Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ROTARY TRANSMITTER AND ELECTRIC MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/090539
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a rotary transmitter and an electric motor for the inductive transfer of energy from a primary coil to a secondary coil, which is rotationally fixed to a rotor shaft that is rotatably mounted relative to the primary coil. The rotary transmitter is characterized in that the secondary coil has a coil core and a secondary winding, in particular an annular winding, which are accommodated in a receiving part, in particular wherein the receiving part is rotationally fixed to the rotor shaft, wherein a cover part is connected to the receiving part, wherein the secondary winding is arranged between the cover part and the receiving part, wherein the coil core is arranged between the cover part and the receiving part, wherein the coil core has a yoke disk having at least two limbs connected via the yoke disc, in particular wherein the secondary winding is arranged between the limbs, wherein the cover part has axially continuous cutouts spaced apart from one another, in particular regularly, in the circumferential direction, wherein the radial spacing region of the respective recess covers, in particular completely covers, the radial spacing region of the coil core or at least of a first limb of the coil core, wherein the axial region covered by the cover part overlaps, in particular truly overlaps, in particular partly covers, the axial region covered by the coil core, in particular wherein the coil core projects axially into the respective cutout, in particular wherein the cutouts are each shaped as a circular ring section.

Inventors:
MEGERLE THOMAS (DE)
PODBIELSKI LEOBALD (DE)
REINHARD INGO (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/003321
Publication Date:
June 25, 2015
Filing Date:
December 11, 2014
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SEW EURODRIVE GMBH & CO (DE)
International Classes:
H01F38/18
Foreign References:
DE102009014960A12010-10-07
US20080204182A12008-08-28
US20130322889A12013-12-05
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche:

1. Drehübertrager zur induktiven Energieübertragung von einer Primärspule an eine

Sekundärspule, die drehfest mit einer Rotorwelle verbunden ist, welche relativ zur Primärspule drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule einen Spulenkern (10) und eine Sekundärwicklung, insbesondere

Ringwicklung (11 ), aufweist, die in einem Aufnahmeteil (7) aufgenommen sind, insbesondere wobei das Aufnahmeteil (7) drehfest mit der Rotorwelle verbunden ist, wobei ein Deckelteil (1 ) mit dem Aufnahmeteil (7) verbunden ist, wobei die Sekundärwicklung zwischen dem Deckelteil (1 ) und dem Aufnahmeteil (7) angeordnet ist, wobei der Spulenkern (10) zwischen dem Deckelteil (1 ) und dem Aufnahmeteil (7) angeordnet ist, wobei der Spulenkern (10) eine Jochscheibe mit zumindest zwei über die Jochscheibe verbundenen Schenkeln aufweist, insbesondere wobei die Sekundärwicklung zwischen den Schenkeln angeordnet ist, wobei das Deckelteil (1 ) axial durchgehende, in Umfangsrichtung, insbesondere regelmäßig, voneinander beabstandete Ausnehmungen (4) aufweist, wobei der Radialabstandsbereich der jeweiligen Ausnehmung (4) den Radialabstandsbereich des Spulenkerns (10) oder zumindest eines ersten Schenkels des Spulenkerns (10) überdeckt, insbesondere vollständig überdeckt, wobei der von dem Deckelteil (1 ) überdeckte axiale Bereich überlappt, insbesondere echt überlappt, insbesondere teilweise überdeckt, mit dem von dem Spulenkern (10) überdeckten axialen Bereich, insbesondere wobei der Spulenkern (10) in die jeweilige Ausnehmung (4) axial hineinragt, insbesondere wobei die Ausnehmungen (4) jeweils als Kreisringabschnitt ausgeformt sind.

2. Drehübertrager nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Spulenkern (10) als Rotationskörper ausgeführt ist, der einen U-förmigen Querschnitt aufweist, insbesondere wobei die zum Querschnitt zugehörige Schnittebene die radiale und axiale Richtung enthält, und/oder dass die beiden Schenkel jeweils ringförmig und konzentrisch, insbesondere zur Rotorwellenachse und/oder Achse der Ringwicklung, ausgeführt sind und/oder auf der dem Deckelteil (1 ) zugewandten Seite der Jochscheibe angeordnet sind.

3. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

im jeweiligen Beabstandungsbereich zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten

Ausnehmungen (4) das Deckelteil (1 ) eine dünnere Wandstärke aufweist als die maximale axiale Wandstärke des Deckteils (1 ), insbesondere wobei die in Umfangsrichtung zwischen den jeweils zueinander

nächstbenachbarten Ausnehmungen (4) angeordneten Beabstandungsbereiche des Deckelteils (1 ) Stegabschnitte (9) sind, insbesondere wobei die axiale Wandstärke der Steg abschnitte (9) kleiner ist als die maximale axiale Wandstärke des Deckteils (1 ), insbesondere wobei die Stegabschnitte (9) radialstrahlenförmig angeordnet sind, insbesondere wobei die Stegabschnitte (9) als in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandete, in axialer Richtung nicht durchgehende Kreisringabschnitte ausgeführt sind, insbesondere wobei die Stegabschnitte (9) und die Ausnehmungen (4) in Umfangsrichtung einander abwechseln, insbesondere wobei die Ausnehmungen (4) in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind mittels der Stegabschnitte (9)

4. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Deckelteil (1 ) weitere axial durchgehende, in Umfangsrichtung, insbesondere regelmäßig, voneinander beabstandete Ausnehmungen (5) aufweist, wobei der Radialabstandsbereich der jeweiligen weiteren Ausnehmung (5) den

Radialabstandsbereich eines zweiten Schenkels des Spulenkerns (10) überdeckt, insbesondere vollständig überdeckt, wobei der von dem Deckelteil (1 ) überdeckte axiale Bereich überlappt, insbesondere echt überlappt, insbesondere teilweise überdeckt, mit dem von dem Spulenkern (10) überdeckten axialen Bereich, insbesondere wobei der zweite Schenkel des Spulenkerns (10) in die jeweilige weitere Ausnehmung (5) axial hineinragt, insbesondere wobei die weiteren Ausnehmungen (5) jeweils als Kreisringabschnitt ausgeformt sind, wobei die Ausnehmungen (4) von den weiteren Ausnehmungen (5) radial, also in radialer Richtung, beabstandet sind, insbesondere wobei die Ausnehmungen (4) auf kleinerem Radialabstand angeordnet sind als die weiteren Ausnehmungen (5).

5. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die axiale Wandstärke des Deckelteils (1 ) zwischen zwei in Umfangsrichtung

nächstbenachbarten Ausnehmungen (4) und/oder zwischen zwei in Umfangsrichtung nächstbenachbarten weiteren Ausnehmungen (5) kleiner ist als die Wandstärke des Deckelteils (1 ) zwischen einer Ausnehmung (4) und einer in radialer Richtung zu dieser

nächstbenachbarten weiteren Ausnehmung (5), und/oder dass

jede Ausnehmung (4) einen gleichen ersten Umfangswinkel überdeckt, und/oder dass jede weitere Ausnehmung (5) einen gleichen zweiten Umfangswinkel überdeckt, insbesondere wobei der erste und zweite Umfangswinkel gleich groß sind.

6. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der erste Schenkel des Spulenkerns (10) auf kleinerem Radialabstand als der zweite Schenkel des Spulenkerns (10) angeordnet ist, insbesondere wobei jeder Schenkel ringförmig ausgeführt ist und wobei die Schenkel konzentrisch zur Wellenachse angeordnet sind, insbesondere wobei der Spulenkern (10) einen U-förmigen Querschnitt aufweist.

7. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

in dem Aufnahmeteil (7) Vergussmasse angeordnet ist, wobei die Vergussmasse stoffschlüssig verbunden ist mit dem Deckelteil (1 ), insbesondere wobei das Deckelteil (1 ) formschlüssig verbunden ist mit der Vergussmasse mittels zumindest einer Erhebung (17), insbesondere einem Haken, welche axial in die

Vergussmasse hineinragt, insbesondere wobei die Erhebung (17) mit Hinterschnitt ausgeführt ist, insbesondere wobei die Erhebung (17) einstückig mit dem Deckelteil (1 ) ausgeführt ist.

8. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

das Deckelteil (1 ) aus einem Material mit relativer Permeabilität kleiner als 10 hergestellt ist, insbesondere aus einem Faserwerkstoff hergestellt ist, insbesondere aus einem

faserverstärkten Kunststoff, insbesondere wobei das Deckelteil (1 ) als Kunststoffspritzgussteil, Drehteil oder Frästeil ausgeführt ist.

9. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Deckelteil (1 ) formschlüssig mit dem Aufnahmeteil (7) verbunden ist, insbesondere schraubverbunden, insbesondere mittels zumindest eines Schraubmittels.

10. Drehübertrager nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Spulenkern (10) sich in axialer Richtung weiter erstreckt als die Sekundärwicklung, insbesondere wobei die Sekundärwicklung das Deckelteil (1 ) berührt.

11. Elektromotor, insbesondere fremderregte Synchronmaschine, aufweisend einen Rotor mit zumindest einer Rotorwelle und einen Drehübertrager nach mindestens einem der

vorangegangenen Ansprüche, wobei in einem ersten axialen Bereich der Rotorwelle ein Rotorblechpaket und in einem zweiten axialen Bereich der Rotorwelle die Sekundärspule angeordnet ist,

wobei die Primärspule der Sekundärspule axial gegenüberstehend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor mit dem Deckelteil (1 ) verbunden ist, wobei das Deckelteil (1 ) axial zwischen der Sekundärspule und der Primärspule angeordnet ist.

12. Elektromotor nach Anspruch 11 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Aufnahmeteil (7) einen Aufnahmebereich für eine Elektronik und einen Aufnahmebereich für die Sekundärspule aufweist, insbesondere wobei der Aufnahmebereich für die Elektronik auf größerem Radialabstand als der Aufnahmebereich für die Sekundärspule angeordnet ist, insbesondere wobei zwischen dem Aufnahmebereich für die Elektronik und dem

Aufnahmebereich für die Sekundärspule ein Trennabschnitt (19) angeordnet ist, insbesondere wobei der Trennabschnitt (19) am Aufnahmeteil (7) einteilig, also einstückig, ausgeformt ist.

13. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Deckelteil (1 ) beabstandet ist von der Elektronik, insbesondere wobei zwischen dem Deckelteil (1 ) und der Elektronik Vergussmasse angeordnet ist. 14. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Elektronik einen Gleichrichter aufweist, insbesondere zur Speisung einer Erregerwicklung des Rotors, insbesondere wobei die Elektronik zumindest eine Leiterplatte (13), einen Kondensator (15) und zumindest eine Diode (12, 14) aufweist, und/oder dass

die Elektronik mittels eines Anschlussteils mit der Erregerwicklung verbindbar ist, insbesondere wobei das Anschlussteil als Steckverbinder ausgeführt ist, insbesondere wobei das Aufnahmeteil eine Buchse (18) aufweist zur Aufnahme des

Steckverbinders.

15. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

das Aufnahmeteil (7) aus Aluminium ausgeführt ist.

Description:
Drehübertrager und Elektromotor

Beschreibung: Die Erfindung betrifft einen Dreh Übertrag er und einen Elektromotor.

Aus der DE 10 2009 014 960 A1 ist eine fremderregte Synchronmaschine mit Drehübertrager bekannt. Die US 2008 / 02 04 182 A1 zeigt ein System zur berührungslosen Energieübertragung.

Aus der US 2013 / 03 22 889 A1 ist ein Drehübertrager für Werkzeugmaschinen bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drehübertrager und einen Elektromotor weiterzubilden, wobei die Sicherheit des Elektromotors verbessert werden soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Drehübertrager nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Drehübertrager zur induktiven Energieübertragung von einer Primärspule an eine Sekundärspule, die drehfest mit einer Rotorwelle verbunden ist, welche relativ zur Primärspule drehbar gelagert ist, sind dass die Sekundärspule einen Spulenkern und eine Sekundärwicklung, insbesondere Ringwicklung, aufweist, die in einem Aufnahmeteil aufgenommen sind, insbesondere wobei das Aufnahmeteil drehfest mit der Rotorwelle verbunden ist, wobei ein Deckelteil mit dem Aufnahmeteil verbunden ist, wobei die Sekundärwicklung zwischen dem Deckelteil und dem Aufnahmeteil angeordnet ist, wobei der Spulenkern zwischen dem Deckelteil und dem Aufnahmeteil angeordnet ist,

BESTÄTIGUNGSKOPIE wobei der Spulenkern eine Jochscheibe mit zumindest zwei über die Jochscheibe verbundenen Schenkeln aufweist, insbesondere wobei die Sekundärwicklung zwischen den Schenkeln angeordnet ist, wobei das Deckelteil axial durchgehende, in Umfangsrichtung, insbesondere regelmäßig, voneinander beabstandete Ausnehmungen aufweist, wobei der Radialabstandsbereich der jeweiligen Ausnehmung den Radialabstandsbereich des Spulenkerns oder zumindest eines ersten Schenkels des Spulenkerns überdeckt, insbesondere vollständig überdeckt, wobei der von dem Deckelteil überdeckte axiale Bereich überlappt, insbesondere echt überlappt, insbesondere teilweise überdeckt, mit dem von dem Spulenkern überdeckten axialen Bereich, insbesondere wobei der Spulenkern in die jeweilige Ausnehmung axial hineinragt.

Von Vorteil ist dabei, dass die drehfest mit der Rotorwelle verbundene Sekundärwicklung stabilisierbar ist in dem Aufnahmeteil mittels des Deckelteils. Die bei hohen Umdrehungszahlen auf die Sekundärspule wirkenden Kräfte sind ausgleichbar mittels des Deckelteils. Vorteilhafterweise ist ein Ausbrechen von in dem Aufnahmeteil angeordneter Vergussmasse verhinderbar mittels des Deckelteils. Dazu ist die Vergussmasse in das Aufnahmeteil drückbar mittels des Deckelteils.

Die mechanische Stabilität des Drehübertragers ist also verbessert mittels des Deckelteils, somit ist die Sicherheit des Drehübertragers verbessert.

Die Ausnehmungen in dem Deckelteil verbessern die induktive Kopplung der Primärspule mit der Sekundärspule im Vergleich zu einem Deckelteil ohne Ausnehmungen. Somit ist die Verlustleistung an dem Deckelteil reduzierbar und der Umweltschutz verbessert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ausnehmungen jeweils als Kreisringabschnitt ausgeformt. Von Vorteil ist dabei, dass die Form der Ausnehmungen an die Form des

Spulenkerns anpassbar ist. Zwischen den Kreisringabschnitten angeordnete

Beabstandungsbereiche verbessern die Stabilität des Deckelteils. Somit ist die Sicherheit verbessert. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spulenkern als Rotationskörper ausgeführt, der einen U-förmigen Querschnitt aufweist, insbesondere wobei die zum Querschnitt zugehörige Schnittebene die radiale und axiale Richtung enthält. Von Vorteil ist dabei, dass zwischen den Schenkeln des Spulenkerns die als Ringwicklung ausgeführte Sekundärspule anordenbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Schenkel jeweils ringförmig und konzentrisch, insbesondere zur Rotorwellenachse und/oder Achse der Ringwicklung, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die rotierende Sekundärspule induktiv koppelbar ist mit der Primärspule, wobei der Radialabstandsbereich der Sekundärspule und der

Radialabstandsbereich der Primärspule in jeder Rotationsposition der Sekundärspule miteinander überdeckbar sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Schenkel jeweils auf der dem Deckelteil zugewandten Seite der Jochscheibe angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Sekundärspule zur Primärspule hingewandt offen ausgeführt ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Deckelteil im jeweiligen Beabstandungsbereich zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Ausnehmungen eine dünnere Wandstärke auf als die maximale axiale Wandstärke des Deckteils. Von Vorteil ist dabei, dass der dünn ausgeführte den Spulenkern überdeckende Beabstandungsbereich die induktive Kopplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule weniger stört als ein dicker ausgeführter Beabstandungsbereich. Vorteilhafterweise ist die axiale Wandstärke des Deckelteils im Beabstandungsbereich gerade so gewählt, dass das Deckelteil stabil ausführbar ist und die induktive Kopplung zwischen Primärspule und Sekundärspule optimiert ist. Somit ist die Sicherheit des Drehübertragers verbessert und die Verlustleistung am Deckelteil minimierbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die in Umfangsrichtung zwischen den jeweils zueinander nächstbenachbarten Ausnehmungen angeordneten Beabstandungsbereiche des Deckelteils Stegabschnitte. Von Vorteil ist dabei, dass die Beabstandungsbereiche in

Umfangsrichtung schmal ausführbar sind. Die Ausnehmungen sind in Umfangsrichtung also weiter ausgedehnt ausführbar als die Beabstandungsbereiche. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die axiale Wandstärke der Stegabschnitte kleiner als die maximale axiale Wandstärke des Deckteils. Von Vorteil ist dabei, dass die dünn

ausgeführten Stegabschnitte die induktive Kopplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule weniger stören als dicker ausgeführte Stegabschnitte.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Steg abschnitte radialstrahlenförmig angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Stegabschnitte in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt anordenbar sind. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Stegabschnitte als in Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandete, in axialer Richtung nicht durchgehende

Kreisringabschnitte ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die Stabilität des Deckelteils verbessert ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wechseln die Stegabschnitte und die Ausnehmungen in Umfangsrichtung einander ab. Von Vorteil ist dabei, dass die Stabilität des Deckelteils verbessert ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ausnehmungen in Umfangsrichtung voneinander beabstandet mittels der Stegabschnitte. Von Vorteil ist dabei, dass die Stabilität des Deckelteils verbessert ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Deckelteil weitere axial durchgehende, in Umfangsrichtung, insbesondere regelmäßig, voneinander beabstandete Ausnehmungen auf, wobei der Radialabstandsbereich der jeweiligen weiteren Ausnehmung den

Radialabstandsbereich eines zweiten Schenkels des Spulenkerns überdeckt, insbesondere vollständig überdeckt, wobei der von dem Deckelteil überdeckte axiale Bereich überlappt, insbesondere echt überlappt, insbesondere teilweise überdeckt, mit dem von dem Spulenkern überdeckten axialen Bereich, insbesondere wobei der zweite Schenkel des Spulenkerns in die jeweilige weitere Ausnehmung axial hineinragt. Von Vorteil ist dabei, dass die Ausnehmungen und die weiteren Ausnehmungen an die Form des Spulenkerns anpassbar sind.

Vorteilhafterweise sind also nur die Schenkel überdeckbar von den Ausnehmungen und der Radialabstandsbereich der zwischen den Schenkeln angeordneten Sekundärwicklung ist überdeckbar von dem Beabstandungsbereich zwischen den Ausnehmungen und den weiteren Ausnehmungen. Somit ist die Stabilität des Deckelteils verbessert. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die weiteren Ausnehmungen jeweils als Kreisringabschnitt ausgeformt, wobei die Ausnehmungen von den weiteren Ausnehmungen radial, also in radialer Richtung, beabstandet sind. Von Vorteil ist dabei, dass zwischen den Ausnehmungen und den weiteren Ausnehmungen angeordnete Beabstandungsbereiche das Deckelteil stabilisieren.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ausnehmungen auf kleinerem Radialabstand angeordnet als die weiteren Ausnehmungen. Von Vorteil ist dabei, dass die Ausnehmungen und die weiteren Ausnehmungen an die Form des Spulenkerns, insbesondere der Schenkel des Spulenkerns, anpassbar sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die axiale Wandstärke des Deckelteils zwischen zwei in Umfangsrichtung nächstbenachbarten Ausnehmungen und/oder zwischen zwei in

Umfangsrichtung nächstbenachbarten weiteren Ausnehmungen kleiner als die Wandstärke des Deckelteils zwischen einer Ausnehmung und einer in radialer Richtung zu dieser

nächstbenachbarten weiteren Ausnehmung. Von Vorteil ist dabei, dass das Deckelteil im Radialabstandsbereich der Sekundärwicklung dicker ausführbar ist als im

Radialabstandsbereich der Schenkel des Spulenkerns. Somit ist die Stabilität des Deckelteils verbessert und zugleich die Verlustleistung der induktiven Kopplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule minimierbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überdeckt jede Ausnehmung einen gleichen ersten Umfangswinkel. Von Vorteil ist dabei, dass die Ausnehmungen in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt in dem Deckelteil anordenbar sind. Somit ist die induktive Kopplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule gleichmäßig ausführbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überdeckt jede weitere Ausnehmung einen gleichen zweiten Umfangswinkel. Von Vorteil ist dabei, dass die weiteren Ausnehmungen in

Umfangsrichtung regelmäßig verteilt in dem Deckelteil anordenbar sind. Somit ist die induktive Kopplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule gleichmäßig ausführbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der erste und zweite Umfangswinkel gleich groß. Von Vorteil ist dabei, dass das Deckelteil stabilisierbar ist mittels zwischen den Ausnehmungen und weiteren Ausnehmungen angeordneten Stegabschnitten. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Schenkel des Spulenkerns auf kleinerem Radialabstand als der zweite Schenkel des Spulenkerns angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die als Ringspule ausführbare Sekundärwicklung zwischen den Schenkeln anordenbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder Schenkel ringförmig ausgeführt und die Schenkel sind konzentrisch zur Wellenachse angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die rotierende Sekundärspule induktiv koppelbar ist mit der Primärspule, wobei der Radialabstandsbereich der Sekundärspule und der Radialabstandsbereich der Primärspule in jeder Rotationsposition der Sekundärspule miteinander überdeckbar sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Spulenkern einen U-förmigen Querschnitt auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Sekundärspule zwischen den Schenkeln des Spulenkerns anordenbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem Aufnahmeteil Vergussmasse angeordnet, wobei die Vergussmasse stoffschlüssig verbunden ist mit dem Deckelteil. Von Vorteil ist dabei, dass Hohlräume in dem Aufnahmeteil ausfüllbar sind mittels der Vergussmasse. Somit ist die Massenverteilung in dem Aufnahmeteil vergleichmäßigbar. Also ist das Rotationsverhalten der Sekundärspule verbessert. Damit ist die Sicherheit des Drehübertragers verbessert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Deckelteil formschlüssig verbunden mit der Vergussmasse mittels zumindest einer Erhebung, insbesondere einem Haken, welche axial in die Vergussmasse hineinragt. Von Vorteil ist dabei, dass die Berührfläche von der

Vergussmasse und dem Deckelteil vergrößerbar ist mittels der Erhebung. Somit ist die

Sicherheit der Verbindung verbessert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Erhebung mit Hinterschnitt ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die Verbindung des Deckelteils mit der Vergussmasse in einfacher Art und Weise sicher ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Erhebung einstückig mit dem Deckelteil ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass das Deckelteil in einfacher Art und Weise als Gussteil oder Frästeil herstellbar ist. Des Weiteren ist eine sichere Verbindung der Erhebung mit dem Deckelteil erreichbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Deckelteil aus einem Material mit relativer Permeabilität kleiner als 10 hergestellt, insbesondere aus einem Faserwerkstoff, insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff. Von Vorteil ist dabei, dass die Beeinflussung der induktiven Kopplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule kleiner ist je kleiner die relative Permeabilität des Materials des Deckelteils ist. Vorteilhafterweise weisen

Faserwerkstoffe zugleich eine geringe relative Permeabilität und eine hohe Festigkeit auf.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Deckelteil als Kunststoffspritzgussteil, Drehteil oder Frästeil ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass das Deckelteil in einfacher Art und Weise herstellbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Deckelteil formschlüssig mit dem Aufnahmeteil verbunden, insbesondere schraubverbunden, insbesondere mittels zumindest eines

Schraubmittels. Von Vorteil ist dabei, dass das Deckelteil und das Aufnahmeteil miteinander schraubverbunden und formschlüssig verbunden mittels der Vergussmasse sind.

Vorteilhafterweise wird die Vergussmasse in das Aufnahmeteil eingefüllt, bevor das Deckelteil auf das Aufnahmeteil geschraubt wird. Dabei wird also das Deckelteil zumindest teilweise in die Vergussmasse gedrückt, so dass der Zwischenraum zwischen dem Deckelteil und dem

Aufnahmeteil beziehungsweise der Sekundärspule vollständig ausfüllbar ist von der

Vergussmasse.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich der Spulenkern in axialer Richtung weiter als die Sekundärwicklung, insbesondere wobei die Sekundärwicklung das Deckelteil berührt. Von Vorteil ist dabei, dass die Sekundärspule kompakt ausführbar ist.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor, insbesondere einer fremderregten Synchronmaschine, aufweisend einen Rotor mit zumindest einer Rotorwelle und einen

Drehübertrager, wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf einen

Drehübertrager gerichteten Schutzansprüche, wobei in einem ersten axialen Bereich der Rotorwelle ein Rotorblechpaket und in einem zweiten axialen Bereich der Rotorwelle die Sekundärspule angeordnet ist,

wobei die Primärspule der Sekundärspule axial gegenüberstehend angeordnet ist, sind, dass der Rotor mit dem Deckelteil verbunden ist, wobei das Deckelteil axial zwischen der

Sekundärspule und der Primärspule angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Betriebssicherheit des Elektromotors verbessert ist,

insbesondere bei hohen Motordrehzahlen. Die auf der Rotorwelle angeordnete Sekundärspule ist stabilisierbar mittels des Deckelteils. Vorteilhafterweise ist ein Ausbrechen von in dem Aufnahmeteil angeordneter Vergussmasse verhinderbar mittels des Deckelteils. Dazu ist die Vergussmasse in das Aufnahmeteil drückbar mittels des Deckelteils. Dabei sind sich lösende Bauteile oder Vergussmasse zwischen Aufnahmeteil und Deckelteil haltbar, gelangen also nicht in den Motorinnenraum.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Aufnahmeteil einen Aufnahmebereich für eine Elektronik und einen Aufnahmebereich für die Sekundärspule auf. Von Vorteil ist dabei, dass das Aufnahmeteil kompakt ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Aufnahmebereich für die Elektronik auf größerem Radialabstand als der Aufnahmebereich für die Sekundärspule angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass das Aufnahmeteil kompakt ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem Aufnahmebereich für die Elektronik und dem Aufnahmebereich für die Sekundärspule ein Trennabschnitt angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass die Sekundärspule elektrisch isolierbar ist von den Bauteilen der Elektronik mittels des Trennabschnitts. Somit ist die Sicherheit des Motors verbessert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Trennabschnitt am Aufnahmeteil einteilig, also einstückig, ausgeformt. Von Vorteil ist dabei, dass das Aufnahmeteil in einfacher Art und Weise herstellbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Deckelteil beabstandet von der Elektronik, insbesondere wobei zwischen dem Deckelteil und der Elektronik Vergussmasse angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Elektronik stoßgedämpft anordenbar ist zwischen dem Deckelteil und dem Aufnahmeteil mittels der Vergussmasse.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Elektronik einen Gleichrichter auf, insbesondere zur Speisung einer Erregerwicklung des Rotors, insbesondere wobei die Elektronik zumindest eine Leiterplatte, einen Kondensator und zumindest eine Diode aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass der Gleichrichter zur Versorgung der Erregerwicklung in dem Rotor, insbesondere dem Aufnahmeteil, integriert anordenbar ist. Somit ist der Rotor kompakt ausführbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Elektronik mittels eines Anschlussteils mit der

Erregerwicklung verbindbar. Von Vorteil ist dabei, dass die Erregerwicklung speisbar ist mittels des Drehübertragers.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Anschlussteil als Steckverbinder ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass der Steckverbinder in einfacher Art und Weise mit der Sekundärspule verbindbar und wieder lösbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Aufnahmeteil aus Aluminium ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass das aus Aluminium ausgeführte Aufnahmeteil als Abschirmung hochfrequenter Felder fungiert.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die erkmalskombination 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 Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein Aufnahmeteil für eine Sekundärspule eines erfindungsgemäßen

Drehübertragers in Schrägansicht gezeichnet.

Figur 2 zeigt das Aufnahmeteil für die Sekundärspule in Schnittansicht.

Figur 3 zeigt eine Detailansicht der in Figur 2 dargestellten Schnittansicht des Aufnahmeteils.

Figur 4 zeigt das Aufnahmeteil für die Sekundärspule in Schnittansicht mit einem anderen Schnittwinkel als Figur 2.

Erfindungsgemäß ist der Elektromotor als fremderregte Synchronmaschine mit Drehübertrager ausgeführt, deren in den Figuren nicht gezeigte Erregerwicklung um Zähne eines

Rotorblechpakets vorgesehen ist. Die Erregerwicklung ist mit Vergussmasse vergossen und am radial äußeren Umfang vorzugsweise mit einer Hülse aus glasfaserverstärktem Kunststoff umgeben zur Ermöglichung sehr hoher Drehzahlen. Das Rotorblechpaket ist auf einem ersten axialen Rotorwellenabschnitt vorgesehen, der mit einem zweiten axialen Rotorwellenabschnitt die Rotorwelle bildet.

Im Bereich des zweiten Rotorwellenabschnitts ist die Sekundärspule des Drehübertragers vorgesehen, die eine Sekundärwicklung aufweist, die als Ringwicklung 1 ausgeführt ist.

Dieser Sekundärspule axial und radial gegenüberstehend ist eine in den Figuren nicht gezeigte Primärspule des Drehübertragers angeordnet. Die Primärspule weist eine

Primärwicklung auf, die mit einem Wechselstrom beaufschlagt ist. Dabei sind die

Primärwicklung und die Sekundärwicklung induktiv miteinander gekoppelt. Der an der

Sekundärwicklung bewirkte Wechselstrom wird einem Gleichrichter zugeführt, so dass der dort erzeugte Gleichstorm der Erregerwicklung zuführbar ist.

Der Gleichrichter weist eine Leiterplatte 13, zumindest zwei Dioden (12, 14) und einen

Kondensator 15 auf. Die zugehörige elektronische Schaltung ist im Bereich des zweiten Rotorwellenabschnitts angeordnet. Vorzugsweise ist die elektronische Schaltung auf größerem Radialabstand angeordnet als die Ringwicklung 11. Die Ringwicklung 11 ist zumindest teilweise von einem Spulenkern 10 umgeben. Der

Spulenkern 10 ist als Jochscheibe ausgeführt. Dabei wird unter Jochscheibe eine Lochscheibe mit zumindest zwei ringförmigen Schenkeln verstanden, welche auf der dem Deckelteil zugewandten Seitenfläche der Lochscheibe angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Jochscheibe mit den Schenkeln konzentrisch zur Rotorwellenachse ausgeführt.

Vorzugsweise weist der ringförmige Spulenkern 10 einen U-förmigen Querschnitt auf, wobei die Ringwicklung 11 zwischen den Schenkeln des Spulenkerns 10 angeordnet ist. Der Spulenkern 10 ist konzentrisch zur Rotorwellenachse ausgeführt. Der Spulenkern 10 ist aus Kernmaterial, insbesondere Ferritmaterial oder Eisenpulver gefertigt.

Das vorzugsweise aus Aluminium ausgeführte Aufnahmeteil 7 nimmt die elektronische

Schaltung, den Spulenkern 10 und die Ringwicklung 11 auf. Vorzugsweise ist das Aufnahmeteil 7 an einem axialen Endbereich der Rotorwelle angeordnet und drehfest mit der Rotorwelle verbunden.

Das Aufnahmeteil 7 ist ringförmig und konzentrisch zur Rotorwellenachse ausgeführt. Somit ist das Aufnahmeteil 7 zylindrisch ausgeführt und weist eine zentrierte Bohrung 8 auf, durch welche die Rotorwelle hindurchgeführt ist. Dabei erstreckt sich das Aufnahmeteil 7 in radialer Richtung weiter als in axialer Richtung.

Der Raumbereich für die elektronische Schaltung und der Aufnahmebereich für die

Sekundärspule sind im gleichen axialen Bereich angeordnet. Dabei überdeckt der axiale Teilbereich der Ringwicklung 11 den axialen Teilbereich der elektronischen Schaltung zumindest teilweise. Das Aufnahmeteil 7 weist einen zwischen der elektronischen Schaltung und dem Aufnahmebereich für die Ringwicklung 11 angeordneten Trennabschnitt 19 auf, der vorzugsweise als Wandungsabschnitt einstückig mit dem Aufnahmeteil 7 ausgeführt ist.

Die Rotorwelle ist aus dem ersten und zweiten Rotorwellenabschnitt zusammengesetzt und in einer ersten Ausführungsart einstückig ausgeführt. Dabei wird die Rotorwelle aus einem Material ausgeführt, das eine relative Permeabilität von weniger als 20 hat, insbesondere eine Permeabilität zwischen 1 und 10. Hierzu eignet sich beispielhaft Edelstahl.

Auf diese Weise sind Felder abschirmbar, die ansonsten durch die Rotorwelle hindurch vom Bereich der Erregerwicklung zum Bereich der Sekundärwicklung gelangen könnten und dabei eine störende Wirkung entfalten könnten.

Auf dem zweiten Rotorwellenabschnitt ist das Aufnahmeteil 7 drehfest befestigt. Dabei ist die dem Rotorblechpaket zugewandte Seite des Aufnahmeteils 7 mit einem Dynamoblech oder Stahlblech bedeckt. Somit wirkt das Dynamoblech oder Stahlblech magnetisch abschirmend zwischen der Erregerwicklung und der Sekundärwicklung.

Die Rotorwelle ist beidseitig gelagert, wobei die Lagerstellen sich außerhalb des axialen Bereiches des Rotorblechpaketes und der Sekundärwicklung befinden. Also sind axial zwischen den Lagerstellen das Rotorblechpaket und die Sekundärwicklung angeordnet.

Das Aufnahmeteil 7 ist auf seiner von dem Rotorblechpaket abgewandten Seite mit einem Deckelteil 1 verbunden. Dazu weist das Aufnahmeteil 7 Bohrungen auf, insbesondere

Gewindebohrungen in welche Verbindungsmittel, insbesondere Schraubteile, einschraubbar sind. Dabei sind die Verbindungsmittel durch Bohrungen 3 in dem Deckelteil 1 hindurchgeführt.

Vorzugsweise sind die Bohrungen 3 in dem Deckelteil 1 und dem Aufnahmeteil 7 auf einem inneren und einem äußeren Kreisbogen in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt angeordnet. Vorzugsweise sind die Bohrungen auf dem inneren Kreisbogen, also dessen

Radialabstandsbereich kleiner ist als der Radialabstandsbereich des äußeren Kreisbogens, in Umfangsrichtung alternierend mit den Bohrungen des äußeren Kreisbogens angeordnet.

Dabei ist der minimale Radialabstand der Bohrungen 3 größer als der Außenradius der Bohrung 8.

In dem Deckelteil sind Ausnehmungen (4, 5) ausgeführt. Dabei sind Ausnehmungen 4 auf kleinerem Radialabstand angeordnet als weitere Ausnehmungen 5. Die Ausnehmungen (4, 5) sind auf jeweils einem konzentrischen Kreisbogen angeordnet. Vorzugsweise sind die

Ausnehmungen (4, 5) als Kreisringabschnitte ausgeführt, zwischen denen in Umfangsrichtung Stegabschnitte 9 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Stegabschnitte 9 in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt und/oder radialstrahlenförmig angeordnet.

Die von den Ausnehmungen (4, 5) überdeckten Radialabstandsbereiche überdecken die von den Schenkeln des Spulenkerns überdeckten Radialabstandsbereiche. Dabei erstrecken sich die Ausnehmungen 4 in radialer Richtung weiter als die weiteren Ausnehmungen 5. Der in radialer Richtung zwischen den Ausnehmungen 4 und den weiteren Ausnehmungen 5 angeordnete Radialabstandsbereich wird zumindest teilweise überdeckt von dem

Radialabstandsbereich der Ringwicklung 11. Vorzugsweise weist das Deckelteil 1 in diesem Radialabstandsbereich einen Verdickungsabschnitt 16 auf.

Vorzugsweise überdeckt jede Ausnehmung 4 den gleichen ersten Umfangswinkel. Jede weitere Ausnehmung 5 überdeckt den gleichen zweiten Umfangswinkel. Vorzugsweise sind der erste und zweite Umfangswinkel gleich groß.

Das Deckelteil 1 weist zumindest eine dem Aufnahmeteil 7 zugewandte Erhebung 17 auf, diese Erhebung 17 erstreckt sich in axialer Richtung in das Aufnahmeteil 7 hinein. Vorzugsweise ist zumindest eine Erhebung 17 hakenförmig ausgeformt, weist also Hinterschnitt auf.

Vorzugsweise erstreckt sich die hakenförmige Erhebung 17 in den Raumbereich der elektronischen Schaltung in dem Aufnahmeteil 7 hinein.

Das Deckelteil 1 ist also mit dem Aufnahmeteil 7 formschlüssig verbunden mittels der

Verbindungsmittel 6. Zusätzlich ist Vergussmasse in dem Aufnahmeteil 7 angeordnet, welche das Deckelteil 1 stoffschlüssig mit dem Aufnahmeteil 7 verbindet. Dabei füllt die Vergussmasse, vorzugsweise ein Epoxidharz, die Hohlräume zwischen den Bauteilen in dem Aufnahmeteil 7 aus.

Die Vergussmasse ist vorzugsweise wärmeleitend ausgeführt. Das Deckelteil 1 ist aus einem nichtmagnetischen Werkstoff hergestellt, also einem Werkstoff mit einer relativen Permeabilität kleiner als 10. Vorzugsweise ist das Deckelteil 1 aus Kunststoff hergestellt, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere aus Glasfaser mit Epoxidharz. Das Aufnahmeteil 7 weist Verbindungsabschnitte 2 zur Verbindung mit dem Rotorblechpaket auf. Vorzugsweise kragen die Verbindungsabschnitte 2 nach radial außen aus dem

Aufnahmeteil 7 aus und weisen Bohrungen auf, durch welche Verbindungsmittel, insbesondere Schraubteile, hindurchführbar sind.

Die elektronische Schaltung ist mittels eines Anschlussteils, insbesondere Steckverbinderteil, mit der Erregerwicklung verbindbar. Dazu weist das Aufnahmeteil 7 eine Bohrung,

insbesondere Buchse 18, auf, in welche das Anschlussteil einsteckbar ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel weist das Deckelteil 1 Ausnehmungen auf, wobei der Radialabstandsbereich der jeweiligen Ausnehmung den Radialabstandsbereich des

Spulenkerns 10 vollständig überdeckt. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen als in

Umfangsrichtung voneinander beabstandete, insbesondere regelmäßig beabstandete,

Kreisringabschnitte ausgeführt. Vorzugsweise erstrecken sich die Ausnehmungen in

Umfangsrichtung maximal doppelt so weit wie die zwischen den Ausnehmungen angeordneten Stegabschnitte.

In einem anderen Ausführungsbeispiel weist das Deckelteil 1 anstelle der Ausnehmungen (4, 5) Verdünnungsabschnitte auf. Dabei sind die Verdünnungsabschnitte ringförmig ausgeführt und nicht von Stegabschnitten unterbrochen.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist das abschirmende Blech nicht am Aufnahmeteil 7 sondern direkt auf der Rotorwelle befestigt, beispielsweise festgekrallt oder anderweitig formschlüssig, stoffschlüssig oder kraftschlüssig mit der Rotorwelle verbunden.

In einem anderen Ausführungsbeispiel wird statt des Ferritmaterials ein im Wesentlichen gleichwirkendes Material verwendet.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Rotorwelle mindestens zweistückig ausgebildet, indem der zweite Rotorwellenabschnitt aus einem Material ausgeführt ist, das eine relative Permeabilität von weniger als 20 hat, insbesondere eine zwischen 1 und 10, insbesondere beispielhaft aus Edelstahl, und indem der erste Rotorwellenabschnitt stoffschlüssig verbunden ist mit dem zweiten Rotorwellenabschnitt. Als stoffschlüssige Verbindung hat sich eine reibgeschweißte Verbindung als vorteilhaft erwiesen, wobei die Endbearbeitung der gesamten Welle, also spanende Bearbeitung, nach dem reibschweißenden Verbinden ausgeführt wird. Auf diese Weise ist es ermöglicht, den ersten Rotorwellenabschnitt aus kostengünstigem Stahl zu fertigen, der allerdings eine relative Permeabilität von weit über 20 hat, beispielsweise von über 800 oder über 1000.

Die gesamte Permeabilität gleicht dem Produkt aus der relativen Permeabilität und der Permeabilitätskonstante für Vakuum. Letztere wird auch als Vakuumpermeabilität bezeichnet.

Bezugszeichenliste Deckelteil

Verbindungsabschnitt

Bohrung

erste Ausnehmung

zweite Ausnehmung

Verbindungsmittel

Aufnahmeteil

Bohrung

Stegabschnitt

Spulenkern aus Kernmaterial, insbesondere Ferrit oder Eisenpul' Ringwicklung

Diode

Leiterplatte

Diode

Kondensator

Verdickungsabschnitt

Erhebung

Buchse

Trennabschnitt