CN106487163A - 具有借助固持板而固定的传感轮的转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电器的转子，该转子具有固定在其转子轴上的集成有传感轮廓的传感轮，为了进一步改进该转子，使得即使在非常狭小的结构空间内仍可以进行布置，其中，还可以保证非常精确地测量转子相对于定子的位置，在此规定，传感轮借助与转子轴锁定且预紧的固持板被固定。

Description

具有借助固持板而固定的传感轮的转子

技术领域

本发明涉及一种用于电器的转子，其中，转子具有固定在转子轴上的集成有传感轮廓的传感轮，集成有传感轮廓的传感轮用于借助与传感轮廓作用连接的传感器确定所述转子相对于电器的定子的位置。

本发明还涉及一种电器，具有转子和固定在转子的转子轴上的传感轮。

背景技术

电器的运行要求准确地确定转子相对于定子的位置。为此，在现有技术中已知转子位置系统，该转子位置系统具有静态布置的传感器和可运动的感应器。转子位置系统的选择决定了信号传感器的性能。在涡流(电感传感器)测量原则中，需要导电的传感器。传感轮的材料的导电性能越高，则对转子位置的分析会越准确。

在现有技术中已知，将集成有传感轮廓的传感轮提供作为感应器，并且传感轮与转子支架相连。为了实现尽可能高的测量精确度，重要的是，通过传感轮与转子支架的连接，即便有温度作用也不出现传感轮的变形，因为这对信号品质具有决定性的影响。出于此原因，不适合采用焊接和压接。此外，连接必须具有较高的转速稳定性，原则上最大为每分钟8000转。

在EP 158 0 869 B1中描述了一种电器，具有抗扭地布置在转子上的环形磁体，该环形磁体具有内表面，该内表面与波浪形的构件的外径表面摩擦连接，该构件设计为转子轴或者抗扭地布置在转子轴上的容纳套筒。

EP 060 1 228 B1涉及一种电机驱动装置，具有在其转子轴上对中保持的磁体。该磁体为了径向的位置固定通过相应的转子轴开口对中地但无压应力或无拉应力地插套在转子轴上。

WO 95/04398涉及一种电机驱动装置，具有固定在转子轴上的作为磁体的极轮，用于在定子侧的霍尔传感器装置内产生与转速成正比的信号。为了安装磁体以及压力件规定，磁体仅仅以滑动配合插接在转子轴上，并且压力件以紧密配合或压配合方式压紧到转子轴上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，用于电器的具有固定在转子轴上的传感轮的转子如此进一步改进，使得即使在非常狭小的结构空间内仍可以非常精确地确定电器的转子相对于定子的位置。

所述技术问题按照本发明通过一种用于电器的转子解决，在此建议，转子具有固定在转子轴上的集成有传感轮廓的传感轮，传感轮廓用于借助与传感轮廓作用连接的传感器确定转子相对于电器的定子的位置。

按照本发明，传感轮借助与转子轴锁定且预紧的固持板被固定。

传感轮廓可以由凸起、凹陷和/或凹处构成并且集成在传感轮中。传感轮设计为独立的构件并且借助固持板固定转子轴上。传感器是电器的转子位置系统的一部分并且相对于转子静态地布置并因此相对于转子不可运动地布置。传感器与传感轮的传感轮廓作用连接。

传感器和传感轮廓相互间作用连接。就此不理解为直接的机械连接。而是，传感器与传感轮廓相间隔地且与转子或转子轴和传感轮相间隔地布置。

例如可以设有电感传感器。传感轮由导电性较好的材料制成。传感器或者传感器内的线圈可施加以高频电流，由此在其附近的环境中产生高频磁场，其中，通过传感轮内的传感轮廓产生涡流。涡流本身又产生反向于传感器或传感器线圈的磁场的磁场。根据传感器和传感轮廓之间的间距，反向磁场的大小有所不同。由此可以确定传感器和传感轮廓之间的距离。根据测得的传感器和传感轮廓之间的距离，可以确定转子相对于定子的准确位置。

按照本发明，传感轮借助固持板如此固定在转子轴上，使得传感轮与转子轴刚性地连接并且与转子轴一同运动或转动。按照本发明，固持板与转子轴锁定并且预紧。固持板与转子轴的锁定用于传感轮在转子轴上的固定或定位。通过固持板的预紧，可以补偿转子轴和传感轮的不同的热膨胀。但同时，固持板也满足在转子轴上的止动功能。由此，固持板满足两个功能，即预紧功能和锁定功能，并且由此将两个功能统一在唯一一个构件上。由此尤其可以节省重量、结构空间并减少附加的构件。由此可以实现在极狭小的结构空间内的形状接合式连接。

优选的是，所述固持板设计为自锁的。就此应理解的是，不需要另外的固定件、保险件和/或夹紧件。固持板自身具有用于锁定和夹紧或预紧的器件。

为了固定和预紧固持板，优选不设有独立的构件、尤其没有螺栓或锁紧螺母。由此有利地规定，传感轮仅仅借助固持板固定在转子轴上。备选的是，固持板和/或传感轮可以在周向或切向侧例如借助销钉或槽固定。

固持板设计成，使得该固持板环绕地压向传感轮并且为了预紧无需单独的部件、如锁紧螺母，由此可以实现周向的且基本均匀的压紧力。由此进一步减少传感轮的变形。

还优选地规定，转子轴和传感轮具有不同的材料或者由不同的材料构成。转子轴例如由钢构成，传感轮由导电性非常好的材料构成、例如铜或铝。由于进行了预紧可以对不同的热膨胀率进行补偿。由此即使在温度作用下也可以避免传感轮的扭曲，其中，同时提供具有高导电性材料的传感轮。这提高了转子相对于定子的位置确定的精确度。

固持板优选设计为环形的并且围绕转子轴布置。固持板例如可以推上转子轴。此外优选地规定，固持板至少局部支承在转子轴的外周面上，也就是由外周侧构成的外表面。

传感轮和固持板优选布置成，使得传感轮借助固持板压向或压紧到径向突出转子轴的围绕的凸起上。围绕的凸起是转子轴的一部分。围绕的应理解为，凸起围绕转子轴布置。在此，凸起在整个周向上可以是不间断的或者在整个圆周上设计为局部间断的。特别优选的是，凸起设计为圆盘形。

此外优选地规定，固持板具有第一环绕段和与第一环绕段成一个角度布置的第二环绕段。第一环绕段和第二环绕段之间的角度在固持板未预紧的状态下优选大于90度。例如该角度可以是180°，其中，两个部段相互连接。此外，固持板可以通过其第一环绕段至少局部支承在转子轴的外周面上。固持板通过第二环绕段例如压向传感轮，或者传感轮压向围绕的凸起。固持板的两个环绕段设计为板形的。两个环绕段之间的角度在固持板的未预紧的状态下大于90°，由此固持板具有弹簧效果。当固持板压向传感轮时，第二环绕段容易地朝第一环绕段的方向挤压，并且两个环绕段之间的角度变小。在挤压之后或者在预紧状态下，两个部段相互间特别优选地以大于90°的角度布置。

固持板可以具有全部围绕的且无中断地布置的止动件，用于固持板与所述转子轴的锁定。备选地，固持板可以具有多个周向分布的且相互间隔布置的止动件，用于固持板与转子轴的锁定。固持板特别优选地具有至少三个、尤其特别优选地具有至少四个或者至少五个沿周向分布的且相互间隔布置的止动件。还优选地规定，一个或多个止动件在固持板的第一环绕段上例如成型、冲切或开切口。

在转子轴上优选布置有至少一个与一个或多个止动件对应的容纳件，用于容纳一个或多个止动件。至少一个容纳件可以具有各种适合的设计方案和形状。容纳件例如可以设计为凹陷或凸起。至少一个容纳件优选布置在转子轴的外周侧或外周面上。也可以是多个沿周向分布且相互间隔布置的容纳件布置在转子轴的外周面上。备选地，也可以为多个止动件设置唯一的在整个圆周上布置的容纳件。

至少一个止动件优选设计为在固持板内的冲切口、凹陷或凹处。在此还优选的是，至少一个容纳件设计为径向突出转子轴的凸起。特别优选的是，所有的止动件均设计为在固持板内的冲切口、凹陷或凹处，并且所有的容纳件均设计为径向突出转子轴的凸起。止动件例如可以设计为L形的凹陷或者凹处，并且容纳件可以设计为较小的销钉状的凸起。在此，固持板可以通过按压和随后的转动与转子轴锁定。备选的是，止动件可以设计为冲切口，并且容纳件设计为较小的凸起。在这种设计方案中，固持板可以借助按压与转子轴锁止。

此外还优选地规定，至少一个止动件设计为固持板的能够弯曲的板形部段，并且至少一个容纳件设计为布置在转子轴内的凹处。可弯曲的板形部段可以例如设计成接片形状或者设计为定位横档。这种接片或者定位横档可以在固持板的第二环绕段上被割断。设计为凹处的容纳件优选布置在转子轴的外周侧或外周面上。特别优选的是，凹处环绕地、至少局部环绕地例如设计为槽。

按照本发明还涉及一种电器，具有定子、相对于定子能够运动的转子和用于确定所述转子相对于所述定子的位置的转子位置系统。转子按照前述设计。

附图说明

以下结合优选实施方式示例性地阐述本发明。在附图中示出：

图1是具有转子轴、传感轮和固持板的转子；

图2a和b是具有传感轮和固持板的转子；

图3是具有传感轮和固持板的转子；

图4a和b是具有传感轮和固持板的另外的转子；

图5a和b是具有传感轮和固持板的另外的转子；和

图6是具有布置在转子的转子轴上的传感轮的电器。

具体实施方式

图1示例性地示出转子100的爆炸图。在此示出转子轴10的正面端部。具有传感轮廓12的传感轮11借助固持板14固定在转子轴10上，该传感轮廓12由通孔构成。在此，传感轮11通过固持板14压向转子轴10的径向突出的围绕的凸起15。固持板14为此设计为弹性的，由此固持板在向着传感轮11按压时被预紧。为了定位，固持板14具有止动件20，该止动件嵌入转子轴的设计为槽的容纳件21中。

在图2至5中示出固持板14的不同的设计方案，尤其固持板14的止动件20的不同的设计方案，以及布置在转子轴10上的容纳件21的不同的设计方案。

在图2a和2b中示出转子100的局部截图，其中，固持板14具有多个周向分布地且相互间隔地布置的止动件20，该止动件20设计为可弯曲的板形部段，即，舌片或定位横档。在将固持板14压向传感轮11之后，固持板14被预紧，并且止动件20嵌入布置在转子轴10上的容纳件21。容纳件21在图2a和2b所示的实施例中设计为环绕的槽。

在图3中，固持板的止动件20作为基本上L形的凹陷而布置在固持板14的第一环绕段16内。固持板14在第一步骤中移动到转子轴10上并且被压向传感轮11，其中，在转子轴10的外周面19上设计为小凸起的容纳件21嵌入固持板14的止动件20内。在此，固持板14被预紧。在第二步骤中，借助固持板14的转动将固持板14定位在转子轴10上。

在所有的图1至5中，固持板14设计成环形的并且推套到转子轴10上并且压向传感轮11并且在此预紧。环形设计的固持板14在每个实施例中均具有两个环绕段16、17，即第一环绕段16和第二环绕段17。在第一环绕段16内或上布置有止动件20。通过第一环绕段16，固持板14支承在转子轴10的外周面19上。通过第二环绕段17，固持板14压向传感轮11并且由此传感轮11压向径向突出转子轴10的围绕布置的凸起15。固持板14的两个环绕段16、17彼此成一个角度18，该角度在固持板14的未预紧的状态下大于90°。在将固持板14压向传感轮11时，第二环绕段17容易地沿第一环绕段16的方向挤压并且在此使角度18减小。在此，预紧了固持板14。角度18出于更好的概览的原因仅仅在图3所示的实施例中示出。

在图4a和4b中示出一个实施例，其中，止动件20设计为固持板14或固持板14的第一环绕段16内的凹陷。在转子轴10的外周面19上构造有径向突出转子轴10的小凸起形式的容纳件21。

在图5a和5b中示出一个实施例，其中，固持板14仅具有唯一一个止动件20，即环绕的可弯曲的接片。在此，固持板14的第一环绕段16设计为止动件20。容纳件21设计为转子轴10的外周面19上的全部围绕的槽。

图6示出具有转子100的电器200。出于更好的概览的原因，未示出电器200的定子。转子100的转子轴10可围绕旋转轴线旋转并且在壳体22内借助轴承装置23支承。在第一正面端部的区域内，转子轴10具有径向突出转子轴的围绕布置的凸起15。借助与转子轴锁定且预紧的固持板14，传感轮11压向转子轴10的围绕的凸起15并且由此固定在转子轴上。传感轮11具有与静态布置的传感器13作用连接的传感轮廓12。由此，可以在任何时候且精确地确定电器200的转子100相对于定子的位置。

附图标记列表

100 转子

200 电器

10 转子轴

11 传感轮

12 传感轮廓

13 传感器

14 固持板

15 围绕的凸起

16 第一环绕段

17 第二环绕段

18 角度

19 转子轴的外周面

20 止动件

21 容纳件

22 壳体

23 轴承

Claims (12)

1.一种用于电器(200)的转子(100)，其中，所述转子(100)具有固定在转子轴(10)上的集成有传感轮廓(12)的传感轮(11)，所述传感轮廓(12)用于借助与所述传感轮廓(12)作用连接的传感器(13)确定所述转子(100)相对于电器(200)的定子的位置，其特征在于，所述传感轮(11)借助与所述转子轴(10)锁定且预紧的固持板(14)被固定。

2.按照权利要求1所述的转子(100)，其特征在于，所述固持板(14)设计为自锁的。

3.按照权利要求1或2所述的转子(100)，其特征在于，为了固定和预紧所述固持板(14)不设有独立的构件、尤其没有螺栓或锁紧螺母。

4.按照前述权利要求之一所述的转子(100)，其特征在于，所述转子轴(10)和所述传感轮(11)具有不同的材料或者由不同的材料构成。

5.按照前述权利要求之一所述的转子(100)，其特征在于，所述固持板(14)设计为环形的并且围绕所述转子轴(10)布置。

6.按照前述权利要求之一所述的转子(100)，其特征在于，所述传感轮(11)借助所述固持板(14)压向径向突出所述转子轴(10)的围绕的凸起(15)。

7.按照权利要求6所述的转子(100)，其特征在于，所述固持板(14)具有第一环绕段(16)和与所述第一环绕段(16)成一个角度(18)布置的第二环绕段(17)，其中，所述角度(18)在所述固持板(14)未预紧的状态下大于90度，其中，所述固持板(14)通过其第一环绕段(16)至少局部支承在所述转子轴(10)的外周面(19)上，并且所述固持板(14)通过其第二环绕段(17)压向所述传感轮(11)。

8.按照前述权利要求之一所述的转子(100)，其特征在于，所述固持板(14)具有完全环绕且无中断地布置的止动件(20)，用于所述固持板(14)与所述转子轴(10)的锁定，或者所述固持板(14)具有多个周向分布的且相互间隔布置的止动件(20)，用于所述固持板(14)与所述转子轴(10)的锁定。

9.按照权利要求8所述的转子(100)，其特征在于，在所述转子轴(10)上布置有至少一个与一个或多个止动件(20)对应的容纳件(21)，用于容纳一个或多个止动件(20)。

10.按照权利要求8或9所述的转子(100)，其特征在于，至少一个止动件(20)设计为在所述固持板(14)内的冲切口、凹陷或凹处，其中，至少一个容纳件(21)设计为径向突出所述转子轴(10)的凸起。

11.按照权利要求8或9所述的转子(100)，其特征在于，至少一个止动件(20)设计为所述固持板(14)的能够弯曲的板形部段，其中，至少一个容纳件(21)设计为布置在所述转子轴(10)内的凹处。

12.一种电器(200)，具有定子、相对于定子能够运动的转子(100)和用于确定所述转子(100)相对于所述定子的位置的转子位置系统，其特征在于，所述转子(100)按照前述权利要求之一设计。