ES2944441T3 - Codificador rotatorio y método para fabricar un codificador rotatorio - Google Patents
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Abstract
La presente divulgación se refiere a un codificador rotatorio (10). El codificador rotatorio (10) comprende un rotor (12) y un estator (14). El codificador rotatorio comprende además compuesto de fundición (16). El compuesto de fundición (16) tiene una primera superficie (18a) que mira hacia el estator. La primera superficie tiene una primera forma predeterminada y está fijada con respecto al estator. El compuesto de fundición (16) tiene además una segunda superficie (18b) que se aleja del estator, teniendo la segunda superficie una segunda forma predeterminada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Codificador rotatorio y método para fabricar un codificador rotatorio
CAMPO TÉCNICO
La presente descripción se refiere a codificadores rotatorios y métodos para fabricar codificadores rotatorios.
ANTECEDENTES
Los codificadores rotatorios se utilizan en la industria para el control de la posición y la velocidad y, por lo general, se montan en el árbol de un motor o una caja de cambios. El esfuerzo mecánico, principalmente debido a las vibraciones del motor, es la razón principal del mal funcionamiento del codificador rotatorio, lo que genera paradas no planificadas durante el uso operativo.
El tamaño del codificador rotatorio suele ser un factor limitante en muchas aplicaciones y los usuarios finales normalmente se esfuerzan por tener las dimensiones más pequeñas posibles del codificador rotatorio. Esto impone restricciones sobre cómo de robusto se puede diseñar un codificador rotatorio, ya que la elección de componentes críticos, tales como los rodamientos de bolas, debe adaptarse a un volumen limitado en lugar de las exigencias que se imponen al codificador rotatorio en el entorno para el que está destinado a ser utilizado. Operativamente los documentos US 2012/169325 A1, US 2010/207616 A1, JP 2007 327860 A y JP H11 153404 A muestran ejemplos de codificadores rotatorios conocidos.
COMPENDIO
Un objeto de la presente descripción es proporcionar un codificador rotatorio, que busca mitigar, aliviar o eliminar una o más de las deficiencias y desventajas de la técnica identificadas anteriormente, individualmente o en cualquier combinación.
La presente exposición se refiere a un codificador rotatorio. El codificador rotatorio consta de un rotor, un estator y un compuesto de fundición. El compuesto de fundición tiene una primera superficie orientada hacia el estator. La primera superficie tiene una primera forma predeterminada y está fijada con respecto al estator. El compuesto de fundición tiene además una segunda superficie que se aleja del estator. La segunda superficie tiene una segunda forma predeterminada. La invención se define por las características del dispositivo de la reivindicación 1 y un método según la reivindicación 13.
Mediante el uso de un compuesto de fundición, se obtiene un cuerpo homogéneo que integra y fija al menos parcialmente las relaciones espaciales de los componentes del codificador rotatorio entre ellas. El cuerpo de compuesto de fundición homogéneo reduce la necesidad de componentes de sujeción dedicados, tales como tuercas y pernos, para fijar el estator con respecto a un alojamiento que sostiene el rotor y el estator (como se hace típicamente en la técnica anterior). El cuerpo de compuesto de fundición reduce así la influencia de las vibraciones, ya que se ha eliminado el uso de componentes de fijación. El compuesto de fundición dispersa aún más la energía vibratoria sobre un volumen mayor. El compuesto de fundición también evita que los miembros integrados, tales como el blindaje de carga/descarga electrostática, vibren. El compuesto de fundición permite el uso de una mayor gama de componentes que son sensibles a las vibraciones, por ejemplo una malla metálica delgada para la blindaje contra la radiación electromagnética hacia/desde el codificador rotatorio.
Otro efecto técnico es que una mayor parte del volumen interno abarcado por una geometría externa del codificador rotatorio puede usarse para componentes del rotor y/o del estator en comparación con los codificadores rotatorios de la técnica anterior. Por lo tanto, otro efecto técnico es que se pueden usar rodamientos de bolas más grandes, en particular rodamientos de bolas que tienen una dimensión mayor, dentro de un volumen interno correspondiente de un codificador rotatorio del estado de la técnica. Otro efecto técnico adicional es que se pueden encerrar más circuitos dentro del volumen interno con respecto a la técnica anterior, lo que permite una mayor funcionalidad del codificador rotatorio descrito, por ejemplo al poder apilar más placas de circuitos (impresos) una encima de la otra dentro del volumen interno.
Un efecto técnico adicional del compuesto de fundición es que se puede usar una gama más amplia de materiales, en particular diferentes tipos de plásticos, en lugar de metal para definir un cuerpo del codificador rotatorio. El compuesto de fundición permite así el uso de materiales que son más ligeros y menos costosos que los metales. El compuesto de fundición también proporciona una mayor flexibilidad y facilidad de fabricación de la forma del cuerpo; un molde para el compuesto de fundición puede, por ejemplo ser impreso en 3D según las especificaciones del cliente.
Según la invención, el codificador rotatorio comprende un primer alojamiento que tiene una cavidad, en el que la cavidad está fijada con respecto a la segunda superficie. El primer alojamiento permite fusionar un molde para el compuesto de fundición (o parte del molde) con el compuesto de fundición, es decir, cuando el compuesto de fundición se vierte en la cavidad del primer alojamiento y se deja curar, el compuesto de fundición (curado) se adhiere a las paredes de la cavidad. El uso de un primer alojamiento permite así una manera flexible de fabricar el codificador rotatorio. Además, el primer alojamiento permite una forma sencilla de introducir funciones adicionales en el codificador
rotatorio, por ejemplo recubriendo las paredes de la cavidad, es decir, el interior del alojamiento, con una fina capa metálica o una pintura metálica para blindaje electromagnético y/o electrostático.
Según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un segundo alojamiento que encierra al menos parcialmente el estator y está fijado en relación con el estator. El segundo alojamiento está dispuesto entre el estator y el compuesto de fundición, de modo que el estator está fijado con respecto a la primera superficie del compuesto de fundición a través del segundo alojamiento. La fijación del estator con respecto al compuesto de fundición a través del segundo alojamiento permite la fabricación de codificadores rotatorios en los que el rotor y el estator se han ensamblado y dispuesto dentro de un alojamiento antes de la adición del compuesto de fundición.
Según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un conjunto de rodamientos de bolas dispuestos para permitir que el rotor gire alrededor de un eje con respecto al estator. Una de las principales ventajas del codificador rotatorio descrito es su capacidad para hacer un mejor uso del volumen abarcado por el codificador rotatorio. Esto permite usar rodamientos de bolas más grandes en un codificador rotatorio según la presente exposición que en un codificador rotatorio según la técnica anterior. Los rodamientos de bolas interactúan sinérgicamente con el compuesto de fundición en el sentido de que el compuesto de fundición permite rodamientos de bolas más grandes y más tolerantes al esfuerzo, y los rodamientos de bolas (más grandes) a su vez proporcionan un mecanismo de rotación (anteriormente inalcanzable) para que el rotor gire con respecto al estator. Así, se consigue un codificador rotatorio más ligero y potencialmente más pequeño, pero al mismo tiempo más robusto mecánicamente, con respecto al estado de la técnica.
Según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un dispositivo de parada de rotación configurado para evitar que el estator gire con respecto a un dispositivo externo cuando el dispositivo de parada de rotación está fijado al dispositivo externo. El dispositivo de parada de rotación facilita la instalación del codificador rotatorio. En particular, el dispositivo de parada de rotación proporciona un mecanismo para evitar que el estator gire con respecto a un sistema en el que ha sido instalado.
El dispositivo de parada de rotación puede configurarse para permitir de varias maneras una transferencia eficiente de par hacia/desde el codificador rotatorio. Por ejemplo, según algunos aspectos, el dispositivo de parada de rotación comprende un par de torsión. El soporte de torsión está configurado para fijar el estator con respecto a un dispositivo externo cuando el soporte de torsión está fijado al dispositivo externo. Los soportes de torsión permiten montar el codificador rotatorio utilizando componentes estándar tales como tuercas y pernos.
Según algunos aspectos, el dispositivo de parada de rotación comprende un miembro alargado. El miembro alargado está dispuesto a una distancia de un eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar. El miembro alargado está dispuesto para extenderse hacia fuera desde el codificador rotatorio. El miembro alargado proporciona un sitio de unión que, debido a la desviación del miembro alargado de dicho eje, permite la transferencia de torsión hacia y desde un dispositivo externo unido al miembro alargado. Al unirlo al miembro alargado y proporcionar un par de torsión opuesto al par causado por el codificador rotatorio, se puede evitar que el estator del codificador rotatorio gire con respecto a un dispositivo externo que proporcione dicho par de torsión opuesto mediante el uso de un brazo de palanca que se activa mediante la unión al miembro alargado.
Según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un rebajo. El rebajo está dispuesto para evitar que el estator gire con respecto a un dispositivo externo cuando se dispone en el rebajo un miembro alargado fijado al dispositivo externo. El rebajo está dispuesto a una distancia de un eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar. El rebajo permite que el contrapar actúe sobre el codificador rotatorio en respuesta al par provocado por el codificador rotatorio. El principio es análogo al del miembro alargado; insertando un miembro alargado en el rebajo y manteniendo fijo el miembro alargado, se puede evitar que el estator del codificador rotatorio gire con respecto al miembro alargado insertado.
El codificador rotatorio puede configurarse además para escenarios de compatibilidad electromagnética. El compuesto de fundición es ideal para fijar y proteger de las vibraciones componentes EMC frágiles, tales como varios tipos de blindaje. Según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un blindaje de descarga electrostática, ESD, dispuesto para proteger el codificador rotatorio de carga y/o de descarga electrostática. Según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un blindaje electromagnético dispuesto para evitar que la radiación electromagnética hacia y/o desde el codificador rotatorio exceda un umbral predeterminado. Según algunos aspectos, el codificador rotatorio está configurado para funcionar sin degradación en presencia de una perturbación electromagnética predeterminada. En otras palabras, según algunos aspectos, el codificador rotatorio está configurado para ser electromagnéticamente inmune a una interferencia de radiofrecuencia predeterminada.
Según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un conjunto de componentes de sellado dispuestos en el codificador rotatorio. El conjunto de componentes de sellado está dispuesto para sellar el rotor del compuesto de fundición.
Según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un conjunto de espaciadores dispuestos en el codificador rotatorio. El conjunto de espaciadores está configurado para fijar una posición relativa entre dos o más
componentes del codificador rotatorio. Los componentes de sellado también pueden actuar como espaciadores y viceversa. En otras palabras, los componentes de sellado y los espaciadores pueden cumplir funciones duales. Al fijar la posición relativa entre los dos o más componentes, los espaciadores facilitan la fabricación del codificador rotatorio, ya que los dos o más componentes se pueden integrar en el compuesto en las ubicaciones exactas deseadas.
La presente descripción se refiere además a un método para fabricar un codificador rotatorio según la reivindicación 13.
Según algunos aspectos, el método también comprende disponer un conjunto de componentes de sellado en el codificador rotatorio. El conjunto de componentes de sellado está dispuesto para sellar el rotor del compuesto de fundición.
Según algunos aspectos, el método comprende además disponer un conjunto de espaciadores en el codificador rotatorio. El conjunto de espaciadores está configurado para fijar una posición relativa entre dos o más componentes del codificador rotatorio.
Según algunos aspectos, el método comprende además disponer un dispositivo de parada de rotación en el codificador rotatorio. El dispositivo de parada de rotación está configurado para fijar el estator con respecto a un dispositivo externo cuando el dispositivo de parada de rotación está fijado al dispositivo externo.
El método expuesto proporciona por lo tanto un codificador rotatorio según la presente exposición. Por lo tanto, el método proporciona todos los efectos y ventajas técnicas asociadas del codificador rotatorio descrito.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Lo anterior será evidente a partir de la siguiente descripción más particular de los ejemplos de realizaciones, como se ilustra en los dibujos adjuntos en los que los mismos caracteres de referencia se refieren a las mismas partes en las diferentes vistas. Los dibujos no están necesariamente a escala, sino que se hace hincapié en ilustrar los ejemplos de realizaciones.
La figura 1 ilustra una vista transversal de un codificador rotatorio;
La figura 2 ilustra un método de fabricación de un codificador rotatorio;
La figura 3 ilustra una vista en perspectiva explosionada de un codificador rotatorio;
Las figuras 4a y 4b ilustran una vista en perspectiva explosionada y una vista en corte de un codificador rotatorio, respectivamente;
Las figuras 5a-5c ilustran codificadores rotatorios con diferentes medios de transferencia de par; y
Las figuras 6a y 6b ilustran codificadores rotatorios que tienen diferentes aspectos de compatibilidad electromagnética.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Los aspectos de la presente descripción se describirán con más detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. Sin embargo, el codificador rotatorio y el método descritos en la presente memoria se pueden realizar de muchas formas diferentes y no deben interpretarse como limitados a los aspectos establecidos en la presente memoria, siempre que estén dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Números similares en los dibujos se refieren a miembros similares en todas partes.
La terminología utilizada en la presente memoria tiene el propósito de describir aspectos particulares de la exposición solamente, y no pretende limitar la invención. Como se usa en la presente memoria, las formas singulares "un", "una" y "el" también incluyen las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
La figura 1 ilustra una vista transversal de un codificador rotatorio 10 según la presente descripción. El codificador rotatorio 10 comprende un rotor 12 y un estator 14. El codificador rotatorio 10 funciona al estar configurado para detectar la rotación relativa del rotor 12 y el estator 14. La rotación del rotor con respecto al estator puede detectarse utilizando cualquier tecnología capaz de detectar tales cambios. Ejemplos de tales tecnologías incluyen detección capacitiva, óptica, inductiva y magnética. El codificador rotatorio puede configurarse como un codificador rotatorio incremental y/o absoluto. Los términos rotor y estator pueden referirse tanto a componentes individuales como a agregados que cumplen una función común de rotor o estator.
Tradicionalmente, el rotor y el estator de un codificador rotatorio de la técnica anterior estarían dispuestos en un alojamiento metálico, en el que el alojamiento estaría entonces montado en un sistema de un usuario final. El estator estaría fijado por medios mecánicos de sujeción tales como tornillos y tuercas al alojamiento metálico en el que están dispuestos el rotor y el estator. Durante el uso operativo, muchos codificadores rotatorios están sujetos a un esfuerzo significativo, normalmente en forma de vibraciones. Para mantener estables el rotor y el estator dentro del alojamiento, dichos medios mecánicos de sujeción normalmente ocuparán una parte significativa del espacio interno del alojamiento, reduciendo así el tamaño del rotor y el estator que pueden disponerse dentro del espacio interno del alojamiento o, por el contrario, para un tamaño dado de rotor y estator, la técnica anterior necesitaría un alojamiento de tamaño correspondiente capaz de adaptarse también a los medios mecánicos de fijación necesarios. Además, los
medios mecánicos de sujeción son a menudo un punto de fallo durante el uso operativo de dichos codificadores rotatorios.
Los inventores de la presente exposición se han dado cuenta de que se puede prescindir del alojamiento metálico protector y de los medios de sujeción mediante el uso de un compuesto de fundición. En lugar de sujetar el rotor 12 y el estator 14 a un alojamiento metálico y fijar el estator al alojamiento metálico utilizando medios mecánicos de sujeción, se puede disponer una disposición rotor-estator en un espacio interno de un alojamiento (que sirve como molde), y llenar el espacio residual de dicho espacio interno, entre el codificador rotatorio y el alojamiento, con el compuesto de fundición.
Por lo tanto, el codificador rotatorio 10 comprende además un compuesto de fundición 16. El compuesto de fundición 16 tiene una primera superficie 18a', 18a" que mira hacia el estator. La primera superficie tiene una primera forma predeterminada y está fijada en relación con el estator. El compuesto de fundición 16 además tiene una segunda superficie 18b que mira hacia fuera del estator. La segunda superficie tiene una segunda forma predeterminada. El codificador rotatorio 10 está configurado de tal manera que el compuesto de fundición 16 no impide la rotación del rotor 12 con respecto al estator 14. El La segunda superficie 18b puede abarcar un volumen que comprende todo el estator. Según algunos aspectos, la segunda superficie 18b abarca un volumen que comprende al menos parte del rotor 12. Por ejemplo, el compuesto de fundición 16 puede disponerse distribuido radialmente alrededor de un eje de rotación R del rotor, a lo largo de una extensión longitudinal H que coincide con la extensión longitudinal del estator 14 y al menos parte del rotor 12, como se ilustra en la figura 1. En el ejemplo ilustrado, la extensión longitudinal H se extiende más allá de la extensión longitudinal extensión del estator. Los componentes de sellado 7a y los espaciadores 7b se pueden usar para evitar que el compuesto de fundición 16 se adhiera al rotor 12. Según algunos aspectos adicionales, la segunda superficie 18b abarca un volumen que comprende todo el rotor 12. El compuesto de fundición puede así integrarse al menos en parte del circuito electrónico del codificador rotatorio.
En el ejemplo de fabricación anterior, la forma del molde en el que se cura el compuesto de fundición 16 determinaría, al menos inicialmente, la forma predeterminada de la segunda superficie 18b. La forma predeterminada de la segunda superficie 18b puede cambiarse adicionalmente más tarde.
Al eliminar la necesidad del alojamiento metálico y de los medios de sujeción mecánicos de la técnica anterior, también se eliminan los puntos de fallo asociados. Por lo tanto, el codificador rotatorio 10 descrito es más robusto con respecto a las vibraciones. El compuesto de fundición permite además una mejor distribución de la presión dentro del codificador rotatorio. El compuesto de fundición evita eficazmente que los componentes integrados cambien gradualmente de posición debido a las vibraciones.
El uso de un compuesto de fundición amplía la gama de materiales que se pueden utilizar para el cuerpo del codificador rotatorio. En particular, el compuesto de fundición puede comprender un material plástico, tal como el poliuretano. Al tener una parte del cuerpo del codificador rotatorio hecha de un material liviano tal como plástico, en lugar de metal como en los codificadores rotatorios de la técnica anterior, el peso del codificador rotatorio 10 descrito puede reducirse considerablemente con respecto a los codificadores rotatorios de la técnica anterior. Esto reduce significativamente la sensibilidad a las vibraciones. El material del compuesto de fundición puede tener además la ventaja de ser económico, por ejemplo con respecto al metal o componentes metálicos. El uso de un compuesto de fundición facilita aún más los efectos sinérgicos, tales como la transferencia de calor eficiente, el aislamiento eléctrico y la protección del medio ambiente, por ejemplo evitando que entre agua en el codificador rotatorio.
Según la invención, se proporciona una cubierta para la segunda superficie 18b del compuesto de fundición. Por tanto, el codificador rotatorio 10 comprende además un primer alojamiento 19 que tiene una cavidad, en el que la cavidad está fijada en relación con la segunda superficie.
El primer alojamiento 19 protege así la segunda superficie 18b. El primer alojamiento puede tener un grosor de pared inferior a un par de milímetros, por ejemplo menos de dos milímetros o menos de un milímetro. El primer alojamiento 19 puede proporcionar así protección a la segunda superficie 18b, por ejemplo contra productos químicos, ocupando una cantidad insignificante de volumen y agregando una cantidad insignificante de peso al codificador rotatorio. El primer alojamiento puede comprender una interfaz de usuario final. La interfaz de usuario final facilita la integración del codificador rotatorio en un sistema del usuario final.
El primer alojamiento 19 también puede facilitar el proceso de fabricación. Una forma de proporcionar el primer alojamiento es dejar que el primer alojamiento actúe como un molde en el que se llena el compuesto de fundición cuando se añade a la disposición rotor-estator del codificador rotatorio unido a la segunda superficie 18b. El primer alojamiento puede facilitar aún más el proceso de fabricación ayudando con la disposición de miembros adicionales en el codificador rotatorio. Por ejemplo, al recubrir el interior del primer alojamiento o introducir miembros en el interior del primer alojamiento, el revestimiento y/o los miembros en el interior del primer alojamiento se integrarán entre el compuesto de fundición y el primer alojamiento cuando se introduzca el compuesto de fundición en el primer alojamiento.
Debe entenderse además que la primera superficie, que tiene una primera forma predeterminada y que está fijada en
relación con el estator, no tiene por qué significar que el compuesto de fundición está unido directamente al estator. El compuesto de fundición se puede conectar fijamente al estator a través de una o más estructuras intermedias. Por ejemplo, es común unir el rotor y el estator dentro de un alojamiento que lo encierra al menos parcialmente al que se fija el estator. Al conectar el compuesto de fundición a dicho alojamiento, el compuesto de fundición se fijará al estator, y viceversa, a través del alojamiento al menos parcialmente envolvente. Así, según algunos aspectos, el codificador rotatorio 10 comprende además un segundo alojamiento 17 que encierra al menos parcialmente el estator y está fijado en relación con el estator. El segundo alojamiento 17 está dispuesto entre el estator y el compuesto de fundición, de modo que el estator está fijado con respecto a la primera superficie del compuesto de fundición a través del segundo alojamiento. La primera superficie del compuesto de fundición 18a" puede comprender así la parte del compuesto de fundición en contacto con el segundo alojamiento.
Una de las principales fortalezas de los codificadores rotatorios de la presente exposición es el uso eficiente del espacio disponible. Con el compuesto de fundición se elimina la necesidad de alojamientos protectores metálicos de la técnica anterior y medios mecánicos de sujeción dentro del alojamiento protector metálico para fijar el estator con respecto al alojamiento protector metálico, una mayor parte de un volumen correspondiente al volumen abarcado por un alojamiento metálico dado se puede usar en un alojamiento protector para el rotor y el estator, y los componentes asociados con los mismos. En particular, los codificadores rotatorios de la presente exposición permiten el uso de rodamientos de bolas más grandes en comparación con los codificadores rotatorios de la técnica anterior. Dado que los codificadores rotatorios suelen tener requisitos de tamaño estrictos, habrá restricciones de tamaño correspondientes a los rodamientos de bolas de los codificadores rotatorios. El tamaño de los rodamientos de bolas tiene una fuerte relación con las tolerancias mecánicas que pueden presentar, es decir, el nivel de esfuerzo mecánico, como vibraciones, que pueden soportar. Dado que los codificadores rotatorios de la presente exposición permiten usar rodamientos de bolas más grandes dentro de un volumen predeterminado de un codificador rotatorio, el codificador rotatorio expuesto permite codificadores rotatorios más tolerantes al esfuerzo y además permite el uso de codificadores basados en rodamientos de bolas en algunos casos en los que los rodamientos de bolas no eran previamente una opción debido a la restricción de tamaño del codificador rotatorio de la técnica anterior que prohibía el uso de rodamientos de bolas que tuvieran grados suficientemente altos de tolerancia al esfuerzo. Así, según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un conjunto de rodamientos de bolas 15 dispuestos para permitir que el rotor gire alrededor de un eje con respecto al estator.
El codificador rotatorio también puede comprender miembros para evitar que el compuesto de fundición alcance áreas en las que se supone que no debe estar. En particular, el rotor debe poder moverse con respecto al estator. Así, según algunos aspectos, el codificador rotatorio 10 comprende además un conjunto de componentes de sellado 7a dispuestos en el codificador rotatorio. El conjunto de componentes de sellado está dispuesto para sellar el rotor del compuesto de fundición. El codificador rotatorio también puede comprender un conjunto de espaciadores 7b dispuestos en el codificador rotatorio. El conjunto de espaciadores está configurado para fijar una posición relativa entre dos o más componentes del codificador rotatorio. Según algunos aspectos, un componente de sellado 7a también está configurado para actuar como un espaciador 7b.
Para el uso operativo del codificador rotatorio, es importante asegurarse de que el estator permanezca fijo con respecto al sistema en el que se pretende utilizar el rotatorio, por ejemplo un usuario final. Si bien esto podría hacerse completamente por medios externos que están configurados para acoplarse y sostener el estator en una posición fija con respecto al sistema (usuario final), el codificador rotatorio puede configurarse para facilitar la instalación del codificador rotatorio, en particular para facilitar la fijación con respecto al sistema del usuario final. El codificador rotatorio puede estar equipado con medios que faciliten la transferencia de par a/desde un dispositivo externo. El codificador rotatorio también puede configurarse para recibir medios por los cuales el par puede transferirse a/desde un dispositivo externo.
Así, según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un dispositivo de parada de rotación 13a, 13b configurado para evitar que el estator gire con respecto a un dispositivo externo cuando el dispositivo de parada de rotación está fijado al dispositivo externo.
Por ejemplo, el dispositivo de parada de rotación 13a, 13b puede comprender un par de torsión 13a. El soporte de torsión 13a está configurado para fijar el estator con respecto a un dispositivo externo cuando el soporte de torsión está fijado al dispositivo externo. El soporte de torsión 13a puede estar parcialmente integrado en el compuesto de fundición 16. La(s) parte(s) del soporte de torsión no integradas en el compuesto de fundición pueden fijarse al dispositivo externo, y la torsión puede transferirse hacia/desde el dispositivo externo a través del soporte de torsión, al compuesto de fundición y al estator. El par generado en el estator cuando el rotor gira con respecto al estator puede compensarse de este modo a través del soporte de torsión. El soporte de torsión puede estar dispuesto para transferir torsión en una dirección horizontal y/o radial. Según algunos aspectos, el soporte de torsión tiene una extensión en dirección horizontal y/o radial con respecto al eje de rotación del rotor, por lo que se puede transferir el par.
Según algunos aspectos, el dispositivo de parada de rotación 13a, 13b comprende un miembro alargado 13b. El miembro alargado está dispuesto a una distancia de un eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar. El miembro alargado también está dispuesto para extenderse hacia fuera desde el codificador rotatorio. El miembro alargado puede extenderse hacia fuera en una dirección horizontal y/o radial con respecto al eje de rotación del rotor.
Al desplazar el miembro alargado del eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar, se proporciona un brazo de palanca. Por lo tanto, un dispositivo externo puede unirse al miembro alargado y ejercer un par a través del miembro alargado para contrarrestar cualquier par que pueda hacer que el rotor gire. El miembro alargado puede estar parcialmente integrado en el compuesto de fundición.
Según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un rebajo 11. El rebajo está dispuesto a una distancia de un eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar. El rebajo está dispuesto para evitar que el estator gire con respecto a un dispositivo externo cuando se dispone en el rebajo un miembro alargado fijado al dispositivo externo. La idea es la misma que para el miembro alargado anterior: el rebajo 11 está desplazado del eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar con el fin de proporcionar un brazo de palanca. Cuando se dispone en el rebajo un miembro alargado fijado a un dispositivo externo, el par de torsión puede transferirse a través del miembro alargado insertado en la cavidad y, por lo tanto, en el estator para evitar que gire el estator. El rebajo 11 se puede formar al menos parcialmente en el compuesto de fundición. El rebajo puede extenderse en dirección horizontal y/o radial con respecto al eje de rotación del rotor.
El codificador rotatorio 10 también puede configurarse para compatibilidad electromagnética, EMC. Por ejemplo, según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un blindaje de descarga electrostática, ESD, 9a dispuesto para proteger el codificador rotatorio de carga y/o descarga electrostática. Según algunos aspectos, el compuesto de fundición no es eléctricamente conductor. Asimismo, según algunos aspectos, el codificador rotatorio comprende además un blindaje electromagnético 9b dispuesto para evitar que la radiación electromagnética hacia y/o desde el codificador rotatorio supere un umbral predeterminado. El blindaje ESD 9a y el blindaje electromagnético 9b pueden estar al menos parcialmente integrados en el compuesto de fundición 16. El compuesto de fundición puede proteger el blindaje de las vibraciones y, por lo tanto, permitir el uso de soluciones de blindaje que, de lo contrario, se romperían durante el uso operativo del codificador rotatorio, por ejemplo algunas mallas metálicas. Se puede proporcionar cualquier blindaje en forma de revestimiento sobre la segunda superficie 18b del compuesto de fundición y/o sobre una superficie de un primer alojamiento 19, si está presente. El revestimiento puede comprender una pintura metálica. Según algunos aspectos, el codificador rotatorio 10 está configurado para funcionar sin degradación en presencia de una perturbación electromagnética predeterminada. En otras palabras, según algunos aspectos, el codificador rotatorio 10 está configurado para ser electromagnéticamente inmune a una interferencia de radiofrecuencia predeterminada.
Además de percibir y determinar la rotación del rotor con respecto al estator, el codificador rotatorio puede comprender funciones auxiliares, tales como funciones de diagnóstico. El codificador rotatorio 10 descrito proporciona más espacio para circuitos, tales como placas de circuitos impresos. Las placas de circuito impreso se pueden apilar una encima de la otra para proporcionar una funcionalidad adicional al codificador rotatorio 10 expuesto. Por ejemplo, el codificador rotatorio 10 puede comprender además un circuito para la medición de vibraciones, control de sobrevelocidad, medición de temperatura y/o una interfaz de comunicación inalámbrica, tal como una interfaz de comunicación configurada para comunicarse mediante el estándar de tecnología inalámbrica Bluetooth. Las placas de circuito impreso pueden estar al menos parcialmente integradas en el compuesto de fundición 16.
La figura 2 ilustra un método 100 para fabricar un codificador rotatorio, comprendiendo el codificador rotatorio las características de la reivindicación 1. El método comprende disponer S10 el estator en un espacio interno de un alojamiento. Disponer S10 el estator en dicho espacio interno puede comprender disponer el rotor y el estator ensamblados en un conjunto rotor-estator configurado de manera que el rotor pueda girar con respecto al estator, en un espacio interno de un alojamiento. El método comprende además llenar S50 un espacio residual de dicho espacio interno, entre el estator y el alojamiento, con un compuesto de fundición. El compuesto de fundición tiene una primera superficie orientada hacia el estator. La primera superficie tiene una primera forma predeterminada y está fijada con respecto al estator. El compuesto de fundición también tiene una segunda superficie que se aleja del estator. La segunda superficie tiene una segunda forma determinada por el espacio interior del alojamiento. Se obtiene así un codificador rotatorio según la presente invención, con todos los efectos y ventajas técnicas asociadas. Para garantizar que el rotor pueda girar libremente también después de que el compuesto de fundición haya llenado el espacio restante, el rotor puede sellarse con el compuesto de fundición. En otras palabras, según algunos aspectos, el método comprende además, disponer S20 un conjunto de componentes de sellado en el codificador rotatorio. El conjunto de componentes de sellado está dispuesto para sellar el rotor del compuesto de fundición. El compuesto de fundición puede así integrar al menos una parte del circuito electrónico del codificador rotatorio.
El codificador rotatorio puede requerir además que ciertos componentes terminen en disposiciones espaciales predeterminadas dentro del codificador rotatorio, particularmente algunos miembros que se van a integrar en el compuesto de fundición. Para facilitar la obtención de las relaciones espaciales deseadas, el método puede comprender además la disposición S30 de un conjunto de espaciadores en el codificador rotatorio. El conjunto de espaciadores está configurado para fijar una posición relativa entre dos o más componentes del codificador rotatorio. Los componentes de sellado pueden funcionar simultáneamente como espaciadores (y viceversa); los pasos de disposición de los componentes de sellado S20 y disposición de los espaciadores S30 pueden realizarse así simultáneamente mediante las funciones duales de los componentes/espaciadores de sellado.
Según algunos aspectos, el método comprende además, disponer S40 un dispositivo de parada de rotación en el
codificador rotatorio. El dispositivo de parada de rotación está configurado para fijar el estator con respecto a un dispositivo externo cuando el dispositivo de parada de rotación está fijado al dispositivo externo. El dispositivo de parada de rotación puede comprender un soporte de torsión y/o un miembro alargado, tal como se describe en relación con la figura 1 anterior. El método también puede comprender disponer, en el codificador rotatorio, un rebajo dispuesto para evitar que el estator gire con respecto a un dispositivo externo cuando se dispone en el rebajo un miembro alargado fijado al dispositivo externo. El rebajo está dispuesto a una distancia de un eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar.
Las características adicionales relacionadas con la funcionalidad adicional, tales como diagnósticos ampliados y/o compatibilidad electromagnética, según se describe en relación con las figuras 1 y 6a-6b, también pueden agregarse en pasos de método separados antes de llenar S50 dicho espacio residual.
La figura 3 ilustra una vista en perspectiva explosionada de un codificador rotatorio 30. El codificador rotatorio comprende un rotor y un estator. El rotor se ilustra en la presente memoria comprendiendo un árbol 321, que constituye el eje central alrededor del cual el rotor está dispuesto para girar. El árbol 321 puede tener un orificio que se extiende a través de una dirección longitudinal del árbol para recibir un segundo árbol en el orificio. El rotor comprende además un primer disco 322 que tiene una escala para detectar la rotación relativa entre el rotor y el estator. El primer disco 322 está montado en un extremo del árbol 321. Cuando el eje gira con respecto al estator, el circuito de medición de rotación en el estator puede detectar cambios en la escala con respecto al circuito de medición de rotación. Por ejemplo, la escala puede comprender miembros inductivos, capacitivos y/o magnéticos configurados para generar una señal inductiva, capacitiva o magnética correspondiente cuando el primer disco gira con respecto al estator. La escala puede ser parte de un codificador rotatorio óptico en el que el codificador rotatorio está configurado para hacer brillar una luz sobre un fotodiodo a través de ranuras en el primer disco. Alternativamente, se puede usar una versión reflexiva de una tecnología de medición de rotación óptica para un codificador rotatorio óptico.
El árbol 321 se mantiene en su sitio en una abertura circular a través del estator mediante un mecanismo de bloqueo en el otro extremo del árbol. En este ejemplo, el mecanismo de bloqueo comprende un anillo 324 que se sujeta a dicho otro extremo del árbol mediante un tornillo 3231.
El estator 34 comprende un segundo disco. El segundo disco comprende un aparato de medición configurado para detectar el movimiento relativo de los discos primero y segundo, por ejemplo detectando dichas señales inductivas, capacitivas o magnéticas. El segundo disco puede ser una placa de circuito impreso.
El codificador rotatorio 30 comprende además compuesto de fundición 36. El compuesto de fundición 36 tiene una primera superficie que mira hacia el estator 34. La primera superficie tiene una primera forma predeterminada y está fijada en relación con el estator. En este ejemplo, el compuesto de fundición integra el estator con la excepción del lado del segundo disco que mira hacia el primer disco. En otras palabras, la primera forma predeterminada del compuesto de fundición está determinada por la forma de los componentes dispuestos en el segundo disco, tal como el aparato de medición. El compuesto de fundición 36 también tiene una segunda superficie que se aleja del estator. La segunda superficie tiene una segunda forma predeterminada, que en este ejemplo incluye una forma externa deseada del codificador rotatorio. Por lo tanto, el compuesto de fundición puede así integrar al menos parte del circuito electrónico del codificador rotatorio. El compuesto de fundición encierra además al menos parte del rotor, aquí al menos parte del 321. El compuesto de fundición incluye además orificios para que los cables de energía eléctrica se conecten al circuito electrónico en el segundo disco, tal como el aparato de medición. Los cables de energía eléctrica pueden unirse al circuito electrónico antes de la aplicación del compuesto de fundición durante un proceso de fabricación. En este ejemplo, el compuesto de fundición comprende además orificios a través de los cuales se pueden insertar tornillos 3232 o similares y, por lo tanto, unir el codificador rotatorio a un dispositivo externo. Por lo tanto, los orificios también sirven como medios antirrotación de la misma manera que los rebajos descritos en relación con la figura 1 anterior, con los tornillos correspondientes a los miembros alargados insertados en los rebajos.
Un primer espaciador 371b está dispuesto en el codificador rotatorio. El primer espaciador está configurado para mantener una distancia predeterminada entre los discos primero y segundo. Según algunos aspectos, el compuesto de fundición encierra además el primer disco 322. El codificador rotatorio también comprende un segundo espaciador 372b. El segundo espaciador está dispuesto entre el compuesto de fundición y el anillo 324 del mecanismo de bloqueo. El codificador rotatorio ilustrado puede fabricarse colocando el estator 34 y el primer espaciador 371b en un molde (no ilustrado), llenando a continuación el espacio residual con el compuesto de fundición. A continuación, el codificador rotatorio 30 puede montarse sujetando el rotor al estator y al compuesto de fundición por medio del mecanismo de bloqueo, como se ha descrito anteriormente.
El codificador rotatorio ilustrado 30 proporciona un ejemplo minimalista de cómo se puede implementar un codificador rotatorio según la presente exposición. Sin embargo, el codificador rotatorio ilustrado 30 puede comprender cualquiera de las características técnicas ilustradas en relación con las anteriores figuras 1-2 y las figuras 4-6 a continuación.
Las figuras 4a y 4b ilustran una vista en perspectiva explosionada y una vista en corte de un codificador rotatorio 40, respectivamente. El codificador rotatorio 40 comprende un rotor 42 y un estator 44. El codificador rotatorio 40 comprende además un compuesto de fundición 46. El compuesto de fundición 46 tiene una primera superficie 418a
que mira hacia el estator 44. La primera superficie tiene una primera forma predeterminada y está fijada en relación al estator. El compuesto de fundición tiene además una segunda superficie 418b que se aleja del estator. La segunda superficie tiene una segunda forma predeterminada.
La segunda superficie 418b puede abarcar un volumen que comprende todo el estator. Según algunos aspectos, la segunda superficie 418b abarca un volumen que comprende al menos parte del rotor 42. Según la invención, el compuesto de fundición 46 está dispuesto radialmente distribuido alrededor de un eje de rotación del rotor, a lo largo de una extensión longitudinal que coincide con la extensión longitudinal del estator 44 y al menos parte del rotor 42. En el ejemplo ilustrado, la extensión longitudinal H se extiende más allá de la extensión longitudinal del estator. Los componentes de sellado 47a y los espaciadores 47b se pueden usar para evitar que el compuesto de fundición 46 se adhiera al rotor 42. En el ejemplo ilustrado, el codificador rotatorio comprende además un conjunto de componentes de sellado 47a dispuestos en el codificador rotatorio. El conjunto de componentes de sellado está dispuesto para sellar el rotor del compuesto de fundición. El codificador rotatorio comprende además un conjunto de espaciadores 47b dispuestos en el codificador rotatorio. El conjunto de espaciadores está configurado para fijar una posición relativa entre dos o más componentes del codificador rotatorio. Según algunos aspectos adicionales, la segunda superficie 418b abarca un volumen que comprende todo el rotor 42. Por lo tanto, el compuesto de fundición puede integrar al menos parte del circuito electrónico del codificador rotatorio.
El codificador rotatorio 40 comprende además un primer alojamiento 419 que tiene una cavidad. En este ejemplo, el rotor y el estator están dispuestos dentro de la cavidad del primer alojamiento (excepto los extremos del rotor que se extienden ligeramente más allá de la cavidad). La cavidad se fija en relación con la segunda superficie 418b.
El codificador rotatorio también comprende un par de rodamientos de bolas 45 dispuestos para permitir que el rotor gire alrededor de un eje con respecto al estator.
Las disposiciones de los componentes del codificador rotatorio y las superficies primera y segunda resultantes del compuesto de fundición se describirán por medio de un método ilustrativo para fabricar el codificador rotatorio ilustrado. El método se ilustrará en siete pasos. En un primer paso I, el par de rodamientos de bolas 45 se proporciona y se empuja sobre un árbol 431, formando un conjunto de rodamiento de bolas y árbol. El árbol se puede utilizar para facilitar el montaje de las partes del codificador rotatorio sin ser necesariamente una parte del codificador rotatorio. En este ejemplo, el árbol es parte del rotor. El par de rodamientos de bolas puede comprender una arandela elástica 432 entre los rodamientos de bolas para proporcionar un pretensado. En un segundo paso II, se monta un disco codificador 421 en el árbol. Alternativamente, el disco codificador se monta sobre los rodamientos de bolas, con el árbol como medio de guía, lo que permite retirar posteriormente el árbol si se desea. El disco codificador proporciona una escala codificada que puede ser leída por el aparato de medición correspondiente en el estator. El disco codificador permite así que el aparato de medición determine la rotación del rotor con respecto al estator. En un tercer paso III, los componentes de sellado 47a, que también funcionan como espaciadores 47b, se disponen sobre el grupo de árboles con rodamientos de bolas. En un cuarto paso IV, un disco de estator 441 que comprende dicho aparato de medición se monta en un espaciador 47a, 47b configurado para sujetar el disco de estator a una distancia predeterminada del disco codificador (cuando el codificador rotatorio está ensamblado). El disco del estator y el espaciador que sostiene el disco del estator están montados en el agregado del rodamiento de bolas-árbol. En un quinto paso V, los componentes de sellado 47b configurados para sellar el árbol del compuesto de fundición se montan en el árbol. En un sexto paso VI, el agregado del rodamiento de bolas-árbol que resulta de dichos pasos primero al quinto se dispone dentro de un primer alojamiento 419. Un espacio residual, entre el agregado del rodamiento de bolas-árbol y el alojamiento, se llena con el compuesto de fundición. 46. La primera superficie 418a del compuesto de fundición comprenderá, por lo tanto, la superficie que se une al agregado del rodamiento de bolas-árbol. La segunda superficie 418b del compuesto de fundición comprenderá la superficie que se une al primer alojamiento. Los pasos primero a quinto pueden realizarse en cualquier orden y dividirse en los subpasos deseados, siempre que el agregado del rodamiento de bolas-árbol esté completamente ensamblado antes de colocarlo en el alojamiento y se permita que el compuesto de fundición llene el espacio residual entre ellos. El árbol puede comprender una región hueca que se extiende a lo largo de la dirección longitudinal del árbol para recibir un segundo árbol en la región hueca. Por ejemplo, el árbol puede comprender un cilindro hueco.
En un séptimo paso VII, que opcionalmente se puede realizar antes del sexto paso VI, se añade al codificador rotatorio un dispositivo de parada de rotación, en la presente ilustrado aquí con un soporte de torsión 413a.
El soporte de torsión está parcialmente integrado en el compuesto de fundición y, por lo tanto, está configurado para evitar que el estator gire con respecto a un dispositivo externo cuando el dispositivo de parada de rotación está fijado al dispositivo externo. En otras palabras, el soporte de torsión está configurado para fijar el estator con respecto a un dispositivo externo cuando el soporte de torsión está fijado al dispositivo externo.
Las figuras 5a-5c ilustran codificadores rotatorios 50a, 50b, 50c con diferentes medios de transferencia de par. Al poder transferir par al codificador rotatorio como en los ejemplos ilustrados, la posición del estator se puede mantener fija con respecto a un dispositivo externo que proporciona un contrapar al estator a través de los medios de transferencia de par. La figura 5a ilustra un codificador rotatorio 50a que comprende un soporte de torsión 513a. En el ejemplo ilustrado, el soporte de torsión se extiende hacia fuera longitudinalmente a lo largo del eje de rotación del
rotor, con un par de alas para sujetar el soporte de torsión a un dispositivo externo. El soporte de torsión facilita el montaje del codificador rotatorio 50a en un dispositivo externo, facilitando así que un usuario final instale el codificador rotatorio. Cuando está montado, el soporte de torsión evita que el estator del codificador rotatorio gire con respecto al dispositivo externo. También son posibles alternativas los soportes de torsión que se extienden hacia fuera en una dirección radial, o cualquier combinación de direcciones longitudinales y radiales.
La figura 5b ilustra un codificador rotatorio 50b que comprende un miembro alargado 513b. El miembro alargado está dispuesto a una distancia de un eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar y está dispuesto para extenderse hacia fuera desde el codificador rotatorio. La distancia desde el miembro alargado al eje proporciona un brazo de palanca, que se puede utilizar para transferir par ejerciendo una fuerza sobre el miembro alargado. En el ejemplo ilustrado, el miembro alargado se extiende longitudinalmente a lo largo del eje de rotación del rotor, pero el miembro alargado puede extenderse hacia fuera en cualquier combinación de direcciones longitudinales y radiales.
La figura 5c ilustra una solución complementaria a la de la figura 5b. En la figura 5c, se ilustra un codificador rotatorio 50c que comprende un rebajo 511. El rebajo está dispuesto para evitar que el estator gire con respecto a un dispositivo externo cuando se dispone en el rebajo un miembro alargado fijado al dispositivo externo. En este ejemplo, el rebajo está dispuesto a una distancia de un eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar. Así, insertando un miembro alargado de un dispositivo externo, la distancia desde el miembro alargado al eje proporciona un brazo de palanca, que puede usarse para transferir par ejerciendo una fuerza a través del miembro alargado a una pared del rebajo.
Las figuras 6a y 6b ilustran codificadores rotatorios que tienen diferentes aspectos de compatibilidad electromagnética.
La figura 6a ilustra un codificador rotatorio 60 que comprende un revestimiento 601a sobre una superficie externa del codificador rotatorio. La superficie externa puede comprender la segunda superficie del compuesto de fundición del codificador rotatorio. Según algunos aspectos, la superficie externa comprende una superficie externa de un primer alojamiento del codificador rotatorio 60. El revestimiento puede comprender una capa metálica, por ejemplo una película delgada metálica, tal como una película delgada de aluminio. Según algunos aspectos, el revestimiento comprende una pintura metálica. El revestimiento puede comprender nanopartículas metálicas.
La figura 6b ilustra un primer alojamiento 619 de un codificador rotatorio según la presente descripción. Las ideas ilustradas en la figura 6b son complementarias a las ilustradas en relación con la figura 6a en el sentido de que en la figura 6a el revestimiento 601b se aplicó en el exterior, ya sea del compuesto de fundición o del alojamiento del codificador rotatorio (o ambos). En los ejemplos de la figura 6b, se aplica un revestimiento dentro de un primer alojamiento 619. El revestimiento puede comprender una capa metálica, por ejemplo una película delgada metálica, tal como una película delgada de aluminio. Según algunos aspectos, el revestimiento comprende una pintura metálica. El revestimiento puede comprender nanopartículas metálicas.
Los revestimientos 601a, 601b de ambas figuras 6a y 6b se pueden hacer para evitar que la carga y/o descarga electrostática afecte al codificador rotatorio. Según algunos aspectos, los revestimientos descritos están dispuestos para evitar que la radiación electromagnética hacia y/o desde el codificador rotatorio supere un umbral predeterminado. Según algunos aspectos adicionales, los revestimientos están dispuestos para hacer que el codificador rotatorio funcione sin degradación en presencia de una perturbación electromagnética predeterminada, es decir, para que sea electromagnéticamente inmune a una interferencia de radiofrecuencia predeterminada.
Si bien algunas de las figuras se han limitado a ilustrar solo ciertos aspectos del codificador rotatorio expuesto y los métodos de fabricación asociados, debe entenderse que las características técnicas divulgadas en relación con una determinada figura o aspecto pueden aplicarse a cualquier otro aspecto, a menos que se declare explícitamente que tal combinación es imposible. En otras palabras, las características ilustradas en relación con las figuras 1 -6 se pueden combinar libremente, a menos que se indique lo contrario, en la medida en que se encuentren dentro del alcance de protección de las reivindicaciones adjuntas.
En algunas implementaciones y según algunos aspectos de la exposición, las funciones o pasos anotados en los bloques pueden ocurrir fuera del orden anotado en las ilustraciones operativas. Por ejemplo, dos bloques mostrados en sucesión pueden, de hecho, ejecutarse sustancialmente al mismo tiempo o, a veces, los bloques pueden ejecutarse en el orden inverso, dependiendo de la funcionalidad/actos implicados. Además, las funciones o pasos anotados en los bloques pueden, según algunos aspectos de la descripción, ejecutarse continuamente en un bucle.
En los dibujos y la memoria descriptiva, se han revelado aspectos ejemplares de la exposición. Sin embargo, se pueden realizar muchas variaciones y modificaciones a estos aspectos sin apartarse sustancialmente de los principios de la presente descripción. Por lo tanto, la exposición debe considerarse ilustrativa y no restrictiva, y no limitada a los aspectos particulares discutidos anteriormente. En consecuencia, aunque se emplean términos específicos, se utilizan únicamente en un sentido genérico y descriptivo y no con fines de limitación.
La descripción de los ejemplos de realizaciones proporcionados en la presente memoria se ha presentado con fines ilustrativos. La descripción no pretende ser exhaustiva ni limitar los ejemplos de realizaciones a la forma precisa
descrita, y son posibles modificaciones y variaciones a la luz de las enseñanzas anteriores o pueden adquirirse de la práctica de diversas alternativas a las realizaciones proporcionadas. Los ejemplos discutidos en la presente memoria se eligieron y describieron para explicar los principios y la naturaleza de diversos ejemplos de realizaciones y su aplicación práctica para permitir que un experto en la técnica utilice los ejemplos de realizaciones de diversas maneras y con diversas modificaciones que se adapten al uso particular contemplado. Las características de las realizaciones descritas en la presente memoria pueden combinarse en todas las combinaciones posibles de métodos, aparatos, módulos, sistemas y productos de programas informáticos. Debe apreciarse que los ejemplos de realizaciones presentados en la presente memoria pueden practicarse en cualquier combinación entre ellos, en la medida en que caigan dentro del alcance de protección de las reivindicaciones adjuntas.
Cabe señalar que la palabra "que comprende" no excluye necesariamente la presencia de otros miembros o pasos distintos de los enumerados y las palabras "un" o "un" que preceden a un miembro no excluyen la presencia de una pluralidad de tales miembros. Cabe señalar además que cualquier signo de referencia no limita el alcance de las reivindicaciones, que los ejemplos de realizaciones pueden implementarse al menos en parte por medio de hardware y software, y que varios "medios", "unidades" o "dispositivos" pueden estar representado por el mismo miembro de hardware.
En los dibujos y la memoria, se han descrito ejemplos de realizaciones. Sin embargo, se pueden hacer muchas variaciones y modificaciones a estas realizaciones. En consecuencia, aunque se emplean términos específicos, se utilizan únicamente en un sentido genérico y descriptivo, y no con fines limitativos, estando definido el alcance de las realizaciones por las siguientes reivindicaciones.
Claims (16)
1. Un codificador rotatorio (10, 30, 40, 50a-c, 60), comprendiendo el codificador rotatorio
- un rotor (12, 42),
- un estator (14, 34, 44),
- compuesto de fundición (16, 36, 46),
teniendo el compuesto de fundición una primera superficie (18a', 18a") orientado hacia el estator, teniendo la primera superficie una primera forma predeterminada y estando fijada en relación con el estator, y una segunda superficie (18b, 418b) que mira hacia el lado opuesto del estator, teniendo la segunda superficie una segunda forma predeterminada,
- un primer alojamiento (19, 419, 619),
teniendo el primer alojamiento una cavidad, en el que el interior del primer alojamiento forma paredes de la cavidad, estando fijadas las paredes de la cavidad en relación con la segunda superficie, y en el que el estator está dispuesto dentro de la cavidad del primer alojamiento,
caracterizado por que
el rotor comprende un árbol (321,431) y un disco codificador (322, 421) montado en el árbol (321,431), el estator comprende un disco de estator (34, 441) a través del cual se extiende el árbol (321,431), y el compuesto de fundición (16, 36, 46) está dispuesto radialmente distribuido alrededor del eje (R) de rotación del rotor (12, 42), a lo largo de una extensión longitudinal coincidente con la extensión longitudinal del estator (14, 34, 44) y al menos parte del rotor (12, 42).
2. El codificador rotatorio según la reivindicación 1, que comprende además
- un segundo alojamiento (17) que encierra al menos parcialmente el estator y está fijado en relación con el estator,
en el que el segundo alojamiento está dispuesto entre el estator y el compuesto de fundición de modo que el estator se fija en relación con la primera superficie del compuesto de fundición mediante el segundo alojamiento.
3. El codificador rotatorio según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, que comprende además
- un conjunto de rodamientos de bolas (15, 45) dispuesto para permitir que el rotor gire alrededor de un eje con respecto al estator.
4. El codificador rotatorio según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende además
- un dispositivo de parada de rotación (13a, 13b, 413a, 513a-b) configurado para evitar que el estator gire con respecto a un dispositivo externo cuando el dispositivo de parada de rotación está fijado al dispositivo externo. (2).
5. El codificador rotatorio según la reivindicación 4, en el que el dispositivo de parada de rotación (13a, 13b) comprende - un soporte de torsión (13a, 413a, 513a),
en el que el soporte de torsión está configurado para fijar el estator con respecto a un dispositivo externo cuando el soporte de torsión está fijado al dispositivo externo.
6. El codificador rotatorio según cualquiera de las reivindicaciones 4-5, en el que el dispositivo de parada de rotación (13a, 13b) comprende
- un miembro alargado (13b, 513b)
en el que el miembro alargado está dispuesto a cierta distancia de un eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar, y en el que el miembro alargado está dispuesto para extenderse hacia fuera desde el codificador rotatorio.
7. El codificador rotatorio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además
- un rebajo (11,511),
en el que el rebajo está dispuesto a una distancia de un eje alrededor del cual el rotor está configurado para girar, y en el que el rebajo está dispuesto para evitar que el estator gire con respecto a un dispositivo externo cuando un miembro alargado fijado al dispositivo externo está dispuesto en el rebajo.
8. El codificador rotatorio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además - un blindaje de descarga electrostática, ESD, (9a, 601a, 601b) dispuesto para proteger el codificador rotatorio de carga y/o de descarga electrostática.
9. El codificador rotatorio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además
- un blindaje electromagnético (9b, 601a, 601b) dispuesto para evitar que la radiación electromagnética hacia y/o desde el codificador rotatorio supere un umbral predeterminado.
10. El codificador rotatorio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el codificador rotatorio está configurado para funcionar sin degradación en presencia de una perturbación electromagnética predeterminada.
11. El codificador rotatorio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además
- un conjunto de componentes de sellado (7a, 371a, 47 a) dispuesto en el codificador rotatorio, estando dispuesto el conjunto de componentes de sellado para sellar el rotor del compuesto de fundición.
12. El codificador rotatorio según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además
- un conjunto de espaciadores (7b, 371b, 372b, 47b) dispuestos en el codificador rotatorio, estando configurado el conjunto de espaciadores para fijar una posición relativa entre dos o más componentes del codificador rotatorio.
13. Un método (100) para fabricar un codificador rotatorio (10, 30, 40, 50a-c, 60), comprendiendo el codificador rotatorio (10, 30, 40, 50a-c, 60) un alojamiento (19, 419, 619), y un rotor (12, 42) que comprende un árbol (321,431) y un disco codificador (322, 421) montado en el árbol (321,431), y un estator (14, 34, 44) que comprende un disco de estator (34, 441) a través del cual se extiende el árbol (321,431), comprendiendo el método
- disponer (S10) el estator en un espacio interno del alojamiento (19, 419, 619), y
- llenar (S50) un espacio residual de dicho espacio interno, entre el estator (14, 34, 44) y el alojamiento, con un compuesto de fundición (16, 36, 46), teniendo el compuesto de fundición (16, 36, 46) una primera superficie (18a', 18a") enfrentada al estator, teniendo la primera superficie (18a', 18a") una primera forma predeterminada y fijada con relación al estator (14, 34, 44), y una segunda superficie ( 18b, 418b) de espaldas al estator (14, 34, 44), teniendo la segunda superficie (18b, 418b) una segunda forma determinada por el espacio interior del alojamiento (19, 419, 619), en el que el compuesto de fundición ( 16, 36, 46) está dispuesto radialmente distribuido alrededor de un eje (R) de rotación del rotor (12, 42), a lo largo de una extensión longitudinal coincidente con la extensión longitudinal del estator (14, 34, 44) y al menos en parte del rotor (12, 42).
14. El método según la reivindicación 13, que comprende además
- disponer (S20) un conjunto de componentes de sellado en el codificador rotatorio, estando dispuesto el conjunto de componentes de sellado para sellar el rotor del compuesto de fundición.
15. El método según la reivindicación 13 o 14, que comprende además
- disponer (S30) un conjunto de espaciadores en el codificador rotatorio, estando configurado el conjunto de espaciadores para fijar una posición relativa entre dos o más componentes del codificador rotatorio.
16. El método según cualquiera de las reivindicaciones 13-15, que comprende además
- disponer (S40) un dispositivo de parada de rotación en el codificador rotatorio, estando configurado el dispositivo de parada de rotación para fijar el estator con respecto a un dispositivo externo cuando el dispositivo de parada de rotación está fijado al dispositivo externo.
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