CN112041576B - 在转子轴和角传感器的轴之间具有接合装置的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，其具有转子轴(15)、特别是以能转动的方式支承的转子轴(15)和角传感器(6)，其中，角传感器(6)具有转子轴(18)和壳体，其中，传感器轴(18)借助于接合装置与转子轴(15)以不能相对转动的方式连接，其中，接合装置包括第一接合部件(1)、第二接合部(2)件以及布置在第一接合部件(1)与第二接合部件(2)之间的减振部件(3)，减振部件特别是被成型为被接纳在第一接合部件(1)的盲孔式缺口中的套筒，其中，第一接合部件(1)以不能相对转动的方式与转子轴(15)连接，传感器轴(18)以不能相对转动的方式与第二接合部件(2)连接。

Description

在转子轴和角传感器的轴之间具有接合装置的电机

技术领域

本发明涉及一种电机，其具有转子轴、特别是以能转动的方式支承的转子轴和角传感器。

背景技术

众所周知，转子轴的角位置可以利用角传感器来检测。

发明内容

因此，本发明的目的在于，改进转子轴的角度探测，其中应实现稳健的运行方式。

根据本发明，该目的通过一种根据在权利要求1中所述的特征的电机实现。

在电机方面本发明的重要特征是，电机具有转子轴、特别是以能转动的方式支承的转子轴以及角传感器，

其中，角传感器具有转子轴和壳体，

其中，传感器轴借助于接合装置与转子轴以不能相对转动的方式连接，

其中，接合装置包括第一接合部件、第二接合部件以及布置在第一接合部件与第二接合部件之间的减振部件，

其中，第一接合部件以不能相对转动的方式与转子轴连接，传感器轴以不能相对转动的方式与第二接合部件连接。

其优点是，能够实现稳健的运行，这是因为能够尽可能地抑制传入传感器的横向力矩冲击和转矩急动。因此，能够实现尽可能无错误的角度检测。无论冲击或急动是由电机的制动器输入的，还是由受电机驱动的负载输入的，接合装置均衰减该冲击或急动，其中，减振部件弹性变形。在减振部件过载时，即在变形不允许地过大时，接合装置的形锁合在周向上起作用，从而也在不失真的情况下传递冲击或急动。

在一有利的设计方案中，减振部件成型为空心件，特别是成型为套筒。其优点是，减振部件可套装到第二接合部件上，并因此可压入第一接合部件与第二接合部件之间。

在一有利的设计方案中，第一接合部件具有轴向指向的盲孔式的缺口，在该缺口中接纳减振部件，

其中，第一接合部件具有外锥形区域和外螺纹用于与转子轴连接，特别是，外螺纹旋入转子轴的内螺纹中，第一接合部件的外锥形区域贴靠在转子轴的内锥形区域上，

第二接合部件具有内锥形区域和内螺纹，特别是轴向指向的螺纹孔，传感器轴的外螺纹旋入该内螺纹中，传感器轴的外锥形区域贴靠在第二接合部件的内锥形区域上。其优点是，借助于锥形区域可在接合时实现简单的对中，此外可实现非常大的静摩擦，特别是在具有钢与钢的材料副的情况下。因此，当第一接合部件和第二接合部件以及转子轴和传感器轴由钢制成时，可以实现大的静摩擦、特别是自锁。附加地，利用螺纹连接实现形锁合。

在一有利的设计方案中，第二接合部件具有外齿部，特别是直齿部，

其中，减振部件套装到外齿部上，特别是，减振部件的材料区域至少部分地伸入到外齿部的齿槽中。其优点是，外齿部由金属、特别是钢制成，并且减振部件由弹性材料制成，从而材料至少部分地松弛到齿槽中。因此，在周向上在减振部件和第二接合部件之间实现了形锁合。

在一有利的设计方案中，第二接合部件具有沿轴向与外齿部间隔开的凸肩部，该凸肩部沿轴向界定减振部件，

特别是，凸肩部具有随着与所述区域的距离增大而单调增大的外直径。其优点是，从外齿部观察该凸肩部是第二接合部件的加宽部。因此减振部件贴靠在该凸肩部上并且在轴向上受到限制。

在一有利的设计方案中，第二接合部件在沿轴向位于凸肩部与外齿部之间的区域中具有如下的外直径，该外直径小于第二接合部件在外齿部区域中的最大外直径，特别是小于外齿部的齿顶圆直径，

特别是，减振部件至少部分地伸入、特别是弹性地压入所述区域中，因此沿轴向在外齿部与凸肩部之间被固定。其优点是，减振部件防丢失地且形锁合地布置在第二接合部件上。为此，减振部件的弹性材料朝所述区域松弛，从而在轴向方向上产生形锁合的连接。减振部件沿周向形锁合地与第二接合部件的外齿部连接。

在一有利的设计方案中，在凸肩部的沿轴向观察背离外齿部的一侧，第二接合部件的一区域成型为外六边形部。其优点是，第二接合部件的该外六边形部在周向上有间隙地形锁合地布置在第一接合部件的内六边形部内。因此，当制动器起作用并且转子轴已经被反向保持时，在第二接合部件与传感器轴螺纹连接时不需要反向保持。

在此还重要的是，被减振部件覆盖的轴向区域与被第二接合部件的外六边形部覆盖的轴向区域间隔开。

在一有利的设计方案中，减振部件的外周部构造为非圆形的、特别是构造为另外的外六边形部，

第一接合部件在接纳减振部件的区域中具有非圆形的内周部，从而减振部件在周向上形锁合地与第一接合部件连接。其优点是，减振部件在周向上形锁合地被接纳在第一接合部件中。

优选地，减振部件具有关于转子轴的转动轴线的离散的旋转对称性。在此，旋转对称性至少为八阶的。

在一有利的设计方案中，第一接合部件具有构造为非圆形的——特别是构造为内六边形部的——缺口，特别是内壁，

特别是，被缺口覆盖的轴向区域与被外六边形部覆盖的轴向区域相叠。其优点是，在减振部件过载时，实现了第一接合部件与第二接合部件在周向上形锁合的连接。

在一有利的设计方案中，电机具有能电磁操纵的制动器，

其中，制动片载体与转子轴以不能相对转动、但能轴向移动的方式连接，

其中，在磁体中接纳有能通过电流加载的绕组、特别是环形绕组，

其中，在制动片载体与绕组之间布置有与磁体以不能相对转动、但能轴向移动的方式连接的衔铁片，特别是铁磁性衔铁片，

其中，支撑在磁体上的弹簧件将衔铁片压向衔铁片，

特别是从而在绕组通电时，衔铁片逆弹簧力被朝向绕组和/或磁体吸引，而在绕组不通电时，衔铁片被压在制动片载体上，从而制动片载体被压在布置于制动片载体的背离衔铁片的一侧的制动面上。其优点是，在断电时制动器起作用。因此，在装配接合装置时制动器起作用，并且在将第一接合部件旋入到转子轴中时用作进行反向保持的器件。

在一有利的设计方案中，接合装置布置在制动器与传感器之间。其优点是，保护传感器免受横向力冲击和/或转矩急动。

其它优点由从属权利要求得出。本发明不限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员，特别是从任务提出和/或通过与现有技术比较而提出的任务中，得到权利要求和/或单个权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其他有意义的组合可能性。

附图说明

现在借助于示意图详细解释本发明：

在图1中示出了具有制动器和角传感器6的电机的局部的剖视图，其中在转子轴15和角传感器之间布置有接合装置。

在图2中示出了接合装置的剖视图。

在图3中示出了接合装置的俯视图。

在图4中以斜视图示出了接合装置的第二接合部件2。

在图5中以斜视图示出了布置在接合装置的第一接合部件和第二接合部件2之间的减振部件3。

在图6中以斜视图示出接合装置。

具体实施方式

如图1所示，电机具有轴承法兰17，该轴承法兰与电机的定子连接并且接纳轴承16，借助于该轴承以能转动的方式支承转子轴15。

在轴承法兰17上，在其面向制动器的一侧上构造有制动面。

在转子轴15上套装有携动件13，该携动件与转子轴15以不能相对转动的方式连接，特别是形锁合地与转子轴15以不能相对转动的方式连接。携动件13环形地实施成借助于键连接与转子轴以不能相对转动的方式连接，特别在使用布置在转子轴15与携动件13之间的平键14的情况下。

携动件13具有外齿部。该外齿部特别在轴向方向上、即平行于转子轴的转动轴线延伸。

制动片载体12套装到携动件13上，该制动片载体构造成空心的并且在其内侧上具有内齿部，该内齿部与外齿部啮合。因此，制动片载体12以不能相对转动、但能轴向移动的方式与转子轴15连接。

磁体10与轴承法兰以不能相对转动的方式连接，特别是螺纹连接。磁体具有环形的环绕的缺口，在所述缺口中接纳有可通电的绕组8。

绕组8实施为环形绕组，其中，环轴线是转子轴15的转动轴线。

衔铁片11以不能相对转动、但能轴向移动的方式与磁体10连接。支撑在磁体10上的弹簧件9压在衔铁片11上，从而在给绕组通电时，衔铁片11克服由弹簧件9产生的弹簧力被拉向磁体10、特别是被拉向绕组8，从而将制动器释放。

在绕组9未通电时，弹簧件9将衔铁片11压向制动片载体12，从而该制动片载体被压到构造在轴承法兰17上的制动面上。因此，轴向两侧设有制动片的制动片载体12于是在衔铁片11与制动面之间形成摩擦接触，从而制动器在不通电时起作用。

在制动器释放时并且也在制动器在起作用时，转矩急动被引入到转子轴15中。但是在负载侧也可以输入负载，如转矩急动和/或横向力矩。

因此，为了让角传感器6尽可能不受干扰地检测转子轴15的角位置，根据本发明在转子轴15和传感器6之间布置有接合装置。

在此，接合装置具有第一接合部件1和第二接合部件2，第一接合部件以不能相对转动的方式与转子轴15连接，第二接合部件以不能相对转动的方式与传感器的转子连接。

在第一接合部件1和第二接合部件2之间布置有减振部件3。减振部件3优选由弹性体、特别由橡胶或由塑料制成。

第一接合部件1在其面向转子轴15的轴向端部区域上具有外螺纹，利用该外螺纹将转子轴15旋入到在转子轴16中居中地形成的、轴向指向的螺纹孔中。

如图2所示，第一接合部件1具有缺口，特别是盲孔状的、通向传感器6的缺口，减振部件3被插入并接纳在该缺口中。缺口优选构造为非圆形的，特别构造为多边形或者内齿部。

减振部件3实施成套筒形。因此，减振部件具有轴向贯通的开口，第二接合部件2至少部分地插入到该开口中。

减振部件3的径向外表面被实施成非圆形的，特别多边形的或带有在周向上彼此规则地间隔开的、轴向延伸的凹槽。另选地，也可以设置外齿部，特别是具有小于12的齿数。

因此，减振部件3形锁合地被接纳在第一接合部件1中。附加地，该减振部件这样弹性变形，即，在减振部件3和第一接合部件1之间也存在摩擦锁合的连接。

同样，第二接合部件2的插入在减振部件3中的区域具有外齿部41，如图4所示，或者构造成多边形。

因此，在减振部件3和第二接合部件2之间也实施形锁合的连接。附加地，减振部件3这样弹性变形，即，在减振部件3和第二接合部件2之间也存在摩擦锁合的连接。

第一接合部件1在被减振部件3覆盖的轴向区域中在第一接合部件的外表面上具有六边形的轮廓，从而能够利用扳手实现第一接合部件1的转动运动。

在第一接合部件1的朝向传感器6的轴向端部区域上成型有内六边形部，其中，第二接合部件2在被内六边形部覆盖的轴向区域中形成为外六边形部。在此，外六边形成型部的最大外直径大于内六边形部的最小净内直径。通过这种方式实现了具有间隙的形锁合。

第一接合部件1在被减振部件3覆盖的轴向区域中具有非圆形的表面区域，特别是多边形的、特别是外六边形的表面区域61。因此，能够利用工具实现反向保持。

本发明实现了有利的装配。为此，即首先将接合装置、即第一接合部件1与转子轴15连接，其方式是将第一接合部件1的外螺纹4旋入在转子轴15中居中布置的螺纹孔中。在此，在制动器起作用时不需要在转子轴1上进行反向保持。

在将接合装置与转子轴15连接之后，连接传感器6的能转动的部分、特别是即传感器轴18。为此，传感器轴18被插入到第二接合部件2中，从而传感器轴18和第二接合部件2的锥形区域彼此贴靠。然后，螺栓5穿过空心的传感器轴18以其螺纹区域旋入第二接合部件2中，特别是旋入第二接合部件2的内螺纹20中。

在此，也不需要反向保持，这是因为在第二接合部件2的外六边形区域40和第一接合部件1的内六边形区域之间产生形锁合。通过这种方式，由制动器起作用而产生的反向保持就足够了。

减振部件3被套装到第二接合部件2的外齿部41上并且在此弹性变形，从而减振部件3的材料伸入到外齿部41的齿槽中。此外，减振部件3的非圆形的外轮廓与第一接合部件1的相应的非圆形的内轮廓啮合。在此，该内轮廓实施为内六边形部，该内六边形部与第二接合部件2的外六边形区域40以上述方式接合。

被第二接合部件2的外六边形区域40覆盖的轴向区域与被第一接合部件1的内六边形部覆盖的轴向区域相叠。

被第一接合部件1的空心区域覆盖的轴向区域包括被减振部件3覆盖的轴向区域。

减振部件3套装到外齿部41上，并且收缩到第二接合部件2的轴向位于齿部旁边的区域中，因为该区域具有比外齿部41更小的外直径。优选地，该区域中的外直径等于或甚至小于外齿部41的相应齿的齿根区域中的最小外直径。在任何情况下，该区域的外直径都小于外齿部41的最大外直径。

内螺纹20相应于外螺纹4实施，即特别是可与外螺纹4螺纹连接。

形成在第一接合部件1上的外锥21具有与形成在第二接合部件2上的内锥22相同的锥角。

外锥21轴向布置在第一接合部件1的外六边形部61与外齿部4之间。

内锥22在内螺纹20的轴向上背离转子轴15的一侧上形成在第二接合部件2上。

减振部件3贴靠在形成于第二接合部件2上的凸肩部上，减振部件通过该凸肩部在轴向方向上被限制。反向于该轴向方向，减振部件被外齿部41限制，这是因为减振部件的最大外直径大于在轴向布置在外齿部41和凸肩部之间的区域中的外直径。因此，减振部件轴向固定地、特别轴向形锁合地固定地布置。

在制造时将减振部件3压紧到第二接合部件2上，然后将第一接合部件1套装到减振部件3上并压紧。

因此，以这种方式实现了无间隙的转矩传递。

传感器6的壳体与风机罩连接，特别用于转矩支撑/吸收转矩。风机罩7与磁体10和/或轴承法兰17直接或间接地连接。

在其他根据本发明的实施例中。

附图标记列表：

1 第一接合部件

2 第二接合部件

3 减振部件

4 外螺纹

5 螺栓

6 角传感器

7 风机罩

8 绕组

9 弹簧件

10 磁体

11 衔铁片

12 制动片载体

13 具有外齿部的携动件

14 平键

15 转子轴

16 轴承

17 轴承法兰

18 传感器轴

20 内螺纹

21 外锥

22 内锥

40 外六边形部

41 外齿部

61 外六边形部

62 外锥

Claims (10)

1.一种电机，具有能转动的方式支承的转子轴和角传感器，

其中，角传感器具有传感器轴和壳体，

其中，传感器轴借助于接合装置与转子轴以不能相对转动的方式连接，

其特征在于，

接合装置包括第一接合部件、第二接合部件以及布置在第一接合部件与第二接合部件之间的减振部件，

其中，第一接合部件以不能相对转动的方式与转子轴连接，传感器轴以不能相对转动的方式与第二接合部件连接，

第一接合部件具有轴向指向的盲孔式的缺口，在该缺口中接纳减振部件，

第一接合部件具有外锥形区域和外螺纹用于与转子轴连接，外螺纹旋入转子轴的内螺纹中，第一接合部件的外锥形区域贴靠在转子轴的内锥形区域上，

第二接合部件具有内锥形区域和内螺纹，传感器轴的外螺纹旋入该内螺纹中，传感器轴的外锥形区域贴靠在第二接合部件的内锥形区域上。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

其特征在于，

减振部件设计成空心件，所述空心件设计成套筒。

3.根据权利要求1或2所述的电机，

其特征在于，

第二接合部件具有外齿部，所述外齿部是直齿部，

其中，减振部件套装到外齿部上，减振部件的材料区域至少部分地伸入到外齿部的齿槽中。

4.根据权利要求1或2所述的电机，

其特征在于，

第二接合部件具有沿轴向与外齿部间隔开的凸肩部，该凸肩部沿轴向界定减振部件，

凸肩部具有随着与所述内锥形区域的距离增大而单调增大的外直径。

5.根据权利要求4所述的电机，

其特征在于，

第二接合部件在沿轴向位于凸肩部与外齿部之间的区域中具有如下的外直径，该外直径小于第二接合部件在外齿部区域中的最大外直径，

减振部件至少部分地弹性地压入所述位于凸肩部与外齿部之间的区域中，因此沿轴向在外齿部与凸肩部之间被固定。

6.根据权利要求4所述的电机，

其特征在于，

在凸肩部的沿轴向观察背离外齿部的一侧，第二接合部件的一区域成型为外六边形部。

7.根据权利要求1或2所述的电机，

其特征在于，

减振部件的外周部构造为非圆形的，

第一接合部件在接纳减振部件的区域中具有非圆形的内周部，从而减振部件在周向上形锁合地与第一接合部件连接。

8.根据权利要求1或2所述的电机，

其特征在于，

第一接合部件具有构造为非圆形的缺口，

被缺口覆盖的轴向区域与被外六边形部覆盖的轴向区域相叠。

9.根据权利要求1或2所述的电机，

其特征在于，

电机具有能电磁操纵的制动器，

其中，制动片载体与转子轴以不能相对转动、但能轴向移动的方式连接，

其中，在磁体中接纳有能通过电流加载的绕组，

其中，在制动片载体与绕组之间布置有与磁体以不能相对转动、但能轴向移动的方式连接的衔铁片，

其中，支撑在磁体上的弹簧件将衔铁片压向制动片载体，

从而在绕组通电时，衔铁片逆弹簧力被朝向绕组和/或磁体吸引，而在绕组不通电时，衔铁片被压在制动片载体上，从而制动片载体被压在布置于制动片载体的背离衔铁片的一侧的制动面上。

10.根据权利要求9所述的电机，

其特征在于，

接合装置布置在制动器与传感器之间。

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