseelement einer elektrischen Maschine umfasst.It can also be provided that the housing element, in particular its receiving region and / or its holding region, comprises at least one fastening region for fastening a signal element of a rotor position sensor device to the housing element of an electrical machine.
Vorteilhafterweise ist jeweils ein Befestigungsbereich an einem Ende des Haltebereichs angeordnet.Advantageously, one fastening area is arranged at one end of the holding area.
Auch ist es von Vorteil, wenn ein Befestigungsbereich an dem Durchgang des Gehäuseelements und/oder ein Befestigungsbereich an einem Durchlass des Haltebereichs angeordnet ist.It is also advantageous if a fastening area is arranged on the passage of the housing element and / or a fastening area is arranged on a passage of the holding area.
Ferner ist es bevorzugt, dass das Gehäuseelement, insbesondere dessen Aufnahmebereich und/oder dessen Haltebereich, mindestens einen Zentrierbereich zum Zentrieren eines Signalelements einer Rotorlagesensorvorrichtung an dem Gehäuseelement umfasst.It is further preferred that the housing element, in particular its receiving area and / or its holding area, comprises at least one centering area for centering a signal element of a rotor position sensor device on the housing element.
Vorzugweise ist jeweils ein Zentrierbereich an einem Ende des Haltebereichs angeordnet. A centering area is preferably arranged at each end of the holding area.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein Zentrierbereich an dem Durchgang des Gehäuseelements und/oder ein Zentrierbereich an einem Durchlass des Haltebereichs angeordnet ist.Furthermore, it can be provided that a centering area is arranged on the passage of the housing element and / or a centering area on a passage of the holding area.
Günstigerweise umfasst das Gehäuseelement ein Dichtelement, wobei vorzugsweise das Dichtelement integral mit dem Gehäuseelement ausgebildet ist.The housing element advantageously comprises a sealing element, the sealing element preferably being formed integrally with the housing element.
Vorteilhafterweise weist der Haltebereich und/oder der Durchgang und/oder ein Durchlass des Haltebereichs und/oder mindestens eine Seitenwand des Haltebereichs das Dichtelement auf.The holding area and / or the passage and / or a passage of the holding area and / or at least one side wall of the holding area advantageously has the sealing element.
Ferner ist es möglich, dass das Dichtelement derart am Haltebereich angeordnet ist, dass dieses dem Eindringen von Schmutz von der ersten Seite des Gehäuseelements hin zur zweiten Seite des Gehäuseelements und umgekehrt in axialer und/oder radialer Richtung entgegenwirkt.Furthermore, it is possible for the sealing element to be arranged on the holding region in such a way that it counteracts the penetration of dirt from the first side of the housing element to the second side of the housing element and vice versa in the axial and / or radial direction.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Rotorlagesensorvorrichtung zur Erfassung von Winkel- und Rotationsinformationen einer elektrischen Maschine.A second aspect of the present invention comprises a rotor position sensor device for acquiring angle and rotation information of an electrical machine.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale des Gehäuseelements, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei der Rotorlagesensorvorrichtung Anwendung finden können.It is expressly pointed out that the features of the housing element, as mentioned in the first aspect, can be used individually or in combination with one another in the rotor position sensor device.
Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend das Gehäuseelement können auch hier unter dem zweiten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.In other words, the features mentioned above under the first aspect of the invention relating to the housing element can also be combined with further features under the second aspect of the invention.
Bevorzugterweise weist eine Rotorlagesensorvorrichtung zur Erfassung von Winkel- und Rotationsinformationen einer elektrischen Maschine ein Signalelement zum Erzeugen eines Signals bzw. ein Sensorelement zum Erfassen eines Signals auf.A rotor position sensor device for detecting angle and rotation information of an electrical machine preferably has a signal element for generating a signal or a sensor element for detecting a signal.
Dabei ist es günstig, wenn das Signalelement einen Teilbereich zum Einbringen und Einschieben in ein Gehäuseelement einer elektrischen Maschine umfasst.It is advantageous if the signal element comprises a partial area for insertion and insertion into a housing element of an electrical machine.
Ferner ist es von Vorteil, wenn das Signalelement mindestens einen Befestigungsbereich zum Befestigen an einem Gehäuseelement einer elektrischen Maschine aufweist.It is also advantageous if the signal element has at least one fastening area for fastening to a housing element of an electrical machine.
Günstigerweise umfasst das Signalelement mindestens einen Zentrierbereich zum Zentrieren an einem Gehäuseelement.The signal element advantageously comprises at least one centering area for centering on a housing element.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass der Teilbereich symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch, ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das Signalelement, insbesondere dessen Teilbereich, langgestreckt ausgebildet ist.Furthermore, it is preferred that the partial area is designed to be symmetrical, in particular rotationally symmetrical, the signal element, in particular its partial area, preferably being elongated.
Vorteilhafterweise ist der Teilbereich des Signalelements zumindest teilweise kreisringförmig und/oder teilweise linear ausgebildet.Advantageously, the partial area of the signal element is at least partially circular and / or partially linear.
Vorzugsweise umfasst das Signalelement eine Ober-, insbesondere gebildet von einer ersten Seitenfläche, und eine Unterseite, insbesondere gebildet von einer zweiten Seitenfläche.The signal element preferably comprises an upper surface, in particular formed by a first side surface, and a lower surface, in particular formed by a second side surface.
Ferner ist es möglich, dass der Teilbereich des Signalelements geometrisch komplementär an einen Aufnahme- und/oder Haltebereich eines Gehäuseelements einer elektrischen Maschine angepasst ist.Furthermore, it is possible for the partial area of the signal element to be matched geometrically complementarily to a receiving and / or holding area of a housing element of an electrical machine.
Auch ist es von Vorteil, wenn das Signalelement jeweils einen Befestigungsbereich an einem Ende des teilweise kreisringförmig und/oder des teilweise linear ausgebildeten Teilbereichs umfasst.It is also advantageous if the signal element in each case comprises an attachment area at one end of the partially circular and / or partially linear area.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass der Befestigungsbereich näher an einer ersten langgestreckten Seitenfläche des Signalelements angeordnet ist als an einer zweiten langgestreckten Seitenfläche des Signalelements, die in radialer Richtung weiter innenliegend oder weiter außenliegend angeordnet ist als die erste langgestreckte Seitenfläche.Furthermore, it is preferred that the fastening region is arranged closer to a first elongated side surface of the signal element than to a second elongated side surface of the signal element, which is arranged further inward or outward in the radial direction than the first elongated side surface.
Vorzugsweise werden die erste und zweite Seitenfläche von Raumrichtungskomponenten in axialer und in tangentialer Richtung gebildet.The first and second side surfaces are preferably formed by spatial direction components in the axial and tangential directions.
Günstigerweise umfasst ein Befestigungsbereich einen Stift oder ein Durchgangsloch für einen Stift.A fastening region advantageously comprises a pin or a through hole for a pin.
Auch kann vorgesehen sein, dass das Signalelement jeweils einen Zentrierbereich an einem Ende des teilweise kreisringförmig und/oder des teilweise linear ausgebildeten Teilbereichs umfasst.It can also be provided that the signal element in each case comprises a centering area at one end of the partially circular and / or partially linear portion.
Bevorzugterweise ist der Zentrierbereich näher an einer zweiten langgestreckten Seitenfläche des Signalelements angeordnet ist als an einer ersten langgestreckten Seitenfläche des Signalelements, die in radialer Richtung weiter außenliegend oder weiter innenliegend angeordnet ist als die zweite langgestreckte Seitenfläche.The centering region is preferably arranged closer to a second elongated side surface of the signal element than to a first elongated side surface of the signal element, which is arranged in the radial direction further outwards or inwards than the second elongated side surface.
Ferner ist es bevorzugt, dass die erste und zweite Seitenfläche von Raumrichtungskomponenten in axialer und in tangentialer Richtung gebildet werden. It is further preferred that the first and second side surfaces are formed by spatial direction components in the axial and in the tangential direction.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein Zentrierbereich ein Durchgangsloch für einen Stift oder einen Stift umfasst.Furthermore, it can be provided that a centering area comprises a through hole for a pin or a pin.
Ferner ist es bevorzugt, dass die Rotorlagesensorvorrichtung ein Rotorelement zur Befestigung an einem elektrischen Motor der elektrischen Maschine umfasst.It is further preferred that the rotor position sensor device comprises a rotor element for attachment to an electric motor of the electric machine.
Günstigerweise umfasst der Teilbereich eine Detektionsfläche als sensitive Fläche zur Detektion von Informationen einer elektrischen Maschine, wobei ein Rotorelement zur Befestigung an einem elektrischen Motor der elektrischen Maschine die Informationen zur Verfügung stellen kann.The subarea advantageously includes a detection area as a sensitive area for the detection of information from an electrical machine, a rotor element for attachment to an electric motor of the electrical machine being able to provide the information.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine elektrische Maschine.A third aspect of the present invention includes an electrical machine.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale des Gehäuseelements, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei der elektrischen Maschine Anwendung finden können.It is expressly pointed out that the features of the housing element, as mentioned in the first aspect, can be used individually or in combination with one another in the electrical machine.
Auch wird auch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Rotorlagesensorvorrichtung, wie sie unter dem zweiten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei der elektrischen Maschine Anwendung finden können. It is also expressly pointed out that the features of the rotor position sensor device, as mentioned under the second aspect, can be used individually or in combination with one another in the electrical machine.
Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend das Gehäuseelement und die oben unter dem zweiten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend die Rotorlagesensorvorrichtung können auch hier unter dem dritten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.In other words, the features mentioned above under the first aspect of the invention relating to the housing element and the features mentioned above under the second aspect of the invention relating to the rotor position sensor device can also be combined here with further features under the third aspect of the invention.
Bevorzugterweise umfasst eine elektrische Maschine ein Gehäuseelement nach dem ersten Aspekt und/oder vorzugsweise eine Rotorlagesensorvorrichtung nach dem zweiten Aspekt.An electrical machine preferably comprises a housing element according to the first aspect and / or preferably a rotor position sensor device according to the second aspect.
Vorteilhafterweise ist das Signalelement bzw. das Sensorelement der Rotorlagesensorvorrichtung durch Verschieben aus dem Aufnahmebereich in den Haltebereich des Gehäuseelements angeordnet und der Zentrierbereich des Signalelements an dem Zentrierbereich des Gehäuseelements sowie der Befestigungsbereich des Signalelements an dem Befestigungsbereich des Gehäuseelements angeordnet. Dadurch ist das Signalelement am Gehäuseelement befestigt und zentriert.Advantageously, the signal element or the sensor element of the rotor position sensor device is arranged by shifting from the receiving area into the holding area of the housing element and the centering area of the signal element is arranged on the centering area of the housing element and the fastening area of the signal element on the fastening area of the housing element. As a result, the signal element is fastened and centered on the housing element.
Auch ist es bevorzugt, dass das Signalelement der Rotorlagesensorvorrichtung im Aufnahmebereich getrennt von dem Gehäuseelement dem Rotorelement der Rotorlagesensorvorrichtung gegenüberliegt bzw. angeordnet ist.It is also preferred that the signal element of the rotor position sensor device is located opposite the rotor element of the rotor position sensor device in the receiving area, or is arranged.
Zudem ist es möglich, dass das das Signalelement der Rotorlagesensorvorrichtung im Haltebereich dem Rotorelement der Rotorlagesensorvorrichtung unmittelbar gegenüber liegt bzw. angeordnet ist.In addition, it is possible for the signal element of the rotor position sensor device in the holding area to be located directly opposite the rotor element of the rotor position sensor device.
Ferner ist es günstig, wenn zumindest der Teilbereich des Signalelements geometrisch komplementär zum Aufnahmebereich und zum Haltebereich des Gehäuseelements angepasst ist.Furthermore, it is expedient if at least the partial area of the signal element is geometrically complementary to the receiving area and the holding area of the housing element.
Vorzugweise sind das Signalelement der Rotorlagesensorvorrichtung und/oder der Durchgang des Gehäuseelements und/oder der Durchlass des Gehäuseelements geometrisch komplementär aufeinander angepasst.The signal element of the rotor position sensor device and / or the passage of the housing element and / or the passage of the housing element are preferably geometrically complementary to one another.
Günstigerweise sind der Durchgang und/oder der Durchlass und/oder der Haltebereich des Gehäuseelements zusammen mit einem Dichtelement kleiner ausgebildet als das Signalelement bzw. als das Sensorelement, sodass das Signalelement bzw. das Sensorelement zusammen mit dem Dichtelement sicher den Durchgang und/oder den Durchlass und/oder den Haltebereich durch gegenseitige Anlage verschließt.The passage and / or the passage and / or the holding region of the housing element, together with a sealing element, are advantageously made smaller than the signal element or as the sensor element, so that the signal element or the sensor element together with the sealing element reliably ensure the passage and / or passage and / or closes the holding area by mutual contact.
Mit anderen Worten ausgedrückt, verkleinert das Dichtelement den Durchgang und/oder den Durchlass und/oder den Haltebereich des Gehäuseelements, sodass zwischen dem Dichtelement und dem Signalelement sowie zwischen dem Dichtelement und dem Gehäuseelement eine Dichtung erzielt wird, die den Ein- und Austritt von Fluiden bzw. von Schmutz, in Form von zum Beispiel Abrieb, unterbindet.In other words, the sealing element reduces the passage and / or the passage and / or the holding area of the housing element, so that a seal is achieved between the sealing element and the signal element and between the sealing element and the housing element, which prevents the entry and exit of fluids or dirt, in the form of, for example, abrasion.
Bevorzugterweise umfasst das Gehäuseelement zwei Aufnahmebereiche und/oder zwei Haltebereiche, um zwei Signalelemente einer Rotorlagesensorvorrichtung aufzunehmen.The housing element preferably comprises two receiving areas and / or two holding areas in order to receive two signal elements of a rotor position sensor device.
Auch ist es bevorzugt, dass die elektrische Maschine zwei Aufnahmebereiche und zwei Haltebereiche sowie zwei Signalelemente umfasst, um die Signalelemente einer Rotorlagesensorvorrichtung in dem Gehäuseelement aufzunehmen.It is also preferred that the electrical machine comprises two receiving areas and two holding areas and two signal elements in order to receive the signal elements of a rotor position sensor device in the housing element.
Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke ergänzend mit anderen Worten ausgedrückt.In the following, the inventive idea presented above is additionally expressed in other words.
Dieser Gedanke betrifft vorzugsweise - vereinfacht dargestellt - ein Gehäuseelement einer elektrischen Maschine, welches bevorzugterweise die tangential-axiale Integration von einem Signalelement in Form von wenigstens einem Ringsegment umfasst, insbesondere mit einer einfachen Kontaktierung, vorzugsweise inklusive Dichtung. Mithilfe dieser Ausgestaltung ist es vorzugsweise möglich, ein Signalelement bzw. ein Sensorelement mit Kontaktierung über eine tangential-axiale Gehäusewand zu integrieren, ohne die Steifigkeit des Gehäuses entscheidend zu schwächen bzw. ohne die mechanische Konstruktion des Gehäuses grundlegend zu beeinflussen.This idea preferably relates to a housing element of an electrical machine, which is preferably the includes tangential-axial integration of a signal element in the form of at least one ring segment, in particular with a simple contact, preferably including a seal. With the aid of this configuration, it is preferably possible to integrate a signal element or a sensor element with contacting via a tangential-axial housing wall without significantly weakening the rigidity of the housing or without fundamentally influencing the mechanical construction of the housing.
Bevorzugterweise umfasst ein Gehäuseelement einen tangentialen und/oder axialen Durchbruch, wobei vorzugsweise der tangentiale Durchbruch der Dicke eines Signalelements einer Rotorlagesensorvorrichtung entspricht.A housing element preferably comprises a tangential and / or axial opening, the tangential opening preferably corresponding to the thickness of a signal element of a rotor position sensor device.
Günstigerweise entspricht der axiale Durchbruch des Gehäuseelements der Größe des Signalelements, insbesondere eines Teilbereichs des Signalelements, in Umfangsrichtung.The axial breakthrough of the housing element advantageously corresponds to the size of the signal element, in particular a partial area of the signal element, in the circumferential direction.
Vorzugsweise wird das Signalelement bzw. das Sensorelement mittels einer Dreh- oder Schwenkbewegung in die dafür vorgesehene tangentiale Gehäuseöffnung bzw. in einen Durchgang eingedreht.The signal element or the sensor element is preferably screwed into the tangential housing opening provided for this purpose or into a passage by means of a rotary or pivoting movement.
Sobald die Lage des Gehäuseelements in tangentialer Richtung erreicht ist, erfolgt vorteilhafterweise eine axiale Endpositionierung des Signalelements.As soon as the position of the housing element in the tangential direction is reached, the end of the signal element is advantageously axially positioned.
Während des ersten Montageschritts des Signalelements befindet sich dieses vorzugsweise noch außerhalb. Hierdurch ist ein Rotorelement und das Signalelement durch ein Bodenelement des Gehäuseelements getrennt. In diesem Zustand ist es nicht möglich mit dem Signalelement Messwerte vom Rotorelement zu gewinnen.During the first assembly step of the signal element, it is preferably still outside. As a result, a rotor element and the signal element are separated by a base element of the housing element. In this state, it is not possible to obtain measured values from the rotor element with the signal element.
In einem weiteren Schritt der Montage wird vorzugsweise das Signalelement durch Drehen/Schwenken auf seine umfängliche Endposition gebracht. In dieser Endposition kommt vorteilhafterweise die axiale Öffnung des Haltebereichs zum Vorschein. In diesem Zustand liegt nunmehr keine räumliche Trennung mehr zwischen dem Rotorelement und dem Signalelement vor. Es ist also möglich, mithilfe des Signalelements im Zusammenspiel mit dem Rotorelement Messwerte zu erzielen.In a further step of the assembly, the signal element is preferably brought to its circumferential end position by rotating / pivoting. In this end position, the axial opening of the holding area advantageously appears. In this state there is no longer any spatial separation between the rotor element and the signal element. It is therefore possible to use the signal element in conjunction with the rotor element to obtain measured values.
Die Gehäusesteifigkeit wird durch diese konstruktive Ausführung wesentlich verbessert.The housing rigidity is significantly improved by this design.
Die Befestigung und Zentrierung des Signalelements erfolgt vorzugsweise von außen.The signaling element is preferably attached and centered from the outside.
Die Sensorplatine des Signalelements, insbesondere in einem Teilbereich des Signalelements angeordnet, schaut günstigerweise mit ihrer sensitiven Seite in den Bauraum hinein.The sensor board of the signal element, in particular arranged in a partial area of the signal element, advantageously looks into the installation space with its sensitive side.
Ferner ist es möglich, dass am Gehäuseelement eine Dichtung bzw. ein Dichtelement integriert ist, die den Durchgang und/oder Durchlass abdichtet. Das Dichtelement kann radial oder axial wirken.Furthermore, it is possible that a seal or a sealing element is integrated on the housing element, which seals the passage and / or passage. The sealing element can act radially or axially.
Eine elektrische Verbindung zur Leistungselektronik kann fest oder flexibel ausgeführt werden. Diese kann zum Beispiel als Stanzgitter oder Kabel ausgeführt werden und erlaubt eine Integration weiterer Komponenten.An electrical connection to the power electronics can be fixed or flexible. This can be implemented as a lead frame or cable, for example, and allows further components to be integrated.
Das Signalelement, insbesondere dessen Teilbereich, ist günstigerweise in seiner konstruktiven Gestaltung frei und kann beliebige Formen annehmen.The signal element, in particular its partial area, is advantageously free in its constructive design and can take any shape.
Mit dieser konstruktiven Ausführung ist es möglich, das Signalelement von außen zu montieren und zu demontieren. Beim Wechsel des Signalelements muss das komplette System nicht mehr demontiert werden.With this design, it is possible to assemble and disassemble the signal element from the outside. When changing the signal element, the entire system no longer has to be dismantled.
Des Weiteren ist es günstig, zwei Signalelemente zu verwenden.Furthermore, it is favorable to use two signal elements.
Durch die Parallelisierung einer Rotorlagesensorvorrichtung, in zwei Signalelemente kann an entsprechenden tangentialen Stellen an einem Gehäuseelement, radialer Freiraum generiert werden, da vorzugsweise durch Ausführung von zwei segmentierten Signalelementen keine komplette 360° Bedeckung auf radialem Sensorteilkreis erfolgt.By parallelizing a rotor position sensor device in two signal elements, radial free space can be generated at corresponding tangential points on a housing element, since preferably by executing two segmented signal elements there is no complete 360 ° coverage on the radial sensor pitch circle.
Hinsichtlich Rotorlagedetektion infolge von unumgänglichen Toleranzeinflüssen, kann die Sensorgenauigkeit eines Signalelements durch diese redundante Ausgestaltung erheblich verbessert werden.With regard to rotor position detection due to inevitable tolerance influences, the sensor accuracy of a signal element can be considerably improved by this redundant configuration.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:
-
1 eine Schnittansicht auf eine elektrische Maschine aus dem Stand der Technik; -
2 eine Draufsicht von einer ersten Seite auf ein erfindungsgemäßes Gehäuseelement; -
3 eine vergrößerte Draufsicht von einer zweiten Seite auf daserfindungsgemäße Gehäuseelement aus 2 ; -
4 eine vergrößerte Draufsicht von der zweiten Seite auf daserfindungsgemäße Gehäuseelement aus 3 ; -
5 eine räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Signalelements einer Rotorlagesensorvorrichtung; -
6 eine Draufsicht von einer ersten Seite auf eine erfindungsgemäße elektrische Maschine mit dem Gehäuseelement nachden 2 bis5 und dem Signalelement einer Rotorlagesensorvorrichtung nach6 in einem ersten Zustand; -
7 eine Schnittansicht entlang der LinieVII-VII aus6 ; -
8 eine Draufsicht von einer ersten Seite auf eine erfindungsgemäße elektrische Maschine mit dem Gehäuseelement nachden 2 bis5 und dem Signalelement einer Rotorlagesensorvorrichtung nach6 in einem zweiten Zustand; -
9 eine Schnittansicht entlang der LinieIX- IX aus 8 ; und -
10 eine Schnittansicht entlang der LinieIX- IX aus 8 mit einem Dichtelement.
-
1 a sectional view of an electrical machine from the prior art; -
2nd a plan view from a first side of an inventive housing element; -
3rd an enlarged plan view from a second side of the housing element according to the invention2nd ; -
4th an enlarged plan view from the second side of the housing element according to the invention3rd ; -
5 a spatial representation of a signal element of a rotor position sensor device according to the invention; -
6 a plan view from a first side of an electrical machine according to the invention with the housing element according to the2nd to5 and the signal element of a rotor position sensor device6 in a first state; -
7 a sectional view along the lineVII-VII out6 ; -
8th a plan view from a first side of an electrical machine according to the invention with the housing element according to the2nd to5 and the signal element of a rotor position sensor device6 in a second state; -
9 a sectional view along the lineIX-IX out8th ; and -
10th a sectional view along the lineIX-IX out8th with a sealing element.
In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Gegenstände verwendet.In the following description, the same reference symbols are used for the same objects.
Da diese Figur bereits eingangs der Beschreibung kurz umrissen wurde, wird an dieser Stelle von weiteren Ausführungen abgesehen.Since this figure was briefly outlined at the beginning of the description, further explanations are not given here.
Des Weiteren zeigt
Der Einfachheit und Kürze halber werden nachstehend die
So zeigt
Das Gehäuseelement
Der Aufnahmebereich
Ferner sind die beiden Öffnungen
Der Aufnahmebereich
Wie den
Hierbei ist der Aufnahmebereich
Sowohl der Aufnahmebereich
Die Seitenwand
Wie den
Auch geht aus den
Der Durchgang
Auch geht aus den
Des Weiteren weist der Haltebereich
Wie bereits angedeutet, ist der Aufnahmebereich
Der Haltebereich
Hierzu umfasst das Gehäuseelement
Wie insbesondere in den
Ferner hat das Gehäuseelement
Wie ebenfalls in den
Dabei ist ein Zentrierbereich
Hierbei umfasst die Rotorlagesensorvorrichtung
Das Signalelement
Wie
Genauer dargestellt ist der Teilbereich
Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass der Teilbereich
Das Signalelement
Wie den
Ferner geht aus
Hierbei ist jeder Befestigungsbereich
Anders geschildert, werden die erste und zweite Seitenfläche
Im vorliegenden Fall hat jeder Befestigungsbereich
Des Weiteren zeigt
Dabei ist jeder Zentrierbereich
Wie in
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass der Teilbereich
Zur besseren Verständlichkeit, ist in
Demgegenüber zeigt
Ebenfalls zur besseren Verständlichkeit, ist in
Nachfolgend werden der Kürze halber die
Wie bereits erwähnt, hat die elektrische Maschine
Bei Vergleich der
Somit ist also im ersten Zustand (
In diesem Zustand liegt das Signalelement
Hingegen ist im zweiten Zustand (
Im zweiten Zustand hingegen liegt das Signalelement
Wie insbesondere den
Auch sind das Signalelement
So gesehen zeigt
Hierbei hat das Gehäuseelement
Genauer geschildert, weist der Haltebereich
Das Dichtelement
Diese Dichtwirkung wird insbesondere dadurch erreicht, dass der Durchgang
Mit anderen Worten ausgedrückt, verkleinert das Dichtelement
Abschließend sei noch erwähnt, dass es auch möglich ist, dass das Gehäuseelement
Bevorzugterweise sind dann die Signalelemente
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- GehäuseelementHousing element
- 22nd
- AufnahmebereichRecording area
- 33rd
- HaltebereichStopping area
- 44th
- Öffnungopening
- 55
- Öffnungopening
- 66
- DurchgangContinuity
- 77
- BodenelementFloor element
- 88th
- BodenelementFloor element
- 9A - 9D9A-9D
- SeitenwandSide wall
- 1010th
- Durchlasspassage
- 1111
- BefestigungsbereichFastening area
- 1212th
- BefestigungsbereichFastening area
- 1313
- ZentrierbereichCentering area
- 1414
- ZentrierbereichCentering area
- 1515
- Dichtelement Sealing element
- 2020th
- RotorlagesensorvorrichtungRotor position sensor device
- 2121
- SignalelementSignal element
- 2222
- TeilbereichSubarea
- 2323
- BefestigungsbereichFastening area
- 2424th
- BefestigungsbereichFastening area
- 2525th
- ZentrierbereichCentering area
- 2626
- ZentrierbereichCentering area
- 2727
- erste Seitenflächefirst side surface
- 2828
- zweite Seitenflächesecond side surface
- 2929
- Rotorelement Rotor element
- 3030th
- Elektrische Maschine Electrical machine
- 5050
- RotorelementRotor element
- 5151
- SignalelementSignal element
- 5252
- Gehäusecasing
- 6060
- elektrische Maschine electrical machine
- AA
- axiale Richtungaxial direction
- RR
- radialer Richtungradial direction
- TT
- tangentiale Richtung tangential direction
- OO
- OberseiteTop
- UU
- Unterseite bottom
- PP
- erste Seitefirst page
- zweite Seitesecond page
Claims (10)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018124710.9 | 2018-10-08 | ||
DE102018124710 | 2018-10-08 | ||
DE102018128357.1 | 2018-11-13 | ||
DE102018128357 | 2018-11-13 |
Publications (1)
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---|---|
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ID=69886204
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102018130499.4A Withdrawn DE102018130499A1 (en) | 2018-10-08 | 2018-11-30 | Housing element, in particular axial housing cover, for an electrical machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018130499A1 (en) |
-
2018
- 2018-11-30 DE DE102018130499.4A patent/DE102018130499A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |