CN109642811B - 用于将马达的马达轴与转动编码器连接的连接元件和马达 - Google Patents

用于将马达的马达轴与转动编码器连接的连接元件和马达 Download PDF

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Abstract

马达的马达轴与转动编码器的连接。本发明涉及一种用于将马达(1)的马达轴(5)与转动编码器(15)的编码器轴(19)连接的连接元件(17)，该转动编码器设计用于检测马达轴(5)的转动位置和/或转速。连接元件(17)具有环形地围绕连接轴线(37)延伸的连接区域(39)，其具有两个轴向相对置的端侧(43、45)、背离连接轴线(37)的外侧(47)和朝向连接轴线(37)的内侧(49)。此外，连接元件(17)具有至少一个径向地从连接区域(39)的外侧(47)突出的风扇侧翼。

Description

用于将马达的马达轴与转动编码器连接的连接元件和马达
技术领域
本发明涉及一种马达的马达轴与转动编码器的连接，该转动编码器设计用于检测马达轴的转动位置和/或转速。
背景技术
马达通常具有用于检测马达的马达轴的转动位置和/或转速的转动编码器。马达的转动编码器通常经受较高的温度，其由马达的运转形成并且能够因超温引起转动编码器的失效。
JP H08 163926A公开了一种具有旋转探测器的旋转电机。在机器的转轴上耦联有风扇肋片，其围绕旋转探测器引导空气，以便冷却旋转探测器。
发明内容
本发明所基于的目在于，提出一种马达的马达轴与转动编码器的改进连接，该转动编码器设计用于检测马达轴的转动位置和/或转速。
根据本发明的连接元件设计用于将马达的马达轴与转动编码器的转动编码器轴连接，该转动编码器设计用于检测马达轴的转动位置和/或转速。连接元件具有环形地围绕连接轴线延伸的连接区域，该连接区域具有两个轴向相对置的端侧、背离连接轴线的外侧以及朝向连接轴线的内侧。至少一个风扇侧翼径向地从连接区域的外侧突出。连接区域的每个端侧具有至少一个耦联凹陷部，其径向地从连接区域的内侧延伸至外侧。
连接元件有利地实现同时将马达的马达轴与转动编码器的编码器轴连接并冷却转动编码器。通过布置在连接元件的外部的至少一个风扇侧翼来实现冷却。在马达轴转动时，连接元件进而还有至少一个风扇侧翼开始转动，使得风扇侧翼在转动编码器的区域中产生冷却转动编码器的空气流。在此有利地，当需要冷却转动编码器时，即当马达运行以使得马达轴转动时，就恰好实现对转动编码器的冷却。因此，为了通过至少一个风扇侧翼进行冷却尤其不需要附加的电力接口。
有利地，连接区域的端侧中的耦联凹陷部通过从马达轴和编码器轴突出的、径向地伸入到耦联凹陷部中的马达轴凸起或编码器轴凸起实现了连接元件与马达轴以及转动编码器的形状配合连接。特别地，连接元件与马达轴和编码器轴的这种形状配合连接实现了马达轴和编码器轴相对于连接元件的轴向移动，使得通过连接元件能够补偿马达轴的和编码器轴的温度引起的长度变化。
本发明的一个设计方案设置有多个径向地从连接区域的外侧突出的风扇侧翼，它们规则地沿着围绕连接轴线的圆周分布。通过多个风扇侧翼有利地相对于仅一个风扇侧翼的情况增大了对连接元件的冷却功能。风扇侧翼在连接元件的圆周处的规则分布有利地防止了由于风扇侧翼的不规则分布而引起的不平衡。
本发明的另一设计方案提出：每个风扇侧翼基本上具有棱柱的形状，该棱柱具有三角形的底面，其垂直于连接区域的外侧地突出。由此有利地实现了简单地制造的并稳定地构成的风扇侧翼。
本发明的另一设计方案提出，连接区域的每个端侧具有刚好两个径向相对置的耦联凹陷部。在此，第一端侧的两个耦联凹陷部例如相对于第二端侧的耦联凹陷部错开90度。由此，有利地提高了连接元件与马达轴和编码器轴的形状配合连接的稳定性。此外，通过马达轴和编码器轴实现了对连接元件的对称负载。
本发明的另一设计方案提出，每个耦联凹陷部具有轴向深度，轴向深度大致是连接区域的轴向尺寸的一半。由此一方面有利地防止耦联凹陷部的过大的轴向深度显著地降低连接元件的稳定性，并且另一方面实现了耦联凹陷部的足够深度，其实现了连接元件与马达轴和编码器轴的可靠的形状配合连接。
本发明的另一设计方案提出，连接区域在每个围着耦联凹陷部的壁部中具有至少一个轴向延伸的凹槽状的加深部，该加深部始于连接区域的端侧。耦联凹陷部的壁部中的这种凹槽状的连接有利地通过减小连接元件与马达轴以及编码器轴之间的摩擦而使马达轴端部和编码器轴端部相对于连接元件的轴向移动变得简单，以补偿温度引起的长度变化。摩擦的减小一方面通过减小连接元件与马达轴之间以及连接元件与编码器轴之间的摩擦面积来实现。此外，加深部能够容纳用于润滑耦联凹陷部的润滑剂，并且由此进一步降低连接元件与马达轴和编码器轴之间的摩擦。
本发明的另一设计方案提出，连接区域具有至少一个凹部，该凹部从端侧起轴向地延伸并且与外侧和与内侧间隔开地延伸。由此能够有利地减小连接元件的重量并且提高连接元件的稳定性。
本发明的另一设计方案提出，连接元件设计为一体式的。由此能够有利地提高连接元件的稳定性并且减小连接元件的制造成本。
本发明的另一设计方案提出，连接元件由塑料制成。由此能够有利地例如相对于由金属制成连接元件来说降低了连接元件的制造成本和质量。
根据本发明的马达具有：具有马达轴纵轴线的马达轴；用于检测马达轴的转动位置和/或转速的转动编码器；以及根据本发明的连接元件。转动编码器具有编码器轴，该编码器轴具有编码器轴纵轴线。连接元件通过分别与编码器轴端部并与马达轴端部形状配合地连接来将马达轴的编码器轴侧的马达轴端部与编码器轴的马达轴侧的编码器轴端部彼此连接，其中，连接元件的连接区域的第一端侧朝向马达轴，连接元件的连接区域的第二端侧朝向转动编码器，并且连接元件的连接轴线与马达轴纵轴线以及编码器轴纵轴线重合。
马达的一个设计方案提出，连接区域的每个端侧具有至少一个耦联凹陷部，该耦联凹陷部径向地从连接区域的内侧延伸至外侧，马达轴端部对于第一端侧的每个耦联凹陷部都具有径向地伸入到耦联凹陷部中的马达轴凸起并且编码器轴端部具有对于第二端侧的每个耦联凹陷部的径向地伸入到耦联凹陷部中的编码器轴凸起。
根据本发明的马达的优点从根据本发明的连接元件的上面已经提出的优点中得出。
附图说明
本发明的上面描述的特征、特性和优点以及如何实现其的方式和方法在下面示意描述的实施例的上下文中变得更加清晰和明了，实施例结合附图详细阐述。在此示出：
图1示出具有转动编码器的马达的剖面图，
图2示出图1的放大的局部图，
图3示出图1中示出的马达在转动编码器的区域中的立体剖面图，以及
图4示出用于将马达的马达轴与转动编码器的编码器轴连接的连接元件的立体图。
彼此相对应的部件在全部附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出马达1的示意剖面图，该马达是电动马达。马达1包括马达壳体3、马达轴5、布置在马达轴5上的转子7、围绕转子7布置在马达壳体3上的定子9、用于支承马达轴5的两个马达轴轴承11、13、用于检测马达轴5的转动位置和/或转速的转动编码器15、用于将马达轴5与转动编码器15的编码器轴19连接的连接元件17、以及编码器盖21。
图2示出连接元件17的区域中的图1的放大的局部图。
图3示出图1中示出的马达1在转动编码器15的区域中的立体剖面图。
图4示出连接元件17的立体图。
马达轴5由马达轴轴承11、13可围绕马达轴5的马达轴纵轴线23转动地支承。第一马达轴轴承11布置在马达壳体3的朝向转动编码器15的第一轴承端盖27上。第二马达轴轴承13布置在马达壳体3的背离转动编码器15的第二轴承端盖29上。马达轴5在转动编码器侧具有孔31，该孔沿着马达轴纵轴线23延伸。
转动编码器15可围编码器轴纵轴线25转动地支承，该编码器轴纵轴线与马达轴纵轴线23重合。
编码器盖21设计为罐状的并且封闭马达壳体3的转动编码器侧的端部。编码器盖21保护转动编码器15免受来自马达1的周围环境的影响。
连接元件17将马达轴5的编码器轴侧的马达轴端部33与编码器轴19的马达轴侧的编码器轴端部35连接，使得编码器轴19与马达轴5一起转动。马达轴端部33和编码器轴端部35具有至少近似相同的外直径并且彼此间隔开。
连接元件17具有环形地围绕连接轴线37延伸的连接区域39和多个风扇侧翼41。连接轴线37与马达轴纵轴线23并与编码器轴纵轴线25重合。连接区域39具有两个轴向相对置的端侧43、45、背离连接轴线37的外侧47以及朝向连接轴线37的内侧49。连接区域39的第一端侧43朝向马达轴5，第二端侧45朝向转动编码器15。风扇侧翼41径向地从连接区域39的外侧47突出。术语径向和轴向在此是关于连接轴线37的。
风扇侧翼41规则地沿着围绕连接轴线47的圆周分布在连接区域39的外侧47上。在图4中示出的实施例中，连接元件17具有四个风扇侧翼41。但是，连接元件17的替选的实施例也能够具有不同数量的风扇侧翼41。每个风扇侧翼41具有基本上棱柱的形状，该棱柱具有三角形的底面，其垂直于连接区域39的外侧47地伸出。风扇侧翼41在马达轴5转动时产生图1中通过箭头表明的空气流，该空气流使来自编码器盖21的区域中的较冷空气围绕转动编码器15地分布并且由此有利地冷却转动编码器15。
连接元件17的连接区域39的每个端侧43、45具有两个耦联凹陷部51，它们分别径向地从连接区域39的内侧49延伸至外侧47并且径向地相对置。第一端侧43的耦联凹陷部51相对于第二端侧45的耦联凹陷部51错开90度。每个耦联凹陷部51具有大致为连接区域39的轴向延伸大致一半大的轴向深度。
编码器轴端部35具有对于连接区域39的第二端侧45的每个耦联凹陷部51的径向地伸入到耦联凹陷部51中的编码器轴凸起53。每个编码器轴凸起53是编码器轴端头55的一部分，该部分环状地包围编码器轴端部35并且压到编码器轴端部35上。通过编码器轴凸起53接合到连接区域39的第二端侧45的耦联凹陷部51中，编码器轴端部35与连接元件17形状配合地连接。
类似于此，马达轴端部33具有对于连接区域39的第一端侧43的每个耦联凹陷部51的径向地伸入到耦联凹陷部51中的马达轴凸起57。每个马达轴凸起57是马达轴端头59的一部分，该部分环状地包围马达轴端部33并且压到马达轴端部33上。通过马达轴凸起57接合到连接区域39的第一端侧43的耦联凹陷部51中，马达轴端部33与连接元件17形状配合地连接。
马达轴端部33和编码器轴端部35与连接元件17的形状配合连接使得马达轴端部33和编码器轴端部35能够相对于连接元件17的轴向移动，使得通过连接元件17能够补偿马达轴5和编码器轴19的温度引起的长度变化。
为了使得马达轴端部33和编码器轴端部35相对于连接元件17的这种轴向移动更加容易，连接元件17在每个围着耦联凹陷部51的壁部中具有轴向延伸的凹槽状的加深部61，这些壁部始于连接区域39的端侧43、45。通过减小连接元件17与马达轴端部33以及编码器轴端部35之间的摩擦面的大小的方法，通过加深部61有利地减小了连接元件17与马达轴端部33以及编码器轴端部35之间的摩擦。此外，加深部61能够容纳用于润滑耦联凹陷部51的润滑剂，并且由此进一步减小了连接元件17与马达轴端部33以及编码器轴端部35之间的摩擦。
可选地，连接区域39具有多个凹部63，它们分别从端侧43、45起轴向地延伸并且与外侧47和内侧49间隔开地延伸。由此能够有利地减小连接元件17的重量。
连接元件17优选由塑料制成，实施为一体式的并且例如以注塑方法制造。
尽管详细地通过优选的实施例详细地阐述和表述了本发明，然而本发明不通过所公开的实例而限制，并且能够由本领域技术人员从中推导出其他的变型形式，而没有偏离本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种连接元件(17)，用于将马达(1)的马达轴(5)与转动编码器(15)的编码器轴(19)连接，其中所述连接元件分别连接所述马达轴的马达轴端部和所述编码器轴的编码器轴端部，所述转动编码器设计用于检测所述马达轴(5)的转动位置和/或转速，所述连接元件(17)具有：
-环形地围绕连接轴线(37)延伸的连接区域(39)，所述连接区域具有两个轴向相对置的端侧、背离所述连接轴线(37)的外侧(47)和朝向所述连接轴线(37)的内侧(49)，
-以及至少一个径向地从所述连接区域(39)的所述外侧(47)突出的风扇侧翼(41)，
-其中，所述连接区域(39)的每个所述端侧具有至少一个耦联凹陷部(51)，所述耦联凹陷部径向地从所述连接区域(39)的所述内侧(49)延伸至所述外侧(47)。
2.根据权利要求1所述的连接元件(17)，其特征在于，设置有多个径向地从所述连接区域(39)的所述外侧(47)突出的所述风扇侧翼(41)，所述风扇侧翼规则地沿着围绕所述连接轴线(37)的圆周分布。
3.根据前述权利要求中任一项所述的连接元件(17)，其特征在于，每个所述风扇侧翼(41)基本上具有棱柱的形状，所述棱柱具有三角形的底面，所述底面垂直于所述连接区域(39)的所述外侧(47)地突出。
4.根据权利要求1或2所述的连接元件(17)，其特征在于，所述连接区域(39)的每个所述端侧具有刚好两个径向相对置的所述耦联凹陷部(51)。
5.根据权利要求3所述的连接元件(17)，其特征在于，所述连接区域(39)的每个所述端侧具有刚好两个径向相对置的所述耦联凹陷部(51)。
6.根据权利要求4所述的连接元件(17)，其特征在于，第一端侧(43)的两个所述耦联凹陷部(51)相对于第二端侧(45)的所述耦联凹陷部(51)错开90度。
7.根据权利要求5所述的连接元件(17)，其特征在于，第一端侧(43)的两个所述耦联凹陷部(51)相对于第二端侧(45)的所述耦联凹陷部(51)错开90度。
8.根据权利要求1或2所述的连接元件(17)，其特征在于，每个所述耦联凹陷部(51)具有大致是所述连接区域(39)的轴向尺寸的一半大的轴向深度。
9.根据权利要求7所述的连接元件(17)，其特征在于，每个所述耦联凹陷部(51)具有大致是所述连接区域(39)的轴向尺寸的一半大的轴向深度。
10.根据权利要求1或2所述的连接元件(17)，其特征在于，所述连接区域(39)在每个围着所述耦联凹陷部(51)的壁部中具有至少一个轴向延伸的凹槽状的加深部(61)，所述加深部始于所述连接区域(39)的一个所述端侧。
11.根据权利要求9所述的连接元件(17)，其特征在于，所述连接区域(39)在每个围着所述耦联凹陷部(51)的壁部中具有至少一个轴向延伸的凹槽状的加深部(61)，所述加深部始于所述连接区域(39)的一个所述端侧。
12.根据权利要求1或2所述的连接元件(17)，其特征在于，所述连接区域具有至少一个凹部(63)，所述凹部从一个所述端侧起轴向地延伸并且与所述外侧(47)间隔开并与所述内侧(49)间隔开地延伸。
13.根据权利要求11所述的连接元件(17)，其特征在于，所述连接区域具有至少一个凹部(63)，所述凹部从一个所述端侧起轴向地延伸并且与所述外侧(47)间隔开并与所述内侧(49)间隔开地延伸。
14.根据权利要求1或2所述的连接元件(17)，其特征在于，所述连接元件(17)实施为一体式的。
15.根据权利要求13所述的连接元件(17)，其特征在于，所述连接元件(17)实施为一体式的。
16.根据权利要求1或2所述的连接元件(17)，其特征在于，所述连接元件(17)由塑料制成。
17.根据权利要求15所述的连接元件(17)，其特征在于，所述连接元件(17)由塑料制成。
18.一种马达(1)，具有：
-具有马达轴纵轴线(23)的马达轴(5)，
-用于检测所述马达轴(5)的转动位置和/或转速的转动编码器(15)，其中，所述转动编码器(15)具有编码器轴(19)，所述编码器轴具有编码器轴纵轴线(25)，
-以及根据前述权利要求1至17中任一项所述的连接元件设计的连接元件(17)，通过所述连接元件分别与编码器轴端部(35)以及马达轴端部(33)形状配合地连接的方式，所述连接元件将所述马达轴(5)的编码器轴侧的所述马达轴端部(33)与所述编码器轴(19)的马达轴侧的所述编码器轴端部(35)彼此连接，其中，所述连接元件(17)的连接区域(39)的第一端侧(43)朝向所述马达轴(5)，所述连接元件(17)的所述连接区域(39)的第二端侧(45)朝向所述转动编码器(15)，并且所述连接元件(17)的连接轴线(37)与所述马达轴纵轴线(23)以及所述编码器轴纵轴线(25)重合。
19.根据权利要求18所述的马达(1)，其特征在于，所述连接区域(39)的所述第一端侧(43)和所述第二端侧(45)中的每个都具有至少一个耦联凹陷部(51)，所述耦联凹陷部径向地从所述连接区域(39)的内侧(49)延伸至外侧(47)，所述马达轴端部(33)对于所述第一端侧(43)的每个所述耦联凹陷部(51)具有径向地伸入到所述耦联凹陷部(51)中的马达轴凸起(57)并且所述编码器轴端部(35)对于所述第二端侧(45)的每个所述耦联凹陷部(51)具有径向地伸入到所述耦联凹陷部(51)中的编码器轴凸起(53)。
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