Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor einen Rotor aufweist, der bei Betrieb verschiedene Winkellagen durchläuft.

Aus der DE 10 2020 006 900 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Bremsanordnung mit Welle bekannt.

Aus der EP 2 689 530 B1 ist ein Antriebssystem bekannt.

Aus der DE 10 2008 019 797 A1 ist eine Kühlanordnung bekannt.

Aus der US 7447 035 B2 ist eine Wärmedissipationsanordnung bekannt.

Aus der DE 10 2018204 297 A1 ist eine elektrische Antriebseinheit mit mindestens zwei Leiterplatinen bekannt.

Aus der JP 2003- 337 051 A ist eine Hohlwelle mit Winkelsensor bekannt.

Aus der WO 2014 / 163293 A1 ist ein Motor mit einfach montierbarem Sensormagneten bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem weiterzubilden, wobei ein kompakter Aufbau ermöglicht werden soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Antriebssystem nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Antriebssystem sind, dass es einen Elektromotor mit Winkelsensor und einen den Elektromotor speisenden Wechselrichter, insbesondere Umrichter, aufweist, wobei der Winkelsensor eine Rotorwelle, eine elektronische Schaltung, eine Signalelektronik mit erster Leiterplatte und Datenschnittstelle, eine zweite Leiterplatte, ein Scheibenteil, insbesondere mit Maßverkörperung, und eine Hohlwelle umfasst, insbesondere mit seinem Gehäuse zumindest teilweise umgibt, wobei die Rotorwelle des Winkelsensors mit einem Rotor des Elektromotors drehfest verbunden ist, insbesondere einstückig mit dem Rotor ausgeführt ist, insbesondere wobei der Winkelsensor innerhalb des Gehäuses des Elektromotors angeordnet ist, wobei das Scheibenteil mit der Hohlwelle drehfest verbunden ist, wobei die zweite Leiterplatte als Spulenwicklung fungierende und/oder ausgebildete Leiterbahnen aufweist, insbesondere welche in Wirkverbindung mit der Maßverkörperung des Scheibenteils sind, wobei der Elektromotor eine elektromagnetisch betätigbare Bremse aufweist, welche eine Spule aufweist, welche mittels einer elektrischen Leitung mit der elektronischen Schaltung verbunden ist, wobei die elektronische Schaltung geeignet ausgeführt ist, die Spule abhängig von einem Ansteuersignal, insbesondere abhängig von einer Ansteuerinformation, elektrisch zu versorgen und/oder zu speisen, wobei die Signalelektronik ein Filtermittel, insbesondere auf der ersten Leiterplatte, aufweist, welches geeignet ist, aus den vom Wechselrichter über die Datenschnittstelle an die Signalelektronik übertragenen Daten das Ansteuersignal, insbesondere die Ansteuerinformation, herauszufiltern und der elektronischen Schaltung zuzuleiten, wobei die Datenschnittstelle für bidirektionale Datenübertragung geeignet ausgeführt ist, die vom Winkelsensor erfassten Werte der Winkellage der Rotorwelle von der Signalelektronik, insbesondere von der ersten Leiterplatte, zum Wechselrichter zu übertragen.

Von Vorteil ist dabei, dass die Signalelektronik als Datenknoten eingesetzt wird. Einerseits werden die erfassten Winkelwerte von der Signalelektronik an den Wechselrichter übertragen und andererseits wird im Wechselrichter die Ansteuerinformation für die Bremse erzeugt. Dies erfolgt in Abhängigkeit von den Diagnoseinformationen, die von den Diagnosemitteln der Bremse über die elektronische Schaltung und die Datenschnittstelle der Signalelektronik an den Wechselrichter übertragen wird. Vorteiligerweise ist also vom Wechselrichter zum Motor nur ein einziger Datenübertragungskanal notwendig, insbesondere bis zur Datenschnittstelle. Somit sind die verschiedenen Komponenten des Motors, insbesondere also die Bremse und der Winkelsensor, über eine einzige Datenleitung zur Datenübertragung verfügbar. Die Speisung des Elektromotors durch den Wechselrichter erfolgt über Starkstromleitungen, mit denen der Wechselrichter dem Elektromotor, insbesondere der Statorwicklung des Elektromotors, eine

Drehspannung bereitstellt. Beispielsweise ist hierdurch vom Wechselrichter die Drehzahl des Elektromotors oder das vom Elektromotor bereit gestellte Drehmoment auf einen Sollwert hin regelbar. Die Bremse wird ebenfalls vom Wechselrichter angesteuert, wobei abhängig von der Diagnoseinformation die Bremse gelüftet wird oder einfällt. Diese Steuerung erfolgt aber nicht direkt, sondern über die als Datenknoten fungierende Signalelektronik, insbesondere Datenschnittstelle.

Außerdem ist die elektronische Schnittstelle nicht im Anschlusskasten des Motors oder anderweitig angeordnet, sondern im Gehäuse des Winkelsensors. Vorteil ist hierbei, dass die Niedervoltelektronik im Winkelsensor anordenbar ist und die Leistungelektronik im Motor.

Wichtig ist auch, dass die Datenübertragung zwischen Wechselrichter und Datenknoten über nur eine einzige Datenschnittstelle, also über nur einen Datenübertragungskanal ausführbar ist und somit keine separaten zusätzlichen Leitungen für die Ansteuerung der Bremse benötigt werden, da die gleichen Leitungen, über welche die Winkelinformation übertragen wird, auch für die Übertragung der Diagnoseinformation und der Ansteuerinformation der Bremse nutzbar ist. Somit ist das Antriebssystem kompakt ausführbar, da auch entsprechend notwendige weitere Hardware zusammen mit den separaten zusätzlichen Leitungen entfällt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Winkelsensor einen Grundkörper, ein Haubenteil, ein Halteteil und einen Zwischenflansch, auf, wobei das Scheibenteil auf die Hohlwelle aufgesteckt ist, insbesondere zur Zentrierung in radialer Richtung spielfrei aufgesteckt ist, und an einer Wellenstufe und/oder an einem ebenen Oberflächenbereich der Hohlwelle, insbesondere der an einer einzigen axialen Position angeordnet ist, anliegt, wobei die zweite Leiterplatte als Spulenwicklung fungierende und/oder ausgebildete Leiterbahnen aufweist und zwischen dem Grundkörper und dem Zwischenflansch insbesondere eingespannt gehalten ist, wobei der Zwischenflansch vom Schraubenkopf einer in eine Gewindebohrung des Grundkörpers eingeschraubten weiteren Schraube zum Grundkörper hingedrückt wird, wobei die erste Leiterplatte zwischen dem Zwischenflansch und dem Halteteil insbesondere eingespannt gehalten ist, wobei der Schraubenkopf einer in eine Gewindebohrung des Zwischenflansches eingeschraubten Schraube das Halteteil zum Zwischenflansch hin drückt, wobei ein elastisch vorgespanntes, am Haubenteil abgestütztes Blechteil zwischen dem Halteteil und dem Haubenteil angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Winkelsensor stapelartig aufgebaut ist. Somit ist eine verbesserte Entwärmung erreichbar, da Zwischenflansch und Halteteil zwischen den Leiterplatten die Wärme herausführen. Der Stapel ist in axialer Richtung gestapelt, insbesondere so dass die Stapelrichtung parallel zur axialen Richtung ausgeführt ist. Der Stapel besteht einerseits aus den Leiterplatten und andererseits aus dem Halteteil und dem Zwischenflansch, insbesondere sowie einer optional zusätzlich vorhandenen elektronischen Schaltung. Die bis zu drei elektrisch bestrombaren Stapelteile sind voneinander mittels der vorzugsweise metallisch ausgeführten Stapelteile, also Halteteil und Zwischenflansch, separiert. Dadurch ist eine verbesserte Kühlung und elektromagnetische Abschirmung erreichbar sowie ein kompakter Aufbau.

Das Halteteil und der Zwischenflansch sind vorzugsweise derart geformt, dass die Leiterplatten jeweils in einem Raumbereich angeordnet sind, der vom Zwischenflansch zusammen mit dem Halteteil oder vom Zwischenflansch zusammen mit dem Grundkörper oder vom Halteteil zusammen mit dem Haubenteil begrenzt und umgeben ist. Hierzu ist jedes der beiden Teile in einem ersten radial äußeren Bereich axial verdickt ausgeführt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Bremse zumindest ein Diagnosemittel zur Erfassung des Wertes zumindest einer Zustandsgröße der Bremse, wobei das Diagnosemittel mit der elektronischen Schaltung elektrisch derart verbunden ist, dass die erfassten Werte vom Diagnosemittel an die elektronische Schaltung geleitet werden, wobei die elektronische Schaltung mit der Signalelektronik, insbesondere mit der ersten Leiterplatte, derart verbunden ist, dass die erfassten Werte von der elektronischen Schaltung zur Signalelektronik und von deren Datenschnittstelle zum Wechselrichter weitergleitet werden, insbesondere wobei der Wechselrichter derart geeignet ausgeführt ist, dass das Ansteuersignal, insbesondere die Ansteuerinformation, abhängig von den durch das Diagnosemittel erfassten Werten erzeugt wird, insbesondere wobei die Zustandsgröße die Temperatur der Bremse ist oder der Verschleißzustand eines Bremsbelags der Bremse ist, insbesondere wobei das Diagnosemittel ein Temperatursensor oder ein Sensor zur Erfassung des Verschleißes eines Bremsbelags der Bremse ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Bremse nur angesteuert wird, wenn die Diagnoseinformation dies erlaubt. Hierzu wird die Diagnoseinformation über den Datenknoten übertragen und bei der Erzeugung der Ansteuerinformation für die Bremse, insbesondere also im Wechselrichter, berücksichtigt. Somit ist eine erhöhte Sicherheit erreichbar und die Signalelektronik muss keine aufwendige Auswertemittel aufweisen, also auch nur ein geringes Bauvolumen beanspruchen. Somit ist das Antriebssystem kompakt ausführbar. Die Rechenleistung des Wechselrichters, insbesondere der Steuerelektronik des Wechselrichters ist derart ausreicheichend, dass für die Verarbeitung der Diagnoseinformation und für die Erzeugung der Ansteuerimpulse keine zusätzliche Hardware notwendig ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Elektromotor eine elektromagnetisch betätigbare Bremse auf, welche eine Spule aufweist, welche aus einer elektronischen Schaltung versorgbar ist, die abhängig von einem Ansteuersignal die Spule speist, wobei das Ansteuersignal von der ersten Leiterplatte der elektronischen Schaltung zugeleitet wird, wobei die elektronische Schaltung auf der von der ersten Leiterplatte abgewandten Seite des Halteteils angeordnet ist, insbesondere zwischen dem Haubenteil und dem Halteteil, wobei das Blechteil an der elektronischen Schaltung abgestützt ist, insbesondere also zwischen der elektronischen Schaltung und dem Haubenteil elastisch vorgespannt angeordnet ist, insbesondere wobei das Blechteil als Biegeteil ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Signalelektronik der ersten Leiterplatte nicht nur zum Erfassen der Winkellage, sondern auch zur Erzeugung der Ansteuerimpulse für die Bremse vorgesehen ist, wobei die Versorgungsspannung für die Bremse im Winkelsensor erzeugt und gesteuert wird und der im Elektromotor angeordneten, vom Winkelsensor beabstandeten Bremse zugeleitet wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Rotor mittels zweier im Gehäuse des Elektromotors aufgenommener Lager drehbar gelagert, insbesondere wobei das Gehäuse ein Statorgehäuse aufweist und zwei voneinander beabstandete, jeweils mit dem Statorgehäuse verbundene Lagerflansche, in denen jeweils eines der beiden Lager aufgenommen ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Rotor selbst unabhängig von der Hohlwelle des Winkelsensors drehbar gelagert ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung drückt der Schraubenkopf einer ersten in eine Gewindebohrung der Rotorwelle eingeschraubte Schraube die Hohlwelle an die Rotorwelle an, wobei im Schraubenkopf ein Dauermagnet aufgenommen ist, insbesondere dessen Schwerpunkt in der Drehachse der Hohlwelle angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Gesamtzahl der vom Rotorteil zurückgelegten Umdrehungen erfassbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Leiterplatte mit einem magnetfeldsensitiven Sensor, insbesondere Impulsdrahtsensor und/oder Wiegandsensor, bestückt, welcher in Wirkverbindung mit dem Dauermagnet ist, insbesondere wobei ein auf der ersten Leiterplatte bestückter Zähler zur Bestimmung der Anzahl von Umdrehungen der Rotorwelle vom Sensor elektrisch versorgbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass auch bei ausgefallener Stromversorgung der Zähler aus der Energie der Impulse selbst mit Energie versorgbar ist. Somit ist ein Erfassen der zurückgelegten ganzen Umdrehungen in einfacher Weise und stets ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die als Spulenwicklungen ausgebildeten Leiterbahnen der zweiten Leiterplatte in Wirkverbindung mit der Maßverkörperung des Scheibenteils und die Signalelektronik der ersten Leiterplatte ist mit den Spulenwicklungen elektrisch verbunden und dazu geeignet ausgeführt, die Winkellage des Scheibenteils bezogen auf die zweiten Leiterplatte zu bestimmen. Von Vorteil ist dabei, dass

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überdeckt das Scheibenteil einen ersten Radialabstandsbereich, insbesondere bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle, wobei das Hohlteil radial außerhalb des ersten Radialabstandsbereichs eine axial größere Dicke aufweist als in dem ersten Radialabstandsbereich. Von Vorteil ist dabei, dass das Scheibenteil eine Maßverkörperung aufweist und präzise zentriert und ausgerichtet ist. Denn die Zentrierung erfolgt am Wellenzapfen, insbesondere Domabschnitt, der Hohlwelle.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist wobei der Zwischenflansch radial außerhalb des ersten Radialabstandsbereichs eine axial größere Dicke auf als in dem ersten Radialabstandsbereich. Von Vorteil ist dabei, dass die elektronischen Bauelemente der ersten Leiterplatte im ersten Radialabstandsbereich anordenbar sind und dort abgeschirmt und gehäusebildend umgeben sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektronische Schaltung mittels Vergussmasse vergossen und/oder ist in einem Gehäuse angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass ein Abstützen des Blechteils in einfacher Weise und bei isolationsfestem Abstand ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Leiterplatte, insbesondere außerhalb des ersten Radialabstandsbereichs, zwischen dem Hohlteil und dem Zwischenflansch eingespannt angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die erste Leiterplatte mechanisch stabil gehalten ist und die auf der ersten Leiterplatte angeordneten elektronischen Bauelemente vor elektromagnetischer Störstrahlung geschützt sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Leiterplatte, insbesondere außerhalb des ersten Radialabstandsbereichs, zwischen dem Zwischenflansch und dem Grundkörper eingespannt angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die zweite Leiterplatte mechanisch stabil gehalten ist und die auf der zweiten Leiterplatte angeordneten elektronischen Bauelemente vor elektromagnetischer Störstrahlung geschützt sind. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schraubachse der ersten Schraube koaxial zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass der mittig im Schraubenkopf sitzende Dauermagnet am auf der zweiten Leiterplatte angeordneten Impulsdrahtsensor pro Umdrehung genau einen Impuls auslöst, so dass ein Zähler aus der Anzahl der Impulse und der Drehrichtung die Gesamtanzahl der Umdrehungen bestimmen kann.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der von der vom Schraubenkopf der ersten Schraube und/oder der vom Dauermagnet in axialer Richtung überdeckte Bereich von dem vom Zwischenflansch in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass die erste Schraube durch eine Ausnehmung des Zwischenflansches hindurchragt und somit der Winkelsensor nicht nur mittels des Scheibenteils mit Maßverkörperung und mit der zweiten Leiterplatte die Winkellage feinaufgelöst, sondern auch die Anzahl der gesamten Umdrehungen bestimmen kann, indem bei jeder Umdrehung der ersten Schraube samt Dauermagnet ein Spannungsimpuls am Impulsdrahtsensor ausgelöst wird, der auf der zweiten Leiterplatte montierte ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist und/oder sind das Haubenteil und/oder der Grundkörper aus Metall ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Wärmeabfuhr und elektromagnetische Abschirmung erreichbar ist sowie mechanische Stabilität.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist oder sind der Zwischenflansch und/oder das Halteteil aus Metall ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Wärmeabfuhr und elektromagnetische Abschirmung erreichbar ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein Querschnitt durch einen für einen Elektromotor vorgesehenen Winkelsensor dargestellt.

Wie in Figur 1 dargestellt, weist der Winkelsensor einen relativ zu einem stationären Teil drehbar gelagerten Teil auf, welcher drehfest mit der dem Rotor des Elektromotors verbindbar ist. Insbesondere ist hierzu eine Rotorwelle 1 des Winkelsensors mit dem Rotor des Elektromotors verbindbar oder einstückig, insbesondere einstückig, ausbildbar.

Der Elektromotor weist ein Statorgehäuse auf, zu welchem der Rotor drehbar gelagert ist.

Ein vorzugsweise topfförmig ausgeformter Grundkörper 14 ist mit dem Statorgehäuse drehfest verbindbar.

Mit dem Grundkörper 14 ist ein Haubenteil 6 verbunden, welches zusammen mit dem Grundkörper 14 ein Gehäuse des Winkelsensors ausbildet.

Das Haubenteil 6 ist vorzugsweise aus Metall ausgeführt, insbesondere so dass eine hohe Wärmeleitfähigkeit verfügbar ist.

Die Rotorwelle 1 weist an ihrer dem Haubenteil 6 zugewandten Stirnseite eine Bohrung, insbesondere Gewindebohrung, auf in welche eine Schraube 11 eingeschraubt ist, deren Schraubenkopf ein Hohlwelle 13 an die Rotorwelle 1, insbesondere an die Stirnseite der Rotorwelle 1 , andrückt. Auf diese Weise ist die Hohlwelle 13 mit der Rotorwelle 1 drehfest verbunden.

Die Bohrungsachse der Bohrung ist koaxial, insbesondere konzentrisch, zur Drehachse der Rotorwelle 1 ausgerichtet.

Im Schraubenkopf, insbesondere an der von der Rotorwelle 1 abgewandten Stirnseite des Schraubenkopfes, ist ein Dauermagnet 10 in einer Ausnehmung, insbesondere Vertiefung, des Schraubenkopfes angeordnet. Der Dauermagnet 10 dient als Geber für eine Erkennung der ganzzahligen Umdrehungen der Rotorwelle 1.

Die Hohlwelle 13 weist einen Oberflächenabschnitt auf, welcher eben ausgeführt ist und an einer einzigen axialen Position angeordnet ist. Die axiale Richtung ist hierbei parallel zur Drehachse der Rotorwelle 1 ausgerichtet.

Vorzugsweise ist die Hohlwelle 13 als rotationssymmetrisches Teil ausgeführt.

An dem Oberflächenabschnitt ist ein ringförmiges Scheibenteil 12, insbesondere Targetscheibe, angelegt.

Dafür weist das Scheibenteil 12 ein mittig angeordnetes axial durchgehendes Loch auf, durch welches ein zylindrischer Abschnitt der Hohlwelle 13 hindurchragt. Auf diese Weise ist das Scheibenteil 12 auf den zylindrischen Abschnitt der Hohlwelle 13 aufsteckbar ist und dadurch vom Abschnitt präzise in radialer Richtung zentrierbar ist. Durch Anlegen an den Oberflächenabschnitt und nachfolgendes Verbinden, insbesondere stoffschlüssiges Verbinden mit der Hohlwelle 13 ist das Scheibenteil parallel zum ebenen Oberflächenabschnitt ausgerichtet.

Das Scheibenteil 12 ist als Targetscheibe ausgeführt. Insbesondere weist das Scheibenteil 12 also eine Maßverkörperung auf, die in Wechselwirkung mit den als Spulenwicklungen ausgeformten Leiterbahnen einer Leiterplatte 9 in Wirkverbindung tritt.

Das Scheibenteil 12 weist als Maßverkörperung ferromagnetische Strukturen auf oder Spulenwicklungen, die derart ausgebildet sind, dass die induktive Kopplung zu den Spulenwicklungen der Leiterplatte 9 von der Winkelstellung des Scheibenteils 12 abhängt und somit durch Bestimmung der Induktivität der Spulenwicklungen die zur Leiterplatte 9 relative Drehwinkellage des Scheibenteils 12 bestimmbar ist.

Die Leiterplatte 9 liegt an einem Vorsprung des Grundkörpers 14 auf und wird vom Zwischenflansch 8 an diesen Vorsprung angedrückt. Dabei liegt der Zwischenflansch 8 an der vom Vorsprung abgewandten Seite der Leiterplatte 9 auf. Der Zwischenflansch 8 ist mittels Schrauben, deren Schraubenkopf jeweils auf den Zwischenflansch 8 drückt, an den Grundkörper 14 angedrückt und somit mit diesem verbunden.

Auf der von der Leiterplatte 9 abgewandten Seite des Zwischenflansches 8 ist eine Leiterplatte 7 einer Signalelektronik aufgelegt.

Ein Halteteil 3 liegt an der von dem Zwischenflansch 8 abgewandten Seite der Leiterplatte 7 der Signalelektronik an der Leiterplatte 7 an und wird vom Schraubenkopf einer durch das Halteteil 3 und durch die Leiterplatte 7 durchgehenden Schraube 15 an die Leiterplatte 7 angedrückt, die somit an den Zwischenflansch 8 angedrückt wird. Dabei ist die Schraube 15 in eine Gewindebohrung des Zwischenflansches 8 eingeschraubt.

Auf der von der Leiterplatte 7 abgewandten Seite des Halteteils 3 ist eine elektronische Schaltung 4, insbesondere Gleichrichter, angeordnet, die vorzugsweise mit Vergussmasse vergossen ist oder ein Modulgehäuse aufweist, welches Leistungshalbleiter, wie Dioden oder dergleichen, einhaust.

Zur Abführung der Wärme des Modulgehäuses ist ein elastisch vorgespanntes Blechteil 5 zwischen dem Modulgehäuse und dem Haubenteil 6 angeordnet. Da dieses Blechteil 5 sowohl das Modulgehäuse als auch das Haubenteil 6 berührt, wird ein Wärmestrom vom Modulgehäuse zum Haubenteil 6 verbessert abgeführt.

Die Signalelektronik ist elektrisch verbunden mit den Leiterbahnen der Leiterplatte 9 und erfasst die induktive Kopplung und/oder Induktivität der als Spulenwicklungen ausgeführten Leiterbahnen der Leiterplatte 9, um die Winkellage zu bestimmen.

Die elektronische Schaltung 4 ist zur Versorgung einer Spule einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse vorgesehen. Hierzu weist sie einen Gleichrichter auf, der über das Blechteil 5 und das Haubenteil 6 entwärmt wird. Außerdem weist die elektronische Schaltung 4 einen steuerbaren Halbleiterschalter auf, welcher die der Spule vom Gleichrichter zur Verfügung gestellte Energie steuert, also eine Bestromung oder Nichtbestromung der Spule bewirkt. Das Ansteuersignal des steuerbaren Halbleiterschalters wird von der Signalelektronik auf der Leiterplatte 7 erzeugt, insbesondere in Abhängigkeit von über eine Datenschnittstelle, die auf der Leiterplatte 7 angeordnet ist und zur Datenübertragung zwischen der Signalelektronik und einem den Elektromotor speisenden Umrichter geeignet ist. Hierbei werden die Sensorsignale des Winkelsensors, insbesondere also die erfasste Winkellage des Rotors, von der Leiterplatte 7 an den Umrichter übertragen und die Ansteuersignale für den steuerbaren Halbleiterschalter und somit für die elektromagnetisch betätigbare Bremse, vom Umrichter über die Signalelektronik an die elektronische Schaltung 4.

Auf der Leiterplatte 7 ist auch ein Magnetfeldsensor, insbesondere Wiegandsensor und/oder Hallsensor, bestückt, so dass auch die Winkellage des Dauermagneten detektierbar ist oder zumindest pro jeweilige Umdrehung ein elektrischer Spannungspuls erzeugbar ist. Auf diese Weise ist also mit einem auf der Leiterplatte 7 bestückten Impulsdrahtsensor, insbesondere Wiegandsensor, pro Umdrehung des Rotors ein Spannungspuls erzeugbar, so dass die Gesamtzahl der zurückgelegten Umdrehungen des Rotors durch Zählen der Pulse, insbesondere mittels eines Zählers der Signalelektronik, einfach ausführbar ist.

Da der Zwischenflansch 8 axiale zwischen der Leiterplatte 7 der Signalelektronik und der Leiterplatte 9 mit bestromten Leiterbahnen angeordnet ist und aus metallischem Material ausgeführt ist, ist Wärme von den beiden Leiterplatten über den Zwischenflansch 8 an den Grundkörper 14 abführbar.

Ebenso ist vom Halteteil 3, das axial zwischen der elektronischen Schaltung und der Signalelektronik angeordnet ist, Wärme abführbar ber die Schraube 15 an den Zwischenflansch 8 und von dort an den Grundkörper 14.

Zusätzlich schirmen die metallischen Teile, wie der Zwischenflansch 8 und das Halteteil 3 elektromagnetische Strahlung ab, so dass keine gegenseitige Störung der Signalelektronik, der elektronischen Schaltung und der Messwerteerfassung durch die Leiterplatte 9 bewirkt wird.

Der Stackaufbau, insbesondere stapelmäßige Aufbau, des Winkelsensors ermöglicht also eine effiziente Entwärmung bei gleichzeitig verbesserter Abschirmung gegen störende Strahlung. Im Grundkörper 14 ist ein Lager 3 aufgenommen, mittels dessen die Rotorwelle 1 drehbar gelagert ist. Somit ist der Rotor im Elektromotor mittels zweier Lager und die drehtest mit dem Rotor verbundene Rotorwelle 1 mittels des Lagers 2 drehbar gelagert.

Das Halteteil 3 weist an seinem radial äußeren Bereich eine größere axiale Wandstärke auf als radial innen. Ebenso weist der Zwischenflansch 8 in dem radial äußeren Bereich eine größere axiale Wandstärke auf als weiter innen. Dabei ist eine Vertiefung des Halteteils 3 einer Vertiefung des Zwischenflansches 8 derart zugewandt, dass die Signalelektronik 7 in dem so vom Halteteil 3 zusammen mit dem Zwischenflansch 8 umgebenen Innenraum angeordnet ist.

Somit ist einerseits die Signalelektronik eingehaust und andererseits in allen Richtung möglichst effizient entwärmt.

Die Leiterplatte 7 ist zwischen dem Zwischenflansch 8 und dem Halteteil 3 eingespannt, insbesondere im radial äußeren Bereich.

Erfindungsgemäß ist die Signalelektronik dazu geeignet ausgeführt, die Winkellage der Rotorwelle 1 zu bestimmen, insbesondere wobei hierzu die elektrische Verbindung mit der zweiten Leiterplatte 9, insbesondere also mit den als Spulenwicklungen ausgeführten Leiterbahnen, notwendig ist.

Die Signalelektronik weist darüber hinaus aber auch eine Datenschnittstelle auf, über welche Daten mit einem den Elektromotor speisenden Wechselrichter insbesondere eines Umrichters austauschbar sind. Der Wechselrichter stellt der Statorwicklung des Elektromotors eine Drehspannung zur Verfügung, wobei die Drehspannung vom Wechselrichter derart bereitgestellt wird, dass ein Istwert der Winkellage der Rotorwelle auf einen Sollwert hin geregelt wird. Der Wechselrichter weist hierzu einen Regler auf, dem die mit dem Winkelsensor bestimmte Winkellage der Rotorwelle als Winkelinformation zugeführt wird. Zum Ansteuern der Bremse wird eine entsprechende Steuerinformation vom Wechselrichter über die Datenschnittstelle zur Signalelektronik geleitet, die dann diese Steuerinformation aus dem über die Datenschnittstelle empfangenen Datenstrom herausfiltert und an die elektronische Schaltung weiterleitet. Die elektronische Schaltung bestromt dann die Spule der elektromagnetisch betätigbaren Bremse abhängig von dieser Steuerinformation. Insbesondere wird also die Spule der Bremse bestromt oder nicht bestromt. Beim Bestromen der Spule wird eine ferromagnetische Ankerscheibe entgegen der von an einem Magnetkörper der Bremse abgestützten Federelementen zur Spule hingezogen. Die Spule ist in einer Vertiefung des Magnetkörpers eingelegt.

Bei Nichtbestromung der Spule wird die Ankerscheibe von den Federelementen von der Spule weggedrückt, so dass die Ankerscheibe auf einen Bremsbelagträger gedrückt wird, der drehfest auf dem Rotor befestigt ist und in axialer Richtung verschiebbar ist. Hierzu weist der Bremsbelagträger eine Innenverzahnung auf, die im Eingriff steht mit der Außenverzahnung eines ringartigen Mitnehmers, der auf den Rotor aufgesteckt und mit diesem drehfest verbunden ist, insbesondere mittels Passfederverbindung.

Somit wird dann der Bremsbelagträger von der Ankerscheibe auf eine Bremsfläche gedrückt, die vorzugsweise an einem Lagerflansch des Gehäuses des Elektromotors ausgebildet ist. Bei Bestromung hingegen wird der Bremsbelagträger frei gegeben, da die Ankerscheibe vom Bremsbelagträger weggezogen wird zum Magnetkörper hin. Die Ankerscheiben befindet sich axial zwischen dem Magnetkörper und dem Bremsbelagträger. Der Bremsbelagträger befindet sich axial zwischen der Bremsfläche und der Ankerscheibe.

In Weiterbildung weist die Bremse Diagnosemittel auf, insbesondere beispielsweise einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Magnetkörpers und/oder einen Sensor zur Erfassung der Bremsbelagdicke des Bremsbelagträgers, damit ein Verschleiß des Bremsbelags frühzeitig erkennbar ist. Die Signale des oder der Diagnosemittel werden der elektronischen Schaltung zugeleitet und von dort an die Signalelektronik weitergeleitet und von dort über die Schnittstelle dem Wechselrichter, insbesondere Umrichter zugeleitet. Der Wechselrichter ist derart geeignet ausgeführt, dass die Steuerinformation in Abhängigkeit von den Signalen des oder der Diagnosemittel vom Wechselrichter erzeugt wird.

Wenn beispielsweise die Temperatur der Bremse, insbesondere des Magnetkörpers und somit der Spule der Bremse, zu hoch ist oder der Bremsbelag einen kritischen Verschleißbetrag überschreitet, wird die Bremse nicht mehr gelüftet, sondern bleibt eingefallen. Die Ansteuerung der Bremse wird also in Abhängigkeit von den Diagnosesignalen, insbesondere also abhängig von der Diagnoseinformation, ausgeführt. Die elektronische Schaltung ist also von dem Wechselrichter steuerbar, wobei die Steuerinformation vom Wechselrichter über die Schnittstelle der Signalelektronik und dann von der Signalelektronik zur elektronischen Schaltung übertragen wird. Dieses letztgenannte Übertragen wird entweder über eine Steckverbindung zwischen der ersten und zweiten Leiterplatte 7 und 9 ausgeführt oder über eine berührungslose Schnittstelle, insbesondere Funkkommunikationsschnittstelle und/oder Nahfeldkommunikationsschnittstelle.

Die Leiterplatte 9, insbesondere welche die als Messspulen fungierenden Spulenwicklungen aufweist, ist zwischen dem Grundkörper 14 und dem Zwischenflansch 8 eingespannt insbesondere im radial äußeren Bereich. Allerdings wird die Leiterplatte 9 bei der Herstellung des Winkelsensors vor dem Einspannen zwischen dem Grundkörper 14 und dem Zwischenflansch 8 an der Hohlwelle 13 zentriert.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist das Scheibenteil 12 als Leiterplatte ausgeführt und somit kostengünstig herstellbar.

Bezugszeichenliste

1 Rotorwelle

2 Lager

3 Halteteil, insbesondere Halterung

4 elektronische Schaltung, insbesondere Gleichrichter

5 Blechteil

6 Haubenteil

7 Leiterplatte einer Signalelektronik

8 Zwischenflansch

9 Leiterplatte mit als Spulen ausgebildeten Leiterbahnen

10 Dauermagnet

11 Schraube

12 Scheibenteil, insbesondere Targetscheibe

13 Hohlwelle

14 Grundkörper, insbesondere topfförmiger Grundkörper

15 Schraube