CN204755624U - 固定装置和具有所述固定装置的电机反馈系统 - Google Patents

固定装置和具有所述固定装置的电机反馈系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及固定装置和具有所述固定装置的电机反馈系统。用于将轴同轴固定到旋转编码器轴上的固定装置和具有所述固定装置的电机反馈系统。为了能同轴并且相互对准地将轴紧固到旋转编码器轴上，根据本实用新型提出了一种用于将轴与旋转编码器轴同轴固定的固定装置，所述固定装置具有：轴套，其布置在轴与旋转编码器轴之间并补偿轴之间的直径差；夹紧单元，其将轴套对准旋转编码器轴并且将轴套和旋转编码器轴紧固到轴上，其中，夹紧单元具有：轴向对准装置，其用于使夹紧单元和轴套对准旋转编码器轴；以及，径向固定器，其用于固定轴套、旋转编码器轴和轴。

Description

固定装置和具有所述固定装置的电机反馈系统
技术领域
本实用新型涉及一种用于将轴同轴固定到旋转编码器轴上的固定装置和具有所述固定装置的电机反馈系统。
背景技术
在应该用旋转编码器来测量其转动的轴与该旋转编码器的旋转编码器轴之间的传统紧固在于，将所述轴相对于彼此插入并将其固定，其中已知不同的固定装置来固定这两轴。已知的这些固定装置中有一种是由圆形夹紧环构成，借助三个在轴线的方向径向取向的螺钉将该夹紧环安装在轴上。通过螺钉将这两轴相互压在一起，其中由于螺钉的压力不同，轴没有同轴固定，并因此所述轴有可能彼此位移。
从US2004/0177587A1中已知另一种固定装置，在该固定装置中将轴安装在空心旋转编码器轴中且这两轴都用夹紧环来固定。夹紧环具有三个径向向内指向的销，使得夹紧环只在销的端面与旋转编码器轴接触。用设置在夹紧环圆周上且指向割线方向的螺钉可将夹紧环拧紧，使得这三个销将两个轴彼此固定。
这里存在的缺点是，在操作指向割线方向的螺钉时夹紧环可能会向轴转动并且在夹紧环稍微倾斜时其可能会跳出来。
实用新型内容
因此，本实用新型的任务在于，对用于将轴与旋转编码器轴同轴固定的固定装置进行改进，使得在保证同轴度高的同时确保稳定简单地固定轴。此外，本实用新型的任务还在于，对电机反馈系统进行改进，使得该系统成本低且易于安装，并且轴的同轴度高。
根据本实用新型，该任务通过用于同轴固定轴和旋转编码器轴的固定装置得以实现，所述固定装置具有：轴套(Wellenbuchse)，该轴套布置在轴与旋转编码器轴之间并补偿轴之间的直径差；以及，夹紧单元，该夹紧单元将轴套对准旋转编码器轴并且将轴套和旋转编码器轴紧固到轴上，其中夹紧单元具有轴向的对准装置以用于使夹紧单元和轴套对准旋转编码器轴并且还具有径向的固定器以用于固定轴套、旋转编码器轴和轴。
根据固定装置的一个优选实施例，轴套由薄壁圆筒(该圆筒一端有凸缘部)构成或者由圆柱形夹紧套(该夹紧套一端有凸缘部和三个夹紧接头)构成。
根据另一优选实施例，夹紧单元包括圆柱形环、第一螺钉以及第二螺钉，其中所述圆柱形环的一个端面上具有第一凹槽(该凹槽具有毗邻的轴向延伸的螺纹孔)并且具有从周向面径向延伸的螺纹孔；所述第一螺钉设置在轴向延伸的螺纹孔中并用于对准；所述第二螺钉设置在径向延伸螺纹孔中并用于固定。
这具有的优点是，通过操作第一螺钉可使旋转编码器轴、轴套和夹紧单元相互自动对准，因此不需要采取特别的调整措施就可简单地组装这三个部件以准备用轴来进行固定。
根据另一优选实施例，夹紧单元具有设置在内圆周上的第二凹槽，该第二凹槽在轴向方向上在夹紧单元的总高度内并沿着部分内圆周延伸，夹紧单元还具有设置在内圆周上并位于夹紧单元的朝向旋转编码器一侧的第一凹部，该第一凹部与第二凹槽的两侧相邻。
根据另一优选实施例，第二凹槽构造成使得其在安装状态下不与旋转编码器轴接触。
根据另一优选实施例，在旋转编码器轴的端面处设置有在旋转编码器轴的轴向方向上的凹口，使得在端面处形成两个角(Ecken)，其中这两个角之间的间距比第一凹槽的直径要小。
根据另一优选实施例，在圆柱形夹紧套的槽上设置了凹槽(所述凹槽位于相对的夹紧接头的侧角(Seitenecken)上)，其中所述凹槽位于夹紧接头的外圆周上。
根据另一优选实施例，设置在相对夹紧接头的侧角上的凹槽与第一螺钉的螺钉头形成形状配合的连接，使得在安装状态下第一螺钉的螺钉头位于凹槽中并将夹紧单元与轴套抗扭转地固定住。
根据另一优选实施例，所述角可在径向方向上弯曲。
根据另一优选实施例，对准装置由夹紧单元的第一凹槽和第一螺钉组成，并且固定器由两个与第二凹槽相邻的夹紧单元内周壁的端部区域和第二螺钉组成。
根据另一优选实施例，轴向和径向延伸的螺纹孔相对地布置在夹紧单元上。其优点在于，对准装置和固定器彼此没有角度位移。
根据另一优选实施例，固定器致使轴被向内三点固定，这种固定通过对准装置抗扭转地对准。
根据另一优选实施例，在将夹紧单元安装到旋转编码器轴上时，第一螺钉会使旋转编码器轴的凹口的两个角弯进第一凹槽中，使得夹紧单元和旋转编码器轴彼此对准。有利的是，旋转编码器轴的端面处的凹口是旋转编码器的零位(Nullstellung)。
这具有的优点是，在安装轴套、旋转编码器轴和夹紧单元时，用简单的方式就可实现部件或编码器零位的同轴对准。
根据本实用新型，上述任务也可通过电机反馈系统解决，该电机反馈系统具有驱动器和旋转编码器，驱动器具有驱动轴，旋转编码器则具有旋转编码器轴，其中驱动轴和旋转编码器轴借助于根据本实用新型的固定装置可彼此对准并彼此固定。
本实用新型优选的实施形式和改进形式以及其它优点可由从属权利要求、下面的说明以及附图获悉。
附图说明
下面借助实施例并且参考附图来对本实用新型进行详细说明。图中显示：
图1为本实用新型所述固定装置的核心元件的示意性分解图；
图2为本实用新型所述固定装置的示意图，所述固定装置处于安装状态并且不带有应该测量其转动的轴；
图3为本实用新型所述固定装置各个元件的示意性剖视图；
图4为图2中示图的示意性剖视图；
图5为本实用新型所述固定装置的轴套的细节图；
图6为本实用新型所述固定装置的夹紧单元的细节图；
图7和图8为预安装过程的示意图；
图9为最终安装状态的示意性剖视图。
具体实施方式
图1示出了用于同轴固定轴1与旋转编码器DG的旋转编码器轴4的本实用新型所述固定装置BV的核心元件的示意性分解图。
旋转编码器轴4构成空心轴，本实用新型所述轴套3可置入其中。轴套3布置在轴1与旋转编码器轴4之间，使得其可以补偿轴1、4之间的直径差。此外，可根据在轴1和旋转编码器轴4之间相应的直径差来选择轴套3的大小，从而使得可将不同的轴1安装到不同的旋转编码器轴4上。
轴套3由薄壁圆筒构成，该圆筒一端有凸缘部3a，或如图5所示，轴套还由圆柱形夹紧套构成，该夹紧套一端有凸缘部3a和三个夹紧接头(Klemmnuten)3b。这时，在圆柱形夹紧套的槽30处将第三凹槽31设置在相对的夹紧接头3b的侧角上，其中第三凹槽31位于夹紧接头3b的外圆周上。设置在相对夹紧接头3b侧角上的第三凹槽31与在夹紧套轴向方向上的第一螺钉5的螺钉头形成形状配合的连接，使得在安装状态下第一螺钉5的螺钉头位于第三凹槽31中并通过轴套3将夹紧单元2抗扭转地固定住。
由圆柱形环构成的夹紧单元2可放置在旋转编码器轴4上。这时，夹紧单元2具有：轴向对准装置，其用于使轴套3对准旋转编码器轴4；以及，径向固定器，其用于固定轴套3、旋转编码器轴4和轴1。设置了轴套3的凸缘部3a，以便将夹紧单元2保持在旋转编码器轴4上。为了将夹紧单元2、轴套3和旋转编码器轴4彼此对准，设置了在轴套3轴向方向上的第一螺钉5。若将轴1插入空心的旋转编码器轴4中，则设置在夹紧单元2轴向方向上的第二螺钉6用于固定轴1、4和轴套3。
在图2中示出了预安装状态下不带轴1的夹紧单元2、轴套3、旋转编码器轴4和第一螺钉5以及第二螺钉6。用这种方式准备的旋转编码器DG可用最简单的方式插在任意驱动器的轴1上并被固定住。
图3示出的是所描述的分解图，图4以剖视图的形式描述了固定装置BV的预安装状态。夹紧单元2的圆柱形环在端面A处具有第一凹槽23，该凹槽在下面图6中会进行详细描述且具有毗邻的轴向延伸的螺纹孔25，该圆柱形环还具有从周向面B径向延伸的螺纹孔24。
第一螺钉5设置在轴向延伸的螺纹孔25中，并用于使夹紧单元2和轴套3对准旋转编码器轴4。第二螺钉6设置在径向延伸的螺纹孔24中并用于彼此固定轴。
因此，夹紧单元2的对准装置由夹紧单元2的第一凹槽23和第一螺钉5组成。
图6示出了本实用新型所述固定装置BV的夹紧单元2的圆柱形环细节图，其中夹紧单元2，特别是圆柱形环，具有设置在内圆周上的第二凹槽20，该第二凹槽20在环的轴向方向上在夹紧单元2的总高度内并沿着环的部分内圆周延伸。此外，夹紧单元2还具有第一凹部22，该第一凹部设置在内圆周上并位于夹紧单元2的朝向旋转编码器DG的一侧并且与第二凹槽20的两侧相邻。
第二凹槽20被构造成使得其在夹紧单元2的安装状态下时位于旋转编码器轴4上并且轴套3不与旋转编码器轴4接触。由此，在第二凹槽20旁形成了夹紧单元2内周壁的两个端部区域21a、21b，这些区域基本上位于与径向延伸的螺纹孔24相对处。
借助图7和图8来描述最终固定之前时部件的对准。
这时，在旋转编码器轴4的端面处设置了在旋转编码器轴4轴向方向上的凹口40，使得端面上形成两个角41a、41b，其中这两个角41a、41b之间的间距比第一凹槽23的直径要小。所述角41a、41b可在径向方向上弯曲。
在去除轴套3和夹紧单元2时，在旋转编码器轴4端面上的凹口40使得部件能够彼此大致对准，方式是将夹紧单元2的第一凹槽23，上面描述的在轴套3夹紧接头3b的侧角处的第三凹槽31以及旋转编码器轴4的凹口40互相对准布置。
在预安装夹紧单元2时，将第一螺钉5拧紧在旋转编码器轴4上，则第一螺钉5会致使凹口40的两个角41a、41b弯进夹紧单元2的环的第一凹槽23，如图8所示，其原因在于凹口40的角41a、41b由于轴套3的内壁所致只能够往这个方向弯曲。这样一来，夹紧单元2、轴套3和旋转编码器轴相互对准。
由于在旋转编码器轴4的端面上的凹口40有利地形成旋转编码器DG的零位，因此在预安装时，所有部件都对准旋转编码器DG的零位。因此，安装在驱动器上之后可用最简单的方式来启动旋转编码器DG。
在预安装完夹紧单元2、轴套3和旋转编码器轴4之后，可将预安装好且特别是对准好的部件放置到轴1上并准备最终安装。
图9示出了本实用新型所述的固定装置BV在最终安装状态下的剖视图。在这里，夹紧单元2放置在空心的旋转编码器轴4和轴套3上，其中第一螺钉5将部件相互对准且都对准旋转编码器DG的零位。
在将第二螺钉6往所示第一箭头方向R1拧紧时，夹紧单元2在与第二螺钉6转动方向相反的方向上的第二箭头方向R2转动。同时，夹紧单元2内周壁的两个端部区域21a、21b压向旋转编码器轴4，使得旋转编码器轴4和轴套3以及轴1在与夹紧单元2相同的转动方向R2上引动。由此使得轴1、轴套3和旋转编码器轴4通过夹紧单元2来同轴对准且同时被固定住。
因此，通过与第二凹槽20相邻的、夹紧单元2内周壁的两个端部区域21a、21b和第二螺钉6来固定轴。也就是说，夹紧单元2的固定器由夹紧单元2内周壁的两个端部区域21a、21b和第二螺钉6组成。
此外，所述固定器使得轴1、3、4被向内三点固定，所述固定由于对准装置因而是抗扭转的。特别地，轴套3的三个夹紧接头3b选择性地通过第二螺钉6和夹紧单元2内周壁的两个端部区域21a、21b径向向内压向轴1。
根据本实用新型，所示的轴1、轴套3、旋转编码器轴4和夹紧单元2在组装到一起时用最简单的方式相互对准且特别是对准旋转编码器DG的零位，以及被抗扭转且同轴地固定。
参考标记列表
1轴A端面
2夹紧单元B周向面
3轴套BV固定装置
3a凸缘部DG旋转编码器
3b夹紧接头R1,R2箭头方向
4旋转编码器轴
5第一螺钉
6第二螺钉
20第二凹槽
21a,21b端部区域
22第一凹部
23第一凹槽
24径向螺纹孔
30槽
31第三凹槽
40凹口
41a,41b凹口的角

Claims (15)

1.一种固定装置(BV)，用于同轴固定轴(1)和旋转编码器轴(4)，所述固定装置包括：
轴套(3)，所述轴套(3)布置在所述轴(1)与所述旋转编码器轴(4)之间，并且补偿在轴之间的直径差；
夹紧单元(2)，所述夹紧单元(2)将所述轴套(3)对准所述旋转编码器轴(4)，并且将所述轴套(3)和旋转编码器轴(4)固定到轴(1)上，
其中所述夹紧单元(2)具有轴向对准装置和径向固定器，其中所述轴向对准装置用于使所述夹紧单元(2)和所述轴套(3)对准所述旋转编码器轴(4)，所述径向固定器用于固定所述轴套(3)、旋转编码器轴(4)和轴(1)。
2.如权利要求1所述的固定装置(BV)，其中所述轴套(3)由薄壁圆筒构成，所述薄壁圆筒一端有凸缘部(3a)，或者所述轴套(3)由圆柱形夹紧套构成，所述夹紧套一端有凸缘部(3a)和三个夹紧接头(3b)。
3.如权利要求1或2所述的固定装置(BV)，其中所述夹紧单元(2)包括圆柱形环、第一螺钉(5)和第二螺钉(6)，所述圆柱形环具有在一个端面(A)上的第一凹槽(23)和螺纹孔(24)，所述第一凹槽(23)具有毗邻的轴向延伸的螺纹孔(25)，所述螺纹孔(24)从周向面(B)径向延伸；所述第一螺钉(5)设置在轴向延伸的螺纹孔(25)中并用于对准；所述第二螺钉(6)设置在径向延伸的螺纹孔(24)中并用于固定。
4.如权利要求1或2所述的固定装置(BV)，其中所述夹紧单元(2)具有：设置在内圆周上的第二凹槽(20)，所述第二凹槽(20)在轴向方向上在夹紧单元(2)的总高度内并沿着部分内圆周延伸；设置在内圆周上并位于所述夹紧单元(2)的朝向所述旋转编码器(DG)一侧的第一凹部(22)，所述第一凹部(22)与第二凹槽(20)的两侧相邻。
5.如权利要求4所述的固定装置(BV)，其中所述第二凹槽(20)被构造成使得其在安装状态下不与所述旋转编码器轴(4)接触。
6.如权利要求3所述的固定装置(BV)，其中在所述旋转编码器轴(4)的端面处设置有在所述旋转编码器轴(4)的轴向方向上的凹口(40)，使得在端面上形成两个角(41a、41b)，其中在该两个角(41a、41b)之间的间距比所述第一凹槽(23)的直径要小。
7.如权利要求3所述的固定装置(BV)，其中在圆柱形夹紧套的槽(30)上设置了凹槽(31)，所述凹槽(31)位于相对的夹紧接头(3b)的侧角处，并且其中所述凹槽(31)位于所述夹紧接头(3b)的外圆周上。
8.如权利要求7所述的固定装置(BV)，其中设置在相对的夹紧接头(3b)的侧角处的凹槽(31)与所述第一螺钉(5)的螺钉头形成形状配合的连接，使得在安装状态下，所述第一螺钉(5)的螺钉头位于所述凹槽(31)中并通过所述轴套(3)将所述夹紧单元(2)抗扭转地固定住。
9.如权利要求6所述的固定装置(BV)，其中所述角(41a、41b)能够在径向方向上弯曲。
10.如权利要求4所述的固定装置(BV)，其中所述对准装置由夹紧单元(2)的第一凹槽(23)和第一螺钉(5)组成，并且所述固定器由两个与所述第二凹槽(20)相邻的、夹紧单元(2)内周壁的端部区域(21a、21b)和所述第二螺钉(6)组成。
11.如权利要求1或2所述的固定装置(BV)，其中轴向和径向延伸的螺纹孔(25、24)相对地布置在所述夹紧单元(2)上。
12.如权利要求1或2所述的固定装置(BV)，其中所述固定器使得轴被向内三点固定，该固定通过对准装置抗扭转地对准。
13.如权利要求3所述的固定装置(BV)，其中在将所述夹紧单元(2)安装到所述旋转编码器轴(4)上时，所述第一螺钉(5)将所述旋转编码器轴(4)的凹口(40)的两个角(41a、41b)弯进所述第一凹槽(23)中，使得所述夹紧单元(2)和所述旋转编码器轴(4)相互对准。
14.如权利要求6所述的固定装置(BV)，其中在所述旋转编码器轴(4)的端面处的所述凹口(40)是所述旋转编码器(DG)的零位。
15.一种电机反馈系统，其具有驱动器和旋转编码器(DG)，所述驱动器具有驱动轴(1)，所述旋转编码器(DG)具有旋转编码器轴(4)，其中所述驱动轴(1)和所述旋转编码器轴(4)借助如前述权利要求1至14中任一项所述的固定装置(BV)彼此对准并且彼此固定。
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