CN114762226A - 具有风机罩、能相对于风机罩转动地支承的转子轴和角度传感器的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，其具有风机罩、能相对于风机罩能转动地支承的转子轴和角度传感器，其中，角度传感器的壳体与转矩支撑件连接，该转矩支撑件与风机罩连接，其中，转矩支撑件具有蜿蜒形地成型的腿部。

Description

具有风机罩、能相对于风机罩转动地支承的转子轴和角度传 感器的电机

技术领域

本发明涉及一种电机，其具有风机罩、能相对于风机罩转动地支承的转子轴和角度传感器。

背景技术

普遍已知的是，用于检测转子轴的角位置的角度传感器能布置在电机上。

发明内容

因此本发明的目的是，改进一种电机，其中，应能简单且成本有利地进行制造。

根据本发明，该目的通过根据在权利要求1中给出的特征的电机来实现。

在电机方面本发明的重要特征是，电机设有风机罩、能相对于风机罩转动地支承的转子轴和角度传感器，

其中，角度传感器的壳体与转矩支撑件连接，该转矩支撑件与风机罩连接，

其中，转矩支撑件具有蜿蜒式和/或蜿蜒形的腿部、特别是在周向方向上彼此间隔开的腿部，

和/或其中，

转矩支撑件具有腿部、特别是在周向方向上彼此间隔开的腿部，该腿部随着与转子轴的转动轴线的径向距离的增大而重复地具有先增大、然后减小的圆周角，

其中，相应的腿部和/或每个腿部在相应的圆周角范围中——特别是在被相应的腿部覆盖的圆周角范围之内——具有径向彼此间隔开的区域。

在此优点是，可借助于转矩支撑件补偿公差并且尽管如此仍可在周向方向上实现刚性连接。因此，角度传感器的壳体尽可能以不能相对转动的方式与风机罩连接并且由此引出反应力矩。

在轴向方向和径向方向上，可借助于转矩支撑件简单地补偿构件的公差。因此，成本有利的构件可以简单地、即在没有特别耗费的情况下制造和组装。

在一有利的设计方案中，壳体借助于转矩支撑件的第一连接区域和第二连接区域与转矩支撑件的内环连接。在此优点是，实现内环的面状的贴靠并且因此连接平面与角度传感器的壳体对齐。

在一有利的设计方案中，转矩支撑件具有——特别是沿径向向外突出的——接片区域，风机罩与该接片区域连接。在此优点是，能实现面状地贴靠在风机罩上，并且因此使所属的连接平面相对于风机罩、特别是风机罩的风机格栅对齐。能借助于转矩支撑件来补偿制造公差。

在一有利的设计方案中，相应的接片区域借助于腿部与内环连接。在此优点是，转矩支撑件在比内环大的径向距离区域上具有接片区域，从而腿部跨接该径向距离。但优选地，相应的腿部与内环相连接的圆周角范围不与腿部与相应的接片区域相连接的圆周角范围相同。因此，蜿蜒部可更有效地布置。因为蜿蜒部以其第一环圈(Schlinge)切向地或在周向方向上从连接区域开始，并且在多个环圈之后同样切向地或在周向方向上通入接片区域之一中。

在一有利的设计方案中，相应的接片区域借助于相应的固定件、特别是螺纹件被压紧到风机罩上。在此优点是，固定件穿过接片区域中的缺口并穿过风机罩的风机格栅的格栅开口伸出，并且在拧上螺母时随后在两侧压紧地起作用，即将接片区域压紧、特别是形锁合地紧固到风机罩上。

在一有利的设计方案中，内环和/或连接区域被螺纹件压紧到角度传感器的壳体上。在此优点是，能实现简单的固定。

在一有利的设计方案中，接片区域与内环和连接区域沿径向间隔开，

其中，径向方向以转子轴的转动轴线为基准。在此优点是，蜿蜒部能以其第一环圈和最后的环圈切向地或在周向方向上成型。

在一有利的设计方案中，相应的连接区域与相应的接片区域在周向方向上间隔开。在此优点是，蜿蜒部以其第一环圈和最后的环圈切向地或在周向方向上通入连接区域或接片区域中。

在一有利的设计方案中，以轴的转动轴线为基准的、被腿部覆盖的径向距离区域布置在被接片区域覆盖的径向距离区域与被连接区域覆盖的径向距离区域之间，或者与被接片区域覆盖的径向距离区域以及与被连接区域覆盖的径向距离区域交叠。在此优点是，腿部进行连接。优选地，所述腿部中的每两个腿部通入一个相应的接片区域中并且在这两个腿部的另外的端部处分别通入连接区域中的一个中。在此，腿部在周向方向上彼此间隔开。

在一有利的设计方案中，转子轴借助于接纳在电机的轴承法兰中的轴承以能转动的方式支承，

其中，风机罩与轴承法兰连接，特别是固定在轴承法兰上。在此优点是，角度传感器的壳体的反应力矩可以通过转矩支撑件和风机罩引出到轴承法兰。相反地，电机的转子轴与角度传感器的轴连接。

在一有利的设计方案中，角度传感器具有可相对于角度传感器的壳体转动的轴，该轴以不能相对转动的方式与转子轴连接。在此优点是，可以检测转子轴的角位置。

在一有利的设计方案中，转矩支撑件设计为平坦地构造的冲压板，其中，包含所述冲压板的平面的法向平行于转子轴的转动轴线。在此优点是，在周向方向上、即随着在所述平面内的转动运动能实现高刚性。

在一有利的设计方案中，接片区域平行地贴靠在风机罩的风机格栅上。在此优点是，能实现在周向方向上刚性的实施方案并且转矩支撑件的抗扭刚度也能与相应的抗扭的风机罩相结合。

在一有利的设计方案中，角度传感器的壳体布置在风机罩的背离轴承法兰的侧上。在此优点是，角度传感器在背离转子轴的侧上突出。

另外的优点由从属权利要求给出。本发明不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员而言，特别是从目的提出和/或通过与现有技术相比较而提出的目的，可得到权利要求和/或单项权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其它合理的组合可能性。

附图说明

现在根据示意图详细说明本发明：

在图1中示出根据本发明的电机的剖视图，该电机具有用于检测电机的转子轴的转子位置的角度传感器。

在图2中以斜视图示出转矩支撑件，其一方面与角度传感器的壳体2连接，并且另一方面与电机的风机罩9连接。

在图3中示出转矩支撑件的属于图2的俯视图。

在图4中以斜视分解地图示出电机。

在图5中，角度传感器和风机罩9与电机的壳体部件7分解地示出，其中，转矩支撑件1借助于螺纹件42与风机罩9以不能相对转动的方式连接。

具体实施方式

如在附图中所示，根据本发明的电机具有以能转动的方式支承的转子轴5，有源部件4套装该转子轴上并且以不能相对转动的方式与转子轴连接，特别是其中，有源部件4根据电机作为异步电机或同步电机的实施方案具有鼠笼或永磁体。

以能转动的方式支承转子轴5的轴承中的至少一个轴承被接纳在轴承法兰11中，该轴承法兰与壳体部件7可拆松地、但特别是以不能相对转动的方式连接。定子绕组6沿径向布置在壳体部件7之内并且与壳体部件7以不能相对转动的方式连接。

在轴承法兰11的背离定子绕组6的侧上，在轴承法兰11上固定有风机罩9，该风机罩沿径向包围与转子轴5以不能相对转动的方式连接的风机8。

风机罩9虽然具有风机格栅、特别是即布置在格栅中的贯通的缺口，使得由风机输送的空气流可穿过风机格栅。另一方面，风机罩9实现了保护功能，其方法是，防止人接触到以能转动的方式支承的部件。

风机罩9或者由塑料制成为塑料注塑件，或者由金属板制成为冲弯件。

用于检测转子轴5的角位置的角度传感器具有轴3，该轴可相对于角度传感器的壳体2转动，特别是可相对于角度传感器的壳体2转动地支承。

角度传感器的壳体2与转矩支撑件1连接，该转矩支撑件与风机罩9连接。

该转矩支撑件1这样设计，使得转矩支撑件1对于以转子轴5为基准在周向方向上指向的、在角度传感器的壳体部件2与风机罩9之间的转动、即特别是对于扭转式的转动——与对于沿轴向指向的平移以及对于沿径向指向的平移相比——存在高的刚度。

以这种方式，可以补偿构件的制造公差，例如风机罩连同轴承法兰11和/或转子轴5连同角度传感器的轴3一起的制造公差。特别是，在轴向延伸范围中或在轴向方向上的公差导致壳体2的轴向错误定位，然而所述错误定位能通过在轴向方向上刚性较低的转矩支撑件1来补偿。

转矩引出不会因此受到影响，因为转矩支撑件1的抗扭刚性非常高，因此壳体2充分地以不能相对转动的方式通过风机罩9与轴承法兰连接。

角度传感器的轴3以不能相对转动的方式与转子轴5连接。优选地，为此使用力锁合的连接、例如胀缩轴连接(Spreizwellenverbindung)或锥形轴连接。

角度传感器产生传感器信号，该传感器信号对转子轴5相对于壳体部件7的角位置进行编码。角度传感器或者根据磁性的作用原理或者根据光学的作用原理设计。

转子轴5的、接纳在轴承法兰11中的轴承优选设计为固定轴承。甚至能够实现作为浮动轴承的实施方案，这是因为转矩支撑件1将角度传感器的壳体与风机罩9联接。

转矩支撑件1贴靠在风机罩9的优选设计为平坦的风机格栅上并且利用至少一个固定件10、特别是螺纹件连同螺母以不能相对转动的方式固定在风机罩9上。

轴封环沿轴向在壳体2与固定轴承之间被接纳在轴承法兰中，该轴封环使轴承法兰朝向转子轴5密封。为此，轴封环的密封唇靠置于转子轴5上并且接触该转子轴。

转矩支撑件1在其径向外边缘上具有沿径向向外突出的接片区域22，固定件10中的一个、特别是螺纹件分别被引导穿过该接片区域，该固定件也穿过风机罩9的格栅伸出，特别是使得优选设计为螺纹件的固定件10的螺纹件头部和拧到固定件10的螺纹区域上的螺母将转矩支撑件1压紧到风机罩9上。

转矩支撑件1在其径向内部的端部区域上具有内环23，该内环通过优选四个设计为蜿蜒式的腿部24与接片区域22连接。

在此，在图2和图3中示出的优选实施方式中，腿部24的两个与内环23在第一连接区域中连接，该第一连接区域覆盖第一圆周角范围，其中，在该第一连接区域中布置有轴向贯通的缺口25，另一固定件被引导穿过该缺口，该另一固定件将转矩支撑件1与角度传感器的壳体2连接，特别是压紧到该壳体上。所述另一固定件优选也设计为螺纹部件(Schraubteil)，当螺纹部件被拧入壳体2的沿轴向定向的螺纹孔中时，其螺纹件头部将转矩支撑件1压紧到壳体2上。

同样地，在内环23上与第一连接区域直径相对地构造有第二连接区域，该第二连接区域覆盖第二圆周角范围，其中，在该第二连接区域中布置有轴向贯通的第二缺口25，另外的第二固定件被引导穿过该第二缺口，该另外的第二固定件也将转矩支撑件1与角度传感器的壳体2连接，特别是压紧到该壳体上。所述另外的第二固定件优选也设计为螺纹部件，当螺纹部件被拧入壳体2的另一沿轴向指向的螺纹孔中时，其螺纹件头部将转矩支撑件1压紧到壳体2上。

腿部24中的两个利用其径向内部的端部区域与第一连接区域连接，并且利用其径向外部的连接区域与接片区域22中的第一接片区域连接。

腿部24中的两个另外的腿部利用其径向内部的端部区域与第二连接区域连接，并且利用其径向外部的连接区域与接片区域22中的第二接片区域连接。

第一接片区域22与第二接片区域22直径相对地布置，即特别是基本上在周向方向上隔开大约180°。

相应的腿部24的蜿蜒式的结构布置在由优选设计为冲压板件的转矩支撑件1所限定的平面之内。

优选地，蜿蜒式的区域这样设计，使得随着径向距离增大，两个腿部24中的第一腿部首先具有一直增大到最大值的圆周角、然后具有一直减小到最小值的圆周角，随后该圆周角又增大，直到该第一腿部达到被接片区域22覆盖的圆周角范围。

在另外的根据本发明的实施例中，腿部24的蜿蜒式的走向随着与转子轴的转动轴线的径向距离的增大而更频繁地变化并且相应更频繁地达到最大值或最小值。

如在图2和图3中所示，两个腿部24中的第二腿部24的蜿蜒式的走向在周向方向上与(第一腿部)相对于包含转子轴的转动轴线和缺口26的中心点和/或第一接片区域22的重心的平面镜像对称。

优选地，另外两个腿部24同样设计为与前述的腿部24镜像对称。

因为转矩支撑件1由板材制成为扁平且平坦的冲压件，所以相应的蜿蜒部、即相应的设计为蜿蜒式的腿部24位于如下的平面中，该平面的法线方向平行于转子轴的转动轴线，并且关于以转动轴线为基准的扭曲的抗扭刚度非常高。因此，利用角度传感器能够低误差地实施角度检测。

在轴向方向上，以小的力耗费就能实现接片区域22相对于内环23的轴向位置的偏移，这是因为转矩支撑件1对于这种偏移不具有高刚度。因此，可以补偿制造公差，而不会使角度检测变差。

同样，径向偏差可以通过接片区域22相对于内环23的弹性偏移来吸收。

腿部24在周向方向上优选彼此有规律地间隔开。

优选地，内环23贴靠在角度传感器的壳体2上。

每个腿部24特别是以其蜿蜒式的走向覆盖如下的圆周角范围，该圆周角范围覆盖大于60°的角度并且特别是小于90°地延伸。

因此，在最大值与最小值之间存在大于60°的角度差，其中，角度差小于90°。

腿部24在周向方向上彼此间隔开。

风机罩9本身、特别是风机罩9的格栅设计为比转矩支撑件1硬。

被腿部24覆盖的径向距离区域布置在被内环23覆盖的径向距离区域与被接片区域22覆盖的径向距离区域之间。

被第一接片区域22覆盖的圆周角范围在与被第一连接区域覆盖的圆周角范围的间隔在数值上大于60°。被第二接片区域22覆盖的圆周角范围与被第一连接区域覆盖的圆周角范围的间隔在数值上大于60°。

因此能够实现蜿蜒部的最优的形状，即在小的径向距离区域上实现尽可能多的蜿蜒环圈。

相应地，在连接两个接片区域22的重心的连接线与连接两个连接区域的重心的连接线之间的角度在数值上大于60°、特别是为90°。

如果优选地两条连接线彼此垂直地取向，则能够实现通过角度传感器高度精确地检测角度值，这是因为在周向方向上且逆向于周向方向地，抗扭刚度具有相同的值，即不具有优选方向。这在即使存在轴向和径向的公差时也适用。

转矩支撑件1、即转矩支撑部件一体地和一件式地设计为冲压件。

如由图4和图5可见，在转矩支撑件1的面向风机罩9的侧上焊接连接有螺母40。因此，螺母40材料锁合地与转矩支撑件1连接。穿过风机罩的缺口41伸出的螺纹件42被拧入螺母40中。因此，相应的螺纹件42的相应的螺纹件头部将风机罩9压到相应的螺母40上，因此，转矩支撑件借助于螺纹件42形锁合地与风机罩9连接。

角度传感器的壳体部件2借助于贯穿转矩支撑件1的销43在周向方向上形锁合地、即以不能相对转动的方式连接。优选地，销43被力锁合地插入壳体2的孔中。

因为风机罩9与壳体部件7、特别是定子壳体借助于螺纹件同样形锁合地连接，所以转矩从角度传感器的壳体2通过转矩支撑件1并且通过风机罩9引出到壳体部件7。

转矩支撑件1因此布置在风机罩9的内侧上并且因此被风机罩9保护以免受到外界环境的影响。

附图标记列表：

1 转矩支撑件

2 角度传感器的壳体、特别是定子

3 角度传感器的轴、特别是转子轴

4 有源部件

5 转子轴

6 定子绕组

7 壳体部件

8 风机

9 风机罩

10 固定件、特别是带有螺母的螺纹件

11 轴承法兰

22 接片区域

23 内环

24 设计为蜿蜒式的腿部

25 缺口

26 缺口

40 螺母

41 缺口

42 螺纹件

43 销

Claims (14)

1.一种电机，其具有风机罩、能相对于风机罩转动地支承的转子轴和角度传感器，

角度传感器的壳体与转矩支撑件连接，该转矩支撑件与风机罩连接，

其特征在于，

转矩支撑件具有蜿蜒式和/或蜿蜒形地成型的腿部、特别是在周向方向上彼此间隔开的腿部，

和/或，

转矩支撑件具有腿部、特别是在周向方向上彼此间隔开的腿部，腿部随着与转子轴的转动轴线的径向距离的增大而重复地具有先增大、后减小的圆周角，

相应的腿部和/或每个腿部在相应的圆周角范围中、特别是在被相应的腿部覆盖的圆周角范围之内具有径向彼此间隔开的区域。

2.根据权利要求1所述的电机，

其特征在于，

壳体借助于转矩支撑件的第一连接区域和第二连接区域与转矩支撑件的内环连接。

3.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

转矩支撑件具有——特别是沿径向向外突出的——接片区域，风机罩与接片区域连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

相应的接片区域借助于腿部与内环连接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

相应的接片区域借助于相应的固定件——特别是螺纹件——被压紧到风机罩上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

内环和/或连接区域被螺纹件压紧到角度传感器的壳体上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

接片区域与内环和与连接区域沿径向间隔开，

径向方向以转子轴的转动轴线为基准。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

相应的连接区域与相应的接片区域在周向方向上间隔开。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

以轴的转动轴线为基准的、被腿部覆盖的径向距离区域布置在被接片区域覆盖的径向距离区域与被连接区域覆盖的径向距离区域之间，或者与被接片区域覆盖的径向距离区域以及与被连接区域覆盖的径向距离区域交叠。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

转子轴借助于接纳在电机的轴承法兰中的轴承以能转动的方式支承，

风机罩与轴承法兰连接，特别是固定在轴承法兰上。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

角度传感器具有能相对于角度传感器的壳体转动的轴，该轴以不能相对转动的方式与转子轴连接。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

转矩支撑件设计为平坦地构造的冲压板，其中，包含所述冲压板的平面的法向平行于转子轴的转动轴线。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

接片区域平行地贴靠在风机罩的风机格栅上。

14.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

角度传感器的壳体布置在风机罩的背离轴承法兰的侧上。

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