WO2023156150A1 - Elektromotor mit einem anschlusskasten - Google Patents

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WO2023156150A1
WO2023156150A1 PCT/EP2023/051587 EP2023051587W WO2023156150A1 WO 2023156150 A1 WO2023156150 A1 WO 2023156150A1 EP 2023051587 W EP2023051587 W EP 2023051587W WO 2023156150 A1 WO2023156150 A1 WO 2023156150A1
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stator
bearing plate
end shield
bearing
drive according
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PCT/EP2023/051587
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Rieser
Johannes BRÖDNER
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes
    • H02K7/1021Magnetically influenced friction brakes
    • H02K7/1023Magnetically influenced friction brakes using electromagnets
    • H02K7/1025Magnetically influenced friction brakes using electromagnets using axial electromagnets with generally annular air gap
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/15Mounting arrangements for bearing-shields or end plates
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225Terminal boxes or connection arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/14Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227Heat sinks

Definitions

  • the invention relates to a drive, in particular an electric motor, with a junction box.
  • connection box It is generally known that a drive can be supplied with electricity and therefore requires connections for supply lines.
  • the connections can be arranged in a connection box.
  • a housing cover for an electrical machine is known from AT 518 125 A1 as the closest prior art.
  • a brake is known from DE 10 2010 049 744 A1.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a drive that can be produced efficiently.
  • a stator housing part of the drive is connected to a first bearing plate, on which a bearing seat for a first bearing for the rotatable mounting of the rotor shaft is formed, with a lower part on the bearing plate , in particular a trough-shaped lower part, on which a cover part of the drive is placed, in particular and is connected to the lower part, wherein a stator lamination stack is accommodated in the stator housing part, in which a stator winding formed from winding wire is arranged, the ends of the winding wire being led to a wiring unit to which a mating connector part is connected, which is plugged into a connector part which is comprised of power electronics, which is arranged inside the junction box.
  • the plug-in connection protrudes through a recess in the end shield.
  • the connector part is fixed inside the terminal box and is connected to the mating connector, which is arranged inside the stator.
  • the plug connection is plugged in when the electronics are put on.
  • the plug-in connection protrudes through the collar area formed on the bearing plate and protruding axially, particularly in the circumferential direction running around the axis of rotation of the rotor shaft.
  • the plug connector is arranged in the stator on a connection unit, so that the star or delta connection of the stator winding can be supplied directly from the power electronics via the plug connection.
  • This has a power module which has power semiconductors which are arranged in half-bridges which are connected in parallel with one another.
  • This parallel connection acts as an inverter and is supplied from a DC voltage source, which can preferably be implemented as a mains-fed rectifier.
  • Each half-bridge is designed as a series connection of two power semiconductor switches, in particular IGBT or MOSFET, with the respective center tap of the respective series connection being electrically connected to a respective phase of the stator winding.
  • the control signals for the power semiconductor switches are generated by the signal electronics.
  • the signal electronics can therefore be implemented together with the power electronics as a converter or inverter.
  • the interconnection unit is connected to the stator winding and/or the laminated core of the stator, in particular is firmly connected, in particular is plug-connected and/or adhesively connected.
  • the interconnection unit can be designed with a plastic body, in which a mating connector part can be accommodated, so that an electrical plug-in connection can be provided between the interconnection unit and the power electronics.
  • the power electronics has a printed circuit board on which the connector part is fitted, in particular in that contacts of the connector part are soldered to conductor tracks on the printed circuit board.
  • a first surface area of the power electronics is pressed against a heat sink, which is inserted into a recess in the bearing plate, in particular with the first surface area being a surface section of a power module fitted on the printed circuit board, in particular which has power semiconductors, in particular with the edge of the recess a stage is introduced in the end shield, against which the heat sink is pressed, in particular with the elastic spring force generated by a spring element.
  • the power semiconductor switches can be integrated in the power module and the power module can be assembled on the printed circuit board.
  • a fan is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner, in particular with the air flow conveyed by the fan passing through the first bearing plate in the axial direction, in particular parallel to the direction of the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor, through a channel which opens into the free space. and flows through the free space.
  • the advantage here is that the fan can be implemented passively and therefore no additional fan drive is necessary.
  • cooling ribs formed on the heat sink protrude into a free space formed between the end shield and the stator housing part, in particular with an air flow conveyed by a fan flowing through the free space. The advantage here is that a compact design is made possible.
  • a second surface area of the power electronics is pressed against a thickened area of the end shield, in particular against an area of the end shield that has an increased wall thickness compared to the adjacent areas of the end shield, in particular by means of one or the spring element generated spring force, in particular wherein the second surface area is a surface section of a heat-generating component fitted on the printed circuit board, in particular which has at least one power semiconductor or is designed as a power semiconductor.
  • the advantage here is that the power electronics can be cooled at two points. A flow of heat can be introduced into the end shield on the second surface area, which is spread out there and then dissipated into the ambient air. In the first surface area, a heat flow is dissipated via a heat sink, which can be made of a material with higher thermal conductivity than the material of the end shield, to the cooling air flow and thus to the ambient air.
  • a higher temperature is provided in the first surface area than in the second surface area. This is because cooling via a heat sink results in a lower thermal resistance from the first surface area to the ambient air compared to the thermal resistance from the second surface area via the end shield to the ambient air.
  • the heat sink can be made of aluminum and the first end shield can be made of steel or cast steel.
  • the power electronics are electrically connected to the signal electronics via a plug connection, in particular, a spring element being arranged in the junction box, in particular between the power electronics and the signal electronics, in such a way that the signal electronics are pressed towards the cover part and the power electronics are pressed towards the bottom part, in particular a surface area of the signal electronics being pressed against a thickened wall area, in particular the surface area is a surface section of a heat-generating component mounted on a printed circuit board of the signal electronics.
  • a plug connection in particular, a spring element being arranged in the junction box, in particular between the power electronics and the signal electronics, in such a way that the signal electronics are pressed towards the cover part and the power electronics are pressed towards the bottom part, in particular a surface area of the signal electronics being pressed against a thickened wall area, in particular the surface area is a surface section of a heat-generating component mounted on a printed circuit board of the signal electronics.
  • a flange part for receiving a further bearing of the rotor shaft is connected to the stator housing part on the side of the stator housing part facing away from the first bearing plate.
  • the interconnection unit is plugged onto an axial end area of the stator winding.
  • the advantage here is that a simple, fast and efficient production is made possible.
  • the connection unit causes the star connection or delta connection of the electric motor, in particular a three-phase motor.
  • connection unit effects a star connection or delta connection of the stator winding.
  • the advantage here is that the interconnection can be arranged in a compact manner, that is to say in particular that the interconnection is effected in the direct vicinity of the stator winding.
  • the bearing seat for the first bearing is formed as an area that protrudes in the axial direction toward the stator housing part on the end shield, with an annular collar region running in the circumferential direction and protruding in the axial direction toward the stator housing part on the end shield being formed on the end shield, which is at a distance from the bearing seat and which surrounds the bearing seat radially, i.e.
  • a stator of an angle sensor is arranged radially between the collar area and the bearing mount and is connected to the bearing plate, wherein a rotor part of the angle sensor is connected in a rotational manner to the rotor shaft, in particular wherein the rotor part has a printed circuit board to which a sheet metal part is rotationally connected, which in is arranged in the axial direction between the connection unit and the printed circuit board, in particular for shielding the angle sensor from magnetic fields of the stator winding.
  • the angle sensor has a shielding element which is arranged axially between the rotor part and the stator winding.
  • the angle sensor can therefore still be operated safely and with few errors, although the rotor part and stator of the angle sensor interact electromagnetically, in particular inductively.
  • the angular position is deduced from a determination of the inductance and/or by determining the magnetic field of a permanent magnet rotatably arranged on the rotor part of the angle sensor Number of turns determined.
  • stator of the angle sensor is connected to the signal electronics by means of a plug-in connection, with the plug-in connection protruding through a recess that extends through the first bearing plate.
  • a magnetic body is arranged on the side of the first end shield facing away from the stator housing part, which magnet body is connected to the end shield.
  • a step running around in the circumferential direction is formed on the magnetic body, which rests against a centering collar running around in the circumferential direction of the bearing plate.
  • the advantage here is that the magnetic body can be centered in a simple manner.
  • a coil is accommodated in an annular recess in the magnet body, with a ferromagnetic armature disk being arranged axially between the first bearing plate and the coil, with the armature disk being connected to the magnet body in a rotationally fixed manner and being arranged so as to be displaceable in the axial direction, with an axially between the armature disk and the end shield is connected to the rotor shaft in a rotationally fixed manner and is arranged to be movable in the axial direction relative to the rotor shaft, in particular the brake pad carrier has internal teeth, with which the brake pad carrier is slipped onto the external teeth of a ring-like driver, the driver with the rotor shaft is connected in a torque-proof manner, the bearing plate having
  • a first drive according to the invention is shown with a bearing plate 1 in longitudinal section.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section of a second drive according to the invention, which in addition to the embodiment according to FIG. 1 has an electromagnetically actuable brake.
  • the drive is designed as an electric motor which has a rotatably mounted rotor shaft 4 .
  • a first bearing 8 for rotatably supporting the rotor shaft 4 is accommodated in the end shield 1 which is connected to a stator housing part 2 .
  • the stator housing part 2 On the side facing away from the end shield 1, the stator housing part 2 is connected to a flange part 6, in which a second bearing 7 is accommodated, which is also designed for the rotatable mounting of the rotor shaft 4.
  • the end shield 1 has an area which is shaped as the lower part of a connection box of the electric motor and on which a cover part 13 is placed and connected.
  • Signal electronics 16 and power electronics 15 are arranged inside cover part 13 .
  • the signal electronics 16 are connected to the cover part, in particular connected in a thermally conductive manner.
  • at least one surface area of the signal electronics 16, in particular a heat-generating component fitted on a printed circuit board of the signal electronics 16, is pressed against the cover part 13.
  • An elastic spring element is preferably provided for this purpose.
  • a first surface area of the power electronics 15 is pressed onto a heat sink 14, which is inserted into a recess in the bearing plate. While is on the edge the recess formed a step, against which the heat sink 14 is employed and is pressed with the elastic spring force generated by the spring element.
  • Cooling ribs 40 formed on the heat sink 14 protrude into an area formed between the end shield 1 and the stator housing part 2 , through which an air flow conveyed by a fan 11 flows.
  • the fan 11 is connected to the rotor shaft 4 in a rotationally fixed manner and is surrounded by a fan cover 12 which is connected to the end shield 1 .
  • a second surface area of the power electronics 15 is pressed against a thickened portion 19 of the end shield 1, in particular against an area of the end shield 1 that has an increased wall thickness compared to the adjacent areas of the end shield 1, in particular by means of a spring element spring force.
  • the power electronics 15 are electrically connected to the signal electronics 16 via a plug connection 17 .
  • a stator core 3 is accommodated in the stator housing part 2, in which a stator winding is accommodated.
  • the bearing mount formed on the end shield 1 for the bearing 8 protrudes axially on the end shield 1, ie in particular toward the laminated core 3 of the stator.
  • the lower part formed on the end shield 1 overlaps with the stator housing part 2 in the axial direction.
  • the bearing plate has an annular collar area which protrudes axially on the bearing plate 1 and overlaps with the stator housing part 2 in the axial direction and radially surrounds the bearing 8 .
  • This ring-shaped collar area is at a distance from the bearing 8 .
  • the area covered by the collar area in the axial direction comprises the area covered by the collar area in the axial direction.
  • At least one connector part of the power electronics 15 is also arranged in the connection box. The connector part is preferably fitted on the printed circuit board of the power electronics, in particular plugged in and soldered.
  • An angle sensor 10 is arranged in the annular intermediate space area between the collar area protruding in the axial direction on the bearing plate 1 and the bearing receptacle also protruding on the bearing plate 1 in the axial direction.
  • a stator of angle sensor 10 is connected to bearing plate 1 in a torque-proof manner.
  • a rotor part of the angle sensor 10 that is arranged such that it can rotate with respect to the stator of the angle sensor 10 is connected to the rotor shaft 4 in a rotationally fixed manner.
  • the rotor part of the angle sensor 10 is preferably designed as a printed circuit board, the conductor tracks of which are designed as windings suitable for detection by the stator of the angle sensor 10 .
  • a permanent magnet can be arranged on the rotor part of the angle sensor 10, so that the number of revolutions of the rotor part can be determined.
  • a pulse wire sensor in particular a Wiegand sensor, can preferably be arranged on the stator part, which is in operative connection with the permanent magnet, in particular with a voltage pulse being triggered with each revolution of the rotor part, which supplies a counter for incrementing it.
  • An interconnection unit 9 is arranged in the axial direction between the rotor part, in particular the printed circuit board, and the stator winding of the electric motor. This connection unit 9 is pushed as a cap onto the axial end region of the stator winding facing the bearing 8 , ie in particular onto the end winding of the stator winding of the electric motor facing the bearing 8 .
  • the interconnection unit has sheet metal parts which are electrically connected to the ends of the stator winding wire and cause the stator winding to be connected in a delta or star configuration.
  • the sheet metal parts in particular copper sheet parts, are embedded and/or provided in a plastic injection molded part of the interconnection unit 9 .
  • a mating connector part is arranged in an integrated manner on the wiring unit 9 , so that the mating connector part is plug-connected to the connector part of the power electronics 15 .
  • the connector part of the power electronics 15 protrudes through a recess in a bottom region of the lower part formed on the end shield 1 and is then plugged into the connector part.
  • the circuit board functioning as the rotor part of the angle sensor 10 preferably has magnetic shielding on its side opposite the stator of the angle sensor 10 , which is thus arranged between the interconnection unit 9 and the stator of the angle sensor 10 .
  • the rotor part and the stator of the angle sensor 10 are axially spaced from each other; however, the radial distance range covered by the stator of angle sensor 10 in relation to the axis of rotation of the rotor shaft includes the radial distance range covered by the rotor of angle sensor 10 .
  • a magnet body 21 is arranged on the side of the bearing plate facing away from the stator housing part 2 and is connected to the bearing plate 1 .
  • the magnetic body 21 has a step running around the axis of rotation of the rotor shaft 4 in the circumferential direction, which abuts against a centering collar of the bearing plate 1 , which also runs around, for centering the magnetic body 21 .
  • An annular depression is formed in the magnet body 21, in which an electrically energizable coil 20 is accommodated.
  • a ferromagnetic armature disk is arranged axially between the coil 20 and the bearing plate 1 and is guided and/or movable in the axial direction, the armature disk being connected to the magnet body 21 in a torque-proof manner.
  • a brake pad carrier 22 is arranged axially between the armature disk and the bearing plate 1 and has internal teeth which are slipped onto external teeth of an annular driver 23 .
  • the driver 23 is connected to the rotor shaft 4 in a torque-proof manner.
  • the brake pad carrier is thus connected to the rotor shaft 4 in a rotationally fixed manner and is arranged so that it can be displaced axially relative to the driver 23 and/or to the rotor shaft 4 .
  • the spring elements press the armature disk away from the magnet body onto the brake pad carrier, which thus acts on a particularly finely machined flat braking surface formed on the bearing plate 1 .
  • Axially aligned bolts (not shown in the figures) are connected to the magnetic body 21 and protrude through recesses in the armature disk, in particular for guiding the armature disk during its axial movement.
  • the brake pad carrier 22 has an axially protruding collar area, which extends into the radial inner side of which the internal teeth of the brake pad carrier 22 extend and which is arranged radially between the bearing plate 1 and the driver 23 .
  • the end shield 1 therefore functions not only as a bearing mount for the bearing 8 and as a conduit for the electrical interface from the power electronics 15 to the interconnection unit 9, but also to accommodate the power electronics 15 in the connection box and to dissipate the heat loss from the power electronics 15.
  • the frictional heat of the electromagnetically actuated brake is dissipated to the bearing plate 1.
  • the heat supplied to the end shield is spread, in particular between the brake, the stator and the electronics. So when braking is initiated, the power electronics are switched off or at least only slightly loaded, with the stator also being subjected to little flow and load. Although an increased heat flow flows into the end shield from the area of the brake, important heat flows from the stator and the electronics are eliminated beforehand.
  • the air flow conveyed by the fan 11 not only flows around the magnet body 21, but also flows through the continuous channel present in the bearing plate and the area between the stator housing part 2 and the bearing plate 1.
  • the coil 20 is supplied from the power electronics 15 .
  • a plug connection is also provided between the power electronics 15, in particular between the circuit board of the power electronics 15, and the magnet body 21, with another connector part being held by the circuit board and another mating connector part corresponding to the other connector part being held on the magnet body 21.

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Abstract

Antrieb, insbesondere Elektromotor, mit einem Anschlusskasten, wobei ein Statorgehäuseteil des Antriebs mit einem ersten Lagerschild verbunden ist, an dem eine Lageraufnahme für ein erstes Lager zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle ausgebildet ist, wobei am Lagerschild ein Unterteil, insbesondere wannenförmiges Unterteil, ausgeformt ist, auf welches ein Deckelteil des Antriebs aufgesetzt ist, insbesondere und mit dem Unterteil verbunden ist, wobei im Statorgehäuseteil ein Statorblechpaket aufgenommen ist, in welchem eine aus Wicklungsdraht gebildete Statorwicklung angeordnet ist, wobei die Enden des Wicklungsdrahtes zu einer Verschaltungseinheit geführt sind, mit welcher ein Gegensteckbinderteil verbunden ist, das mit einem Steckverbinderteil steckverbunden ist, welches von einer Leistungselektronik umfasst ist, die innerhalb des Anschlusskastens angeordnet ist.

Description

ELEKTROMOTOR MIT EINEM ANSCHLUSSKASTEN
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Antrieb, insbesondere Elektromotor, mit einem Anschlusskasten.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Antrieb elektrisch versorgbar ist und daher Anschlüsse für Versorgungsleitungen benötigt. Dabei sind die Anschlüsse in einem Anschlusskasten anordenbar.
Aus der AT 518 125 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Gehäusedeckel für eine elektrische Maschine bekannt.
Aus der DE 20 2007 019 072 U1 ist ein Elektromotor bekannt.
Aus der DE 10 2010 049 744 A1 ist eine Bremse bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb effizient herstellbar weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Antrieb nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Antrieb, insbesondere Elektromotor, mit einem Anschlusskasten, sind, dass ein Statorgehäuseteil des Antriebs mit einem ersten Lagerschild verbunden ist, an dem eine Lageraufnahme für ein erstes Lager zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle ausgebildet ist, wobei am Lagerschild ein Unterteil, insbesondere wannenförmiges Unterteil, ausgeformt ist, auf welches ein Deckelteil des Antriebs aufgesetzt ist, insbesondere und mit dem Unterteil verbunden ist, wobei im Statorgehäuseteil ein Statorblechpaket aufgenommen ist, in welchem eine aus Wicklungsdraht gebildete Statorwicklung angeordnet ist, wobei die Enden des Wicklungsdrahtes zu einer Verschaltungseinheit geführt sind, mit welcher ein Gegensteckbinderteil verbunden ist, das mit einem Steckverbinderteil steckverbunden ist, welches von einer Leistungselektronik umfasst ist, die innerhalb des Anschlusskastens angeordnet ist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Steckverbindung durch eine Ausnehmung des Lagerschildes hindurchragt. Somit ist das Steckverbinderteil innerhalb des Anschlusskastens befestigt und ist mit dem Gegensteckverbinder verbunden, welcher innerhalb des Stators angeordnet ist. Beim Aufsetzen der Elektronik wird die Steckverbindung eingesteckt. Die Steckverbindung ragt durch den am Lagerschild ausgeformten, axial hervorragenden, insbesondere in Umfangsrichtung um die Drehachse der Rotorwelle umlaufenden Kragenbereich.
Der Steckverbinder ist im Stator an einer Verschaltungseinheit angeordnet, so dass die in Sternschaltung oder Dreieckschaltung verschaltete Statorwicklung direkt über die Steckverbindung aus der Leistungselektronik versorgbar ist. Diese weist ein Leistungsmodul auf, welche Leistungshalbleiter aufweist, die in zueinander parallel geschalteten Halbbrücken angeordnet sind. Diese Parallelschaltung fungiert als Wechselrichter und wird aus einer Gleichspannungsquelle versorgt, die vorzugsweise als netzgespeister Gleichrichter ausführbar ist. Jede Halbbrücke ist als Reihenschaltung zweier Leistungshalbleiterschalter, insbesondere IGBT oder MOSFET, ausgeführt, wobei der jeweilige Mittelabgriff der jeweiligen Reihenschaltung mit einer jeweiligen Phase der Statorwicklung elektrisch verbunden ist.
Die Ansteuersignale für die Leistungshalbleiterschalter wird von der Signalelektronik erzeugt.
Die Signalelektronik ist also zusammen mit der Leistungselektronik als Umrichter oder Wechselrichter ausführbar.
Die axiale Richtung ist hier stets parallel zur Drehachse der Rotorwelle zu verstehen, die radiale Richtung bezieht sich ebenso auf diese Drehachse und auch die Umfangsrichtung ist auf diese Drehachse bezogen. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verschaltungseinheit mit der Statorwicklung und/oder dem Statorblechpaket verbunden, insbesondere fest verbunden ist, insbesondere steckverbunden und/oder klebeverbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Verschaltungseinheit mit einem Kunststoffkörper ausführbar ist, in welchem ein Gegensteckverbinderteil aufnehmbar ist, so dass eine elektrische Steckverbindung zwischen der Verschaltungseinheit und der Leistungselektronik vorsehbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Leistungselektronik eine Leiterplatte auf, auf welcher das Steckverbinderteil bestückt ist, insbesondere indem Kontakte des Steckverbinderteils mit Leiterbahnen der Leiterplatte lötverbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein erster Oberflächenbereich der Leistungselektronik an einen Kühlkörper angedrückt, welcher in eine Ausnehmung des Lagerschildes eingesetzt ist, insbesondere wobei der erste Oberflächenberiech ein Oberflächenabschnitt eines auf der Leiterplatte bestückten Leistungsmoduls ist, insbesondere welches Leistungshalbleiter aufweist, insbesondere wobei am Rand der Ausnehmung im Lagerschild eine Stufe eingebracht ist, gegen welche der Kühlkörper angedrückt ist, insbesondere mit der von einem Federelement erzeugten elastischen Federkraft angedrückt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Leistungshalbleiterschalter im Leistungsmodul integrierbar sind und das Leistungsmodul auf der Leiterplatte bestückbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mit der Rotorwelle ein Lüfter drehfest verbunden, insbesondere wobei der vom Lüfter geförderte Luftstrom einen durch das erste Lagerschild in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors, durchgehenden Kanal, der in den Freiraum mündet, und den Freiraum durchströmt. Von Vorteil ist dabei, dass der Lüfter passiv ausführbar ist und somit kein zusätzlicher Lüfterantrieb notwendig ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragen am Kühlkörper ausgeformte Kühlrippen in einen zwischen Lagerschild und Statorgehäuseteil ausgebildeten Freiraum hinein, insbesondere wobei der Freiraum von einem von einem Lüfter geförderten Luftstrom durchströmt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte Ausführung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein zweiter Oberflächenbereich der Leistungselektronik an eine Aufdickung des Lagerschilds, insbesondere also an einen Bereich des Lagerschilds, der eine im Vergleich zu den an ihn angrenzenden Bereichen des Lagerschilds eine erhöhte Wandstärke aufweist, angedrückt, insbesondere mittels von einem oder dem Federelement erzeugter Federkraft, insbesondere wobei der zweite Oberflächenberiech ein Oberflächenabschnitt eines auf der Leiterplatte bestückten Wärme erzeugenden Bauelements ist, insbesondere welches zumindest einen Leistungshalbleiter aufweist oder als Leistungshalbleiter ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Leistungselektronik an zwei Stellen entwärmbar ist. Dabei ist am zweiten Oberflächenberiech ein Wärmestrom ins Lagerschild einleitbar, der dort aufgespreizt wird und dann an die Umgebungsluft abgeleitet wird. Im ersten Oberflächenbereich ist ein Wärmestrom über einen Kühlkörper, der aus einem Material höherer Wärmeleitfähigkeit als das Material des Lagerschilds ausführbar ist, an den Kühlluftstrom und somit an die Umgebungsluft abgeleitet.
Im ersten Oberflächenberiech ist eine höhere Temperatur vorgesehen als im zweiten Oberflächenbereich. Denn die Entwärmung über einen Kühlkörper bewirkt einen niedrigeren Wärmeleitwiderstand von dem ersten Oberflächenbereich zur Umgebungsluft im Vergleich zum Wärmeleitwiderstand vom zweiten Oberflächenberiech über das Lagerschild zur Umgebungsluft.
Beispielsweise ist der Kühlkörper aus Aluminium und das erste Lagerschild aus einem Stahl oder Stahlguss fertigbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leistungselektronik über eine Steckverbindung mit der Signalelektronik elektrisch verbunden, insbesondere wobei im Anschlusskasten ein Federelement, insbesondere zwischen der Leistungselektronik und der Signalelektronik, derart angeordnet ist, dass die Signalelektronik zum Deckelteil hin und die Leistungselektronik zum Unterteil gedrückt werden, insbesondere wobei ein Oberflächenbereich der Signalelektronik an einen aufgedickten Wandbereich angedrückt wird, insbesondere wobei der Oberflächenbereich ein Oberflächenabschnitt eines auf einer Leiterplatte der Signalelektronik bestückten Wärme erzeugenden Bauelements ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an der vom ersten Lagerschild abgewandten Seite des Statorgehäuseteils ein Flanschteil zur Aufnahme eines weiteren Lagers der Rotorwelle mit dem Statorgehäuseteil verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verschaltungseinheit auf einen axialen Endbereich der Statorwicklung aufgesteckt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache schnelle und effiziente Herstellung ermöglicht ist. Dabei bewirkt die Verschaltungseinheit die Sternschaltung oder Dreieckschaltung des Elektromotors, insbesondere Drehstrommotors.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bewirkt die Verschaltungseinheit eine Sternschaltung oder Dreieckschaltung der Statorwicklung. Von Vorteil ist dabei, dass die Verschaltung kompakt anordenbar ist, insbesondere also in direkter Nähe zur Statorwicklung die Verschaltung bewirkt ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lageraufnahme für das erste Lager als in axialer Richtung zum Statorgehäuseteil am Lagerschild hervorragender Bereich ausgeformt, wobei am Lagerschild ein ringförmiger, in Umfangsrichtung umlaufender, in axialer Richtung zum Statorgehäuseteil am Lagerschild hervorragender Kragenbereich ausgeformt ist, welcher von der Lageraufnahme beabstandet ist und welcher die Lageraufnahme radial umgibt, insbesondere also in Umfangsrichtung vollständig umlaufend radial umgibt, wobei ein Stator eines Winkelsensors radial zwischen dem Kragenbereich und der Lageraufnahme angeordnet und mit dem Lagerschild verbunden ist, wobei ein Rotorteil des Winkelsensors mit der Rotorwelle drehtest verbunden ist, insbesondere wobei das Rotorteil eine Leiterplatte aufweist, mit der ein Blechteil drehtest verbunden ist, welches in axialer Richtung zwischen der Verschaltungseinheit und der Leiterplatte angeordnet ist, insbesondere zur Abschirmung des Winkelsensors vor Magnetfeldern der Statorwicklung. Von Vorteil ist dabei, dass ein Winkelsensor integriert im Motorraum anordenbar ist. Zwar erzeugt die Statorwicklung sehr starke magnetische Wechselfelder im Innenraum des Elektromotors, jedoch weist der Winkelsensor ein Abschirmelement auf, das axial zwischen dem Rotorteil und der Statorwicklung angeordnet ist. Der Winkelsensor ist somit trotzdem sicher und fehlerarm betreibbar, obwohl Rotorteil und Stator des Winkelsensors elektromagnetisch, insbesondere induktiv, wechselwirken, insbesondere wird aus einer Bestimmung der Induktivität auf die Winkelstellung geschlossen und/oder durch Bestimmung des Magnetfelds eines am Rotorteil des Winkelsensors drehbar angeordneten Dauermagneten die Anzahl der Umdrehungen bestimmt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Stator des Winkelsensors mittels einer Steckverbindung mit der Signalelektronik verbunden, wobei die Steckverbindung durch eine durch das erste Lagerschild durchgehende Ausnehmung hindurchragt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Auswertung der Sensorsignale direkt in der Signalelektronik ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf der von dem Statorgehäuseteil abgewandten Seite des ersten Lagerschilds ein Magnetkörper angeordnet, der mit dem Lagerschild verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Wärme des Magnetkörpers über das Lagerschild abgeführt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Magnetkörper eine in Umfangsrichtung umlaufende Stufe ausgeformt, welche an einem in Umfangsrichtung umlaufenden Zentrierkragen des Lagerschilds anliegt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Zentrierung des Magnetkörpers in einfacher Weise ermöglicht ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in einer ringförmigen Vertiefung des Magnetkörpers eine Spule aufgenommen, wobei eine ferromagnetische Ankerscheibe axial zwischen dem ersten Lagerschild und der Spule angeordnet ist, wobei die Ankerscheibe mit dem Magnetkörper drehfest verbunden ist und in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist, wobei ein axial zwischen der Ankerscheibe und dem Lagerschild angeordneter Bremsbelagträger mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist und in axialer Richtung relativ zur Rotorwelle bewegbar angeordnet ist, insbesondere wobei der Bremsbelagträger eine Innenverzahnung aufweist, mit welcher der Bremsbelagträger auf eine Außenverzahnung eines ringartigen Mitnehmers aufgesteckt ist, wobei der Mitnehmer mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist, wobei das Lagerschild eine als Bremsfläche fungierende, insbesondere fein bearbeitete ebene Fläche aufweist, wobei am Magnetkörper abgestützte weitere Federelemente auf die Ankerscheibe drücken. Von Vorteil ist dabei, dass bei Stromausfall die Bremse automatisch einfällt. Außerdem wird die Reibwärme bei der Bremsung des Bremslagerschilds an der Bremsfläche ins Lagerschild eingeleitet.
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 erster erfindungsgemäßer Antrieb mit einem Lagerschild 1 im Längsschnitt dargestellt.
In der Figur 2 ist ein zweiter erfindungsgemäßer Antrieb im Längsschnitt dargestellt, der zusätzlich zur Ausführung nach Figur 1 eine elektromagnetisch betätigbare Brems aufweist.
In der Figur 3 ist eine Schrägansicht des Lagerschilds 1 dargestellt.
In der Figur 4 ist das Lagerschild 1 angeschnitten dargestellt.
Wie in Figur 1 zusammen mit Figur 3 und 4 dargestellt, ist der Antrieb als Elektromotor ausgeführt, welcher eine drehbar gelagerte Rotorwelle 4 aufweist.
Ein erstes Lager 8 zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 4 ist im Lagerschild 1 aufgenommen, das mit einem Statorgehäuseteil 2 verbunden ist. Auf der vom Lagerschild 1 abgewandten Seite ist das Statorgehäuseteil 2 mit einem Flanschteil 6 verbunden, in dem ein zweites Lager 7 aufgenommen ist, welches ebenfalls zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 4 ausgeführt ist.
Das Lagerschild 1 weist einen als Unterteil eines Anschlusskastens des Elektromotors ausgeformten Bereich auf, auf den ein Deckelteil 13 aufgesetzt und verbunden ist. Innerhalb des Deckelteils 13 ist eine Signalelektronik 16 und eine Leistungselektronik 15 angeordnet.
Die Signalelektronik 16 ist mit dem Deckelteil verbunden, insbesondere wärmeleitend verbunden. Hierzu wird zumindest ein Oberflächenbereich der Signalelektronik 16, insbesondere eines auf einer Leiterplatte der Signalelektronik 16 bestückten Wärme erzeugenden Bauelements, an das Deckelteil 13 angedrückt. Hierzu ist vorzugsweise ein elastisches Federelement vorgesehen.
Ein erster Oberflächenbereich der Leistungselektronik 15 ist an einen Kühlkörper 14 angepresst, welcher in eine Ausnehmung des Lagerschildes eingesetzt ist. Dabei ist am Rand der Ausnehmung eine Stufe ausgebildet, gegen welche der Kühlkörper 14 angestellt ist und mit der von dem Federelement erzeugten elastischen Federkraft angedrückt ist.
Am Kühlkörper 14 ausgeformte Kühlrippen 40 ragen in einen zwischen Lagerschild 1 und Statorgehäuseteil 2 ausgebildeten Bereich hinein, durch den ein von einem Lüfter 11 geförderter Luftstrom hindurchströmt.
Der Lüfter 11 ist mit der Rotorwelle 4 drehfest verbunden und von einer Lüfterhaube 12 umgeben, welche mit dem Lagerschild 1 verbunden ist.
Ein zweiter Oberflächenbereich der Leistungselektronik 15 ist an eine Aufdickung 19 des Lagerschilds 1 , insbesondere also an einen Bereich des Lagerschilds 1, der eine im Vergleich zu den an ihn angrenzenden Bereichen des Lagerschilds 1 eine erhöhte Wandstärke aufweist, angedrückt, insbesondere mittels von einem Federelement erzeugter Federkraft.
Die Leistungselektronik 15 ist über eine Steckverbindung 17 mit der Signalelektronik 16 elektrisch verbunden.
Im Statorgehäuseteil 2 ist ein Statorblechpaket 3 aufgenommen, in welchem eine Statorwicklung aufgenommen ist.
Die am Lagerschild 1 ausgeformte Lageraufnahme für das Lager 8 ragt axial am Lagerschild 1 hervor, insbesondere also zum Statorblechpaket 3 hin.
Das am Lagerschild 1 ausgeformte Unterteil überlappt in axialer Richtung mit dem Statorgehäuseteil 2.
Außerdem weist das Lagerschild einen ringförmigen Kragenbereich auf, der axial am Lagerschild 1 hervorragt und mit dem Statorgehäuseteil 2 in axialer Richtung überlappt sowie das Lager 8 radial umgibt. Dabei ist dieser ringförmige Kragenbereich vom Lager 8 beabstandet. Der vom Kragenbereich in axialer Richtung überdeckte Bereich umfasst den von dem Kragenbereich in axialer Richtung überdeckten Bereich. Zumindest ein Steckverbinderteil der Leistungselektronik 15 ist im Anschlusskasten ebenfalls angeordnet. Vorzugsweise ist das Steckverbinderteil auf der Leiterplatte der Leistungselektronik bestückt, insbesondere eingesteckt und lötverbunden.
In dem ringförmigen Zwischenraumbereich zwischen dem in axialer Richtung am Lagerschild 1 hervorragenden Kragenbereich und der in axialer Richtung ebenfalls am Lagerschild 1 hervorragenden Lageraufnahme ist ein Winkelsensor 10 angeordnet.
Ein Stator des Winkelsensors 10 ist drehfest mit dem Lagerschild 1 verbunden. Ein drehbar gegenüber dem Stator des Winkelsensors 10 angeordnetes Rotorteil des Winkelsensors 10 ist drehfest mit der Rotorwelle 4 verbunden. Vorzugsweise ist das Rotorteil des Winkelsensors 10 als Leiterplatte ausgeführt, deren Leiterbahnen als für die Detektion durch den Stator des Winkelsensors 10 geeignete Wicklungen ausgeführt sind. Alternativ oder zusätzlich ist am Rotorteil des Winkelsensors 10 ein Dauermagnet anordenbar, so dass die Anzahl der Umdrehungen des Rotorteils bestimmbar ist. Um auch bei Stromausfall die Anzahl bestimmbar zu machen, ist vorzugsweise ein Impulsdrahtsensor, insbesondere Wiegandsensor, am Statorteil anordenbar, welcher in Wirkverbindung mit dem Dauermagneten ist, insbesondere wobei bei jeder Umdrehung des Rotorteils ein Spannungspuls ausgelöst wird, der einen Zähler zu dessen Inkrementierung versorgt.
In axialer Richtung zwischen dem Rotorteil, insbesondere der Leiterplatte, und der Statorwicklung des Elektromotors ist eine Verschaltungseinheit 9 angeordnet. Diese Verschaltungseinheit 9 ist als Kappe auf den dem Lager 8 zugewandten axialen Endbereich der Statorwicklung aufgeschoben, insbesondere also auf den dem Lager 8 zugewandten Wickelkopf der Statorwicklung des Elektromotors.
Die Verschaltungseinheit weist Blechteile auf, welche mit Statorwicklungsdrahtenden elektrisch verbunden sind und eine Dreiecks- oder Sternverschaltung der Statorwicklung bewirken. Die Blechteile, insbesondere Kupferblechteile, sind in einem Kunststoffspritzgussteil der Verschaltungseinheit 9 eingelassen und/oder vorgesehen.
Außerdem ist an der Verschaltungseinheit 9 ein Gegensteckverbinderteil integriert angeordnet, so dass das Gegensteckverbinderteil mit dem Steckverbinderteil der Leistungselektronik 15 steckverbunden ist. Hierbei ragt das Steckverbinderteil der Leistungselektronik 15 durch eine Ausnehmung eines Bodenbereichs des am Lagerschild 1 ausgeformten Unterteils hindurch und ist dann in das Steckverbinderteil eingesteckt.
Somit wird beim Anmontieren des Lagerschilds 1 an das Statorgehäuseteil 2 nicht nur eine mechanische Verbindung, sondern auch eine elektrische Steckverbindung ausgeführt und/oder bewirkt.
Die als Rotorteil des Winkelsensors 10 fungierende Leiterplatte weist vorzugsweise auf ihrer dem Stator des Winkelsensors 10 gegenüberliegenden Seite eine magnetische Abschirmung auf, die somit zwischen der Verschaltungseinheit 9 und dem Stator des Winkelsensors 10 angeordnet ist. Das Rotorteil und der Stator des Winkelsensors 10 sind axial voneinander beabstandet; allerdings umfasst der vom Stator des Winkelsensors 10 überdeckte auf die Drehachse der Rotorwelle bezogenen Radialabstandsbereich den von dem Rotor des Winkelsensors 10 überdeckten Radialabstandsbereich.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 eine elektromagnetisch betätigbare Bremse an der vom Statorgehäuseteil 2 abgewandten Seite des Lagerschilds 1 befestigt. Die nicht drehenden Teile der Bremse sind daher vom Lagerschild 1 gehalten.
Auf der vom Statorgehäuseteil 2 abgewandten Seite des Lagerschildes ist ein Magnetkörper 21 angeordnet und mit dem Lagerschild 1 verbunden. Hierzu weist der Magnetkörper 21 eine in Umfangsrichtung um die Drehachse der Rotorwelle 4 umlaufende Stufe auf, die an einem ebenso umlaufenden Zentrierbund des Lagerschilds 1 zur Zentrierung des Magnetkörpers 21 anliegt.
Im Magnetkörper 21 ist eine ringförmige Vertiefung ausgeformt, in welcher eine elektrisch bestrombare Spule 20 aufgenommen ist.
Axial zwischen der Spule 20 und dem Lagerschild 1 ist eine ferromagnetische Ankerscheibe angeordnet, die in axialer Richtung geführt und/oder bewegbar ist, wobei die Ankerscheibe drehfest mit dem Magnetkörper 21 verbunden ist. Axial zwischen der Ankerscheibe und dem Lagerschild 1 ist ein Bremsbelagträger 22 angeordnet, der eine Innenverzahnung aufweist, welche auf eine Außenverzahnung eines ringförmigen Mitnehmers 23 aufgesteckt ist.
Dabei ist der Mitnehmer 23 drehfest mit der Rotorwelle 4 verbunden. Somit ist der Bremsbelagträger drehfest mit der Rotorwelle 4 verbunden und axial relativ zum Mitnehmer 23 und/oder zur Rotorwelle 4 verschiebbar angeordnet.
Bei Bestromung der Spule 20 wird die Ankerscheibe entgegen der von am Magnetkörper 21 abgestützten Federelementen erzeugten Federkraft zur Spule 20 hingezogen.
Bei Nichtbestromung der Spule 20 drücken die Federelemente die Ankerscheibe weg vom Magnetkörper auf den Bremsbelagträger hin, der somit auf eine am Lagerschild 1 ausgebildete insbesondere fein bearbeitete ebene Bremsfläche.
In den Figuren nicht gezeigte, axial ausgerichtete Bolzen sind mit dem Magnetkörper 21 verbunden und ragen durch Ausnehmungen der Ankerscheibe hindurch, insbesondere zur Führung der Ankerscheibe bei ihrer axialen Bewegung.
Vorzugsweise weist der Bremsbelagträger 22 einen axial hervorragenden Kragenbereich auf, der in dessen radialen Innenseite die Innenverzahnung des Bremsbelagträgers 22 sich erstreckt und der radial zwischen Lagerschild 1 und Mitnehmer 23 angeordnet ist.
Das Lagerschild 1 fungiert also nicht nur als Lageraufnahme für das Lager 8 und als Durchleitung der elektrischen Schnittstelle von der Leistungselektronik 15 zur Verschaltungseinheit 9 hin, sondern auch zur Aufnahme der Leistungselektronik 15 im Anschlusskasten und zur Abfuhr der Verlustwärme der Leistungselektronik 15. Darüber hinaus wird auch die Reibwärme der elektromagnetisch betätigbaren Bremse ans Lagerschild 1 abgeführt.
Infolge der Ausformung des Lagerschilds 1 und der großen Masse, insbesondere also Wärmekapazität, des Lagerschilds 1 wird die dem Lagerschild zugeführte Wärme aufgespreizt, insbesondere zwischen der Bremse, dem Stator und der Elektronik. Wenn also eine Bremsung eingeleitet wird, wird die Leistungselektronik abgeschaltet oder zumindest nur gering belastet, wobei auch der Stator wenig durchströmt und belastet wird. Somit fließt zwar ein erhöhter Wärmestrom in das Lagerschild aus dem Bereich der Bremse, jedoch entfallen zuvor wichtige Wärmeströme des Stators und der Elektronik.
Umgekehrt ist bei geöffneter Bremse die Erzeugung eines hohen Drehmoments ursächlich für einen großen Wärmestrom von der Elektronik und vom Stator in das Lagerschild 1 , wobei dann jedoch von der Bremse kein wesentlicher Wärmestrom ins Lagerschild 1 eingetragen wird. Vielmehr ist sogar der Magnetkörper 21 dazu eingerichtet und derart mit dem Lagerschild 1 verbunden, dass Wärme vom Lagerschild 1 in den dann kühleren Magnetkörper 21 einströmt und von dort an die Umgebung fließt.
Darüber hinaus umströmt der vom Lüfter 11 geförderte Luftstrom nicht nur den Magnetkörper 21 , sondern strömt auch durch den im Lagerschild vorhandenen durchgehenden Kanal sowie den Bereich zwischen dem Statorgehäuseteil 2 und dem Lagerschild 1.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Spule 20 aus der Leistungselektronik 15 versorgt. Hierzu ist ebenfalls eine Steckverbindung zwischen Leistungselektronik 15, insbesondere zwischen der Leiterplatte der Leistungselektronik 15, und dem Magnetkörper 21 vorgesehen, wobei ein weiteres Steckverbinderteil von der Leiterplatte gehalten ist und ein weiteres zum weiteren Steckverbinderteil korrespondierendes Gegensteckverbinderteils am Magnetkörper 21 gehalten ist.
Bezugszeichenliste
1 Lagerschild
2 Statorgehäuseteil
3 Statorblechpaket
4 Rotorwelle
5 Kurzschlusskäfig
6 Flanschteil
7 Lager
8 Lager
9 Verschaltungseinheit
10 Winkelsensor
11 Lüfter
12 Lüfterhaube
13 Deckelteil
14 Kühlkörper
15 Leistungselektronik
16 Signalelektronik
17 Steckverbindung
18 Steckverbinderteil
19 Aufdickung
20 Spule
21 Magnetkörper
22 Bremsbelagträger
23 Mitnehmer, ringförmig mit Außenverzahnung
40 Kühlrippen

Claims

Patentansprüche:
1. Antrieb, insbesondere Elektromotor, mit einem Anschlusskasten, wobei ein Statorgehäuseteil des Antriebs mit einem ersten Lagerschild verbunden ist, an dem eine Lageraufnahme für ein erstes Lager zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagerschild ein Unterteil, insbesondere wannenförmiges Unterteil, ausgeformt ist, auf welches ein Deckelteil des Antriebs aufgesetzt ist, insbesondere und mit dem Unterteil verbunden ist, wobei im Statorgehäuseteil ein Statorblechpaket aufgenommen ist, in welchem eine aus Wicklungsdraht gebildete Statorwicklung angeordnet ist, wobei die Enden des Wicklungsdrahtes zu einer Verschaltungseinheit geführt sind, mit welcher ein Gegensteckbinderteil verbunden ist, das mit einem Steckverbinderteil steckverbunden ist, welches von einer Leistungselektronik umfasst ist, die innerhalb des Anschlusskastens angeordnet ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verschaltungseinheit mit der Statorwicklung und/oder dem Statorblechpaket verbunden ist, insbesondere fest verbunden ist, insbesondere steckverbunden und/oder klebeverbunden ist.
3. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik eine Leiterplatte aufweist, auf welcher das Steckverbinderteil bestückt ist, insbesondere indem Kontakte des Steckverbinderteils mit Leiterbahnen der Leiterplatte lötverbunden sind und/oder dass der Kühlkörper aus einem Material höherer Wärmeleitfähigkeit als das Material des ersten Lagerschilds gefertigt ist, insbesondere wobei der Kühlkörper aus Aluminium und das Lagerschild aus Stahl oder Stahlguss.
4. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Oberflächenbereich der Leistungselektronik an einen Kühlkörper angedrückt ist, welcher in eine Ausnehmung des Lagerschildes eingesetzt ist, insbesondere wobei der erste Oberflächenberiech ein Oberflächenabschnitt eines auf der Leiterplatte bestückten Leistungsmoduls ist, insbesondere welches Leistungshalbleiter aufweist, insbesondere wobei am Rand der Ausnehmung im Lagerschild eine Stufe eingebracht ist, gegen welche der Kühlkörper angedrückt ist, insbesondere mit der von einem Federelement erzeugten elastischen Federkraft angedrückt ist.
5. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Rotorwelle ein Lüfter drehtest verbunden ist, insbesondere wobei der vom Lüfter geförderte Luftstrom einen durch das erste Lagerschild in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors, durchgehenden Kanal, der in den Freiraum mündet, und den Freiraum durchströmt.
6. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kühlkörper ausgeformte Kühlrippen in einen zwischen Lagerschild und Statorgehäuseteil ausgebildeten Freiraum hineinragen, insbesondere wobei der Freiraum von einem von einem Lüfter geförderten Luftstrom durchströmt ist.
7. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Oberflächenbereich der Leistungselektronik an eine Aufdickung des Lagerschilds, insbesondere also an einen Bereich des Lagerschilds, der eine im Vergleich zu den an ihn angrenzenden Bereichen des Lagerschilds eine erhöhte Wandstärke aufweist, angedrückt ist, insbesondere mittels von einem oder dem Federelement erzeugter Federkraft, insbesondere wobei der zweite Oberflächenberiech ein Oberflächenabschnitt eines auf der Leiterplatte bestückten Wärme erzeugenden Bauelements ist, insbesondere welches zumindest einen Leistungshalbleiter aufweist oder als Leistungshalbleiter ausgeführt ist.
8. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik über eine Steckverbindung mit der Signalelektronik elektrisch verbunden ist, insbesondere wobei im Anschlusskasten ein Federelement, insbesondere zwischen der Leistungselektronik und der Signalelektronik, derart angeordnet ist, dass die Signalelektronik zum Deckelteil hin und die Leistungselektronik zum Unterteil gedrückt werden, insbesondere wobei ein Oberflächenbereich der Signalelektronik an einen aufgedickten Wandbereich angedrückt wird, insbesondere wobei der Oberflächenbereich ein Oberflächenabschnitt eines auf einer Leiterplatte der Signalelektronik bestückten Wärme erzeugenden Bauelements ist.
9. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der vom ersten Lagerschild abgewandten Seite des Statorgehäuseteils ein Flanschteil zur Aufnahme eines weiteren Lagers der Rotorwelle mit dem Statorgehäuseteil verbunden ist.
10. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschaltungseinheit auf einen axialen Endbereich der Statorwicklung aufgesteckt ist.
11. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschaltungseinheit eine Sternschaltung oder Dreieckschaltung der Statorwicklung bewirkt.
12. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageraufnahme für das erste Lager als in axialer Richtung zum Statorgehäuseteil am Lagerschild hervorragender Bereich ausgeformt ist, wobei am Lagerschild ein ringförmiger, in Umfangsrichtung umlaufender, in axialer Richtung zum Statorgehäuseteil am Lagerschild hervorragender Kragenbereich ausgeformt ist, welcher von der Lageraufnahme beabstandet ist und welcher die Lageraufnahme radial umgibt, insbesondere also in Umfangsrichtung vollständig umlaufend radial umgibt, wobei ein Stator eines Winkelsensors radial zwischen dem Kragenbereich und der Lageraufnahme angeordnet und mit dem Lagerschild verbunden ist, wobei ein Rotorteil des Winkelsensors mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist, insbesondere wobei das Rotorteil eine Leiterplatte aufweist, mit der ein Blechteil drehfest verbunden ist, welches in axialer Richtung zwischen der Verschaltungseinheit und der Leiterplatte angeordnet ist, insbesondere zur Abschirmung des Winkelsensors vor Magnetfeldern der Statorwicklung.
13. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator des Winkelsensors mittels einer Steckverbindung mit der Signalelektronik verbunden ist, wobei die Steckverbindung durch eine durch das erste Lagerschild durchgehende Ausnehmung hindurchragt.
14. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von dem Statorgehäuseteil abgewandten Seite des ersten Lagerschilds ein Magnetkörper angeordnet ist, der mit dem Lagerschild verbunden ist, insbesondere wobei am Magnetkörper eine in Umfangsrichtung umlaufende Stufe ausgeformt ist, welche an einem in Umfangsrichtung umlaufenden Zentrierkragen des Lagerschilds anliegt.
15. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ringförmigen Vertiefung des Magnetkörpers eine Spule aufgenommen ist, wobei eine ferromagnetische Ankerscheibe axial zwischen dem ersten Lagerschild und der Spule angeordnet ist, wobei die Ankerscheibe mit dem Magnetkörper drehfest verbunden ist und in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist, wobei ein axial zwischen der Ankerscheibe und dem Lagerschild angeordneter Bremsbelagträger mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist und in axialer Richtung relativ zur Rotorwelle bewegbar angeordnet ist, insbesondere wobei der Bremsbelagträger eine Innenverzahnung aufweist, mit welcher der Bremsbelagträger auf eine Außenverzahnung eines ringartigen Mitnehmers aufgesteckt ist, wobei der Mitnehmer mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist, wobei das Lagerschild eine als Bremsfläche fungierende, insbesondere fein bearbeitete ebene Fläche aufweist, wobei am Magnetkörper abgestützte weitere Federelemente auf die Ankerscheibe drücken.
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