CN105443562B - 电动机、附加轴及其应用和连接附加轴和电动机轴的方法 - Google Patents

电动机、附加轴及其应用和连接附加轴和电动机轴的方法 Download PDF

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Abstract

本发明首先涉及一种用于电动机(12)的附加轴(16)，具有为插入到电动机(12)的电动机轴(10)的盲孔(14)中而设置的销(18)，其中，销(18)具有带有不同直径的部段(30，32，34，36)，其作用在于，使得附加轴(16)与电动机轴(10)同轴地取向并且在装配时不剥除涂覆到销(18)上的粘接材料并且维持定义的粘接缝隙，并且此外涉及一种具有这种附加轴(16)的电动机(12)，这种附加轴(16)作为旋转编码器(24)的驱动轴的应用，以及将这种附加轴(16)与电动机轴(10)连接的方法。

Description

电动机、附加轴及其应用和连接附加轴和电动机轴的方法
技术领域
本发明涉及一种用于电动机的附加轴。此外，本发明涉及一种具有这种附加轴的电动机、将这种附加轴作为旋转编码器、通风器叶轮的驱动轴的应用、以及最后涉及一种用于连接这种附加轴和电动机的电动机轴的方法。
背景技术
在电动机中已知的是将电能转换成机械能并且在有多个电动机时为此使得电动机轴置于旋转。借助电动机驱动的机器、设施或者其他装置能够直接或者间接地耦联到电动机轴处。
下面有时简称为电机的电动机已经以不同的实施方式所公知。尤其是自通风电机和外通风电机以及具有附加的制动装置的电机属于这些实施方式。
对于电动机的转速调节和/或位置调节来说，借助旋转编码器进行转速和/或位置检测是必要的并且旋转编码器与电动机为此目的的组合同样是公知的。旋转编码器在此与电动机轴耦联。电机的相应的实施方式在此要求电动机轴伸出转子/定子的区域的原则上不同的长度，以便实现例如通风器叶轮和/或制动装置的耦联以及在任何情况下的旋转编码器的耦联。为了避免由此带来的具有不同长度的电动机轴的不同的构造方式而已经已知的是，电动机轴借助在为了耦联旋转编码器而设置的侧面上的附加轴来延长。附加轴在电动机轴的轴向方向上插入到电动机轴中，也就是通过以下方式，即为此设置的销插入到电动机轴中的对中盲孔中并且固定在该处，尤其是粘接在该处。
在至今为止的附加轴以及其与电动机轴的连接中的问题在于，在电动机轴和附加轴之间的连接的有时不理想的牢固度和/或附加轴的有时同样不完全令人满意的同轴度精度。
发明内容
本发明的目的相应地在于，给出一种附加轴，其避免或者至少降低了这些缺点。以此为基础，本发明的另外目的在于，给出一种具有这种附加轴的电动机，这种附加轴作为旋转编码器的驱动轴的应用以及用于连接这种附加轴和电动机的电动机轴的方法。
在附加轴方面，该目的通过以下方式来实现。在此，在用于电动机的以下附加轴时，该附加轴能够逐段地插入到电动机的电动机轴中的对中的盲孔(Sacklochbohrung)中并且固定在该处，尤其是通过粘接剂固定在该处，提出以下：附加轴的能够插入到盲孔中的销状端部包括多个柱形的或者至少在其包络轮廓方面旋转对称的部段，这些部段也许是倒棱的。各个依次连续的部段为了区分从自由端开始看被称为第一、第二、第三和第四部段。各个部段的直径相应于部段的编号而称为第一、第二、第三和第四直径。在四个不同的部段中，第二和第四部段的直径大小相同。也就是第二直径等于第四直径。附加轴的在第二和第四部段之间的第三部段的直径相应地小于第二或者第四直径。第一部段的直径至少小于第二或者第四直径，尤其是与第三部段的直径刚好一样大。
本发明的优点在于，第二和第四部段(具有比第三部段更大的直径)对于附加轴在盲孔中的固定是起作用的。为此，第二和第四直径如下地选择，即在插入的状态中，至少获得与电动机轴的盲孔的较轻的压配合。第二和第四部段在盲孔中起到附加轴的支座的作用。通过第三部段彼此隔开的这两个部段(第二和第四部段)在此使得附加轴随着电动机轴的旋转轴线严格的轴向取向，因此避免附加轴的倾斜位置并且确保高的同轴度精度。具有与侧向邻接的第二和第四部段相比较小的直径的至少第三部段考虑作为用于定义涂覆粘接材料或者类似物的地点。由于侧向邻接的部段(第二和第四部段)具有较大直径，在该处涂覆的粘接材料在插入到盲孔中时不被剥除。因此确保了，即在附加轴插入到盲孔中时或者之后，粘接材料始终处于第三部段的表面上。通过选择在围绕的第二和第四部段的直径与第三部段的直径之间的适当差值给出了对于相应的粘接材料优化的最优粘接缝隙宽度。
优选的，第一部段是倒棱的。由此简化了到盲孔中的插入。
在附加轴的一个实施方式中，第二和第四柱形部段以公差等级IT6的或者以更加精细和相应的公差范围(例如“m”)的配合通过磨削或者车削来制成。通过选择电动机轴的孔的H7公差或者更加精细的公差，在该区域中实现了尺寸特别精确的配合。这改善了同轴度精度。
在附加轴的另外的或者替代的实施方式中，第三柱形部段的表面，尤其是第一柱形部段的表面和第三柱形部段的表面比第二和第四柱形部段的表面更加粗糙。这例如能够由此实现，即第二和第四部段的表面是磨削的并且第三部段的表面或者第一和第三部段的表面是车削的。通过提高第三部段的或者第一和第三部段的表面的粗糙度获得了利用粘接材料的特别良好的润湿性并且同样获得了粘接材料的特别良好的附着性。这改善了与电动机轴的连接的牢固度。
在附加轴的另外的实施方式中，附加轴在从第一柱形部段至第四柱形部段的区域中具有至少一个特别是螺旋线形的排气槽。一个或者每个排气槽形成在附加轴的能够插入到电动机轴的盲孔中的部分(销)的表面中并且使得在插入到盲孔中时能够使该处的空气逸出。
总体上，本发明还涉及一种具有在此和接下来描述的类型的附加轴的电动机，尤其是为其分配了旋转编码器的电动机，其中，这种附加轴的自由端作为旋转编码器的驱动轴起作用。在电动机的以下实施方式中，其中附加轴的自由端作为旋转编码器的驱动轴起作用，产生了在电动机轴和附加轴之间的接合连接的实现了提高的牢固度，以及以特别有利的方式和方法使得附加轴的同轴度精度实现了提高。由于接合连接的提高了的牢固度，旋转编码器到电动机的耦联是特别能够负载的。由于提高了同轴度精度，使得一个或者每个从旋转编码器获得的测量值的，尤其是位置测量值或者转速测量值的精度提高。利用电动机形成的驱动器此时也考虑附加功能上可靠的旋转编码器。就此，本发明也涉及在此和接下来描述类型的附加轴在与电动机的电动机轴连接的状态中作为配属于电动机的旋转编码器的驱动轴的应用。
开头所述的目的还通过一种用于连接在此和接下来描述类型的附加轴和电动机的电动机轴的方法来实现。该方法包括以下步骤：附加轴的表面至少在第三部段的区域中，尤其是在从第一至第四部段的区域中配设有粘接材料。附加轴利用第一部段提前插入到电动机轴中的盲孔中。在此，第二部段和第四部段的区域中的表面借助压配合将附加轴固定在盲孔中。至少涂覆在第三部段的区域中的、尤其是涂覆在第一至第四部段的区域中的或者在盲孔自身中的粘接材料在盲孔的内部硬化并且附加轴逐段地与盲孔的内表面连接。
附图说明
下面根据附图详细阐述本发明的实施例。彼此相应的对象或者部件在所有附图中都配以相同的参考标号。
其示出：
图1是电动机的电动机轴/转子，
图2是来自图1中的视图的、具有在电动机轴的端部中形成的对中盲孔的部分剖面图；
图3至图6是附加轴的不同的实施方式，该附加轴借助能插入到盲孔中的销能够与电动机的电动机轴耦联；
图7是电动机的部段的截面图，具有其电动机轴、耦联在电动机轴处的附加轴以及旋转编码器，其中附加轴作为旋转编码器的驱动轴起作用；
图8是根据现有技术的电动机轴的用于插入到盲孔中的特定销的几何形状的细节，以及
图9是相应于在此提出的措施的销的实施方式。
具体实施方式
图1中的视图示出了在此并未示出的、但是同样基本上已知的电动机12(图7)的已知的转子以及由此出发的电动机轴10。但是本发明基本上考虑使用任何类型的轴，从而在每次提及电动机轴10时也涉及另外的轴。示出的电动机轴10在其自由侧具有对中的盲孔14，其如在图2中的图示中的电动机轴10的所涉及的端部的剖面图一样。
在图3至图6的视图示出了不同的附加轴16，其分别一侧地具有对中的销18并且借助该销18能够通过以下方式耦联到电动机12的电动机轴10处，即销18插入到其盲孔14中。为了在销18插入到盲孔14中时实现使在该处的空气逸出，销18的表面中形成有至少一个排气槽20。
在图7的图示中示出了已知的电动机12的一部分。可以识别出电动机轴10和与电动机轴10连接的附加轴16。附加轴16与电动机轴10的连接通过将附加轴16的销18插入到电动机轴10的盲孔14中产生。
在电动机轴10处耦联有通风器叶轮22。示例性示出的电动机12接下来是自通风的电机12。在附加轴16的自由端处耦联有旋转编码器24。根据在图3至图6中的图示，明显的是，由于附加轴16的极不相同的实施方式，尤其是由于这种附加轴16的不同长度，旋转编码器24即使在相应的电动机12的不同的实施方式中以及由此获得的规格(具有或者不具有制动装置，具有或者不具有自通风装置，具有或者不具有外通风装置，等等)时都能够(间接地)耦联到电动机轴10处。
在图8和图9中的图示中示出了具有另外的细节的附加轴16的销18(附加轴销)。在图8的图示中示出了销18的已知的实施方式。在图9的图示中示出了根据本发明的销18的实施方式。
已知的实施方式(图8)是销18，该销具有带有公差例如j6的长度l的柱形部段26，其用于与具有公差例如H7的盲孔14的过渡配合。柱形部段26的表面通常是磨削的。在柱形部段26之前还有倒棱的、通常车削的具有略微较小的直径的长度l1的插入部段28。
用于将销18固定在盲孔14中并进而将附加轴16固定在电动机轴10上的粘接材料被涂覆到柱形部段26，28的表面上。在柱形部段26，28的表面中形成有在此并未示出的(见图3至6)、经常是螺旋线形的排气槽20。
在此提出的并且在图9中示例性地示出的附加轴16的销18(“附加轴销”)的实施方式中，销分成四个部段，即具有长度l1的第一部段30(插入部段)，具有长度l2的第二部段32，具有长度l3的第三部段34和具有长度l4的第四部段36。
在之前(图8)连续的长度l的柱形部段26的位置处出现第二、第三和第四部段32，34，36。长度l2，l3和l4的总和等于或者至少基本等于之前连续的柱形部段26的长度l。
销18的特殊性在于四个部段30-36的直径的选择和顺序。经常倒棱的第一部段30起到插入部段的作用，并且相应地具有与盲孔14的内直径相比更小的直径，也就是说例如具有公差d9的直径(间隙配合)，从而使第一部段30能够容易地插入到盲孔14中。第二和第四部段32，36例如具有带有公差m6的直径，并且因此在插入到盲孔14中的销18中起到支座的作用并且起到与具有公差H7的盲孔14轻易地压配合的作用。彼此间隔开的这两个支座(第二部段32，第四部段36)确保了在附加轴16随着电动机轴10轴向取向时的高精度并且结果实现了附加轴16的高的同轴度精度。这两个支座(第二部段32，第四部段36)的表面例如是磨削的或者车削的。第三部段34的直径小于第二和第四部段32，36的直径。在此例如考虑将具有公差d9的直径作为直径。至少在以下区域中，可选地也在所有其他的部段30-36上，尤其是在所有其他的部段30-36上以及在盲孔14自身中，为了将销18固定在盲孔14中而涂覆有粘接材料或者类似物。在销18插入到盲孔14中的方向上位于第三部段34之前的、具有在在该处较大的直径的第二部段32使得，涂覆在第三部段34中的粘接材料在插入到盲孔14中时并不被剥除。
在此描述的措施的优点如下地总结：粘接连接的牢固度的明显提高通过在这两个支座(第二部段32，第四部段36)之间的具有减小了的直径(第三部段34)的区域或者邻接这两个支座的具有减小了的直径(第一和第三部段30，34)的区域实现。在该处通过适当地选择相应的直径获得了所定义的、对相应的粘接材料进行优化的粘接缝隙宽度。因为至少在第三部段34中的粘接材料通过在插入/接合具有较大直径的之前部段(第二部段32)大致被屏蔽，因此确保了，在第三部段34中的粘接材料在插入/接合时不被剥除。利用适当地选择第三部段34的长度或者第一和第三部段30，34的长度获得了配备有粘接材料的接触面的最优尺寸。通过适当地选择在第三部段34中或者在第一和第三部段30，34中的表面结构获得了通过粘接材料的最优的润湿性并且同样获得了粘接材料的最优的附着性。在这方面例如考虑车削的表面。在此获得的粗糙度产生了这种润湿性和附着性。在粘接材料的硬化期间的附加轴16的“移出”/“被挤压出”通过借助第二和第四部段32，36引起的压配合有效地避免。该压配合产生了附加轴16在进行容纳的轴，例如电动机轴10的盲孔14中的同轴的无间隙的支撑，防止了附加轴16的倾斜位置以及确保了附加轴16的高的同轴度精度。此外产生了接合，即销18以很小的力消耗插入到盲孔14中，从而避免了附加轴16的弯曲。结果是由此可能完全节省了在安装之后的附加轴16的对准以及对于对所装配的附加轴16的同轴度精度具有高要求的应用情况，也考虑与相应的轴，特别是电动机12的电动机轴10的组合。
尽管本发明在细节上通过实施例进行了详细的描述和说明，然而本发明并不局限于公开的实例并且本领域技术人员能够由此推导出另外的变体方案，而不脱离本发明的保护范围。
一些在前面提出的在此所陈述的说明的观点因此能够简短地如下总结：在此提出了用于电动机12以及其他机器的附加轴16，具有为插入到电动机轴10或者其他的轴中的盲孔14而设置的销18，其中销18具有带有不同直径的部段30-36，这些部段的作用在于，附加轴16一方面与轴10同轴地取向并且另一方面涂覆到销18上的粘接材料在接合时不被剥除并且保持定义的粘接间隙。

Claims (8)

1.一种用于电动机(12)的附加轴(16)，其中，所述附加轴(16)能够逐段地插入到所述电动机(12)的电动机轴(10)中的对中的盲孔(14)中并且固定在该盲孔中，其特征在于，所述附加轴(16)的能够插入到所述盲孔(14)中的端部从自由端看具有:带有第一直径的第一柱形部段(30)、连接在所述第一柱形部段处的带有第二直径的第二柱形部段(32)、连接在所述第二柱形部段处的带有第三直径的第三柱形部段(34)、以及又连接在所述第三柱形部段处的带有第四直径的第四柱形部段(36)，其中，所述第二直径和所述第四直径大小相同，并且所述第一直径和所述第三直径小于所述第二直径或者所述第四直径，其中，至少在所述第三柱形部段(34)的区域中的表面比在所述第二柱形部段(32)和所述第四柱形部段(36)的区域中的表面更加粗糙。
2.根据权利要求1所述的附加轴(16)，其中，在所述第二柱形部段(32)和所述第四柱形部段(36)的区域中的表面是磨削的或者车削的。
3.根据权利要求1或2所述的附加轴(16)，在从所述第一柱形部段(30)至所述第四柱形部段(36)的区域中具有至少一个螺旋线形的排气槽(20)。
4.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的附加轴(16)的电动机(12)。
5.根据权利要求4所述的电动机(12)，其中，为所述电动机(12)分配旋转编码器(24)，并且其中，所述附加轴(16)的自由端作为所述旋转编码器的驱动轴起作用。
6.根据权利要求4或5所述的电动机(12)，包括具有对中的盲孔(14)的电动机轴(10)，所述附加轴(16)固定在所述盲孔中。
7.一种根据权利要求1至3中任一项所述的附加轴(16)在与电动机(12)的电动机轴(10)连接的状态中作为配属于所述电动机(12)的旋转编码器(24)的驱动轴的应用。
8.一种用于将根据权利要求1至3中任一项所述的附加轴(16)与电动机(12)的电动机轴(10)连接的方法，其中，至少在所述第三柱形部段(34)的区域中为所述附加轴(16)的表面设置粘接材料，以及其中，所述附加轴(16)利用第一部段(30)提前插入到形成在所述电动机轴(10)中的所述盲孔(14)中，其中，第二部段(32)和第四部段(36)借助压配合将所述附加轴(16)固定在所述盲孔(14)中，以及其中，至少涂覆在所述第三柱形部段(34)的区域中的所述粘接材料在所述盲孔(14)的内部硬化并且所述附加轴(16)逐段地与所述盲孔(14)的内表面连接。
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