具有藉助固持板而固定的傳感輪的轉子的製作方法

2023-06-01 05:18:46 2

本發明涉及一種用於電器的轉子，其中，轉子具有固定在轉子軸上的集成有傳感輪廓的傳感輪，集成有傳感輪廓的傳感輪用於藉助與傳感輪廓作用連接的傳感器確定所述轉子相對於電器的定子的位置。

本發明還涉及一種電器，具有轉子和固定在轉子的轉子軸上的傳感輪。

背景技術：

電器的運行要求準確地確定轉子相對於定子的位置。為此，在現有技術中已知轉子位置系統，該轉子位置系統具有靜態布置的傳感器和可運動的感應器。轉子位置系統的選擇決定了信號傳感器的性能。在渦流(電感傳感器)測量原則中，需要導電的傳感器。傳感輪的材料的導電性能越高，則對轉子位置的分析會越準確。

在現有技術中已知，將集成有傳感輪廓的傳感輪提供作為感應器，並且傳感輪與轉子支架相連。為了實現儘可能高的測量精確度，重要的是，通過傳感輪與轉子支架的連接，即便有溫度作用也不出現傳感輪的變形，因為這對信號品質具有決定性的影響。出於此原因，不適合採用焊接和壓接。此外，連接必須具有較高的轉速穩定性，原則上最大為每分鐘8000轉。

在EP 158 0 869 B1中描述了一種電器，具有抗扭地布置在轉子上的環形磁體，該環形磁體具有內表面，該內表面與波浪形的構件的外徑表面摩擦連接，該構件設計為轉子軸或者抗扭地布置在轉子軸上的容納套筒。

EP 060 1 228 B1涉及一種電機驅動裝置，具有在其轉子軸上對中保持的磁體。該磁體為了徑向的位置固定通過相應的轉子軸開口對中地但無壓應力或無拉應力地插套在轉子軸上。

WO 95/04398涉及一種電機驅動裝置，具有固定在轉子軸上的作為磁體的極輪，用於在定子側的霍爾傳感器裝置內產生與轉速成正比的信號。為了安裝磁體以及壓力件規定，磁體僅僅以滑動配合插接在轉子軸上，並且壓力件以緊密配合或壓配合方式壓緊到轉子軸上。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，用於電器的具有固定在轉子軸上的傳感輪的轉子如此進一步改進，使得即使在非常狹小的結構空間內仍可以非常精確地確定電器的轉子相對於定子的位置。

所述技術問題按照本發明通過一種用於電器的轉子解決，在此建議，轉子具有固定在轉子軸上的集成有傳感輪廓的傳感輪，傳感輪廓用於藉助與傳感輪廓作用連接的傳感器確定轉子相對於電器的定子的位置。

按照本發明，傳感輪藉助與轉子軸鎖定且預緊的固持板被固定。

傳感輪廓可以由凸起、凹陷和/或凹處構成並且集成在傳感輪中。傳感輪設計為獨立的構件並且藉助固持板固定轉子軸上。傳感器是電器的轉子位置系統的一部分並且相對於轉子靜態地布置並因此相對於轉子不可運動地布置。傳感器與傳感輪的傳感輪廓作用連接。

傳感器和傳感輪廓相互間作用連接。就此不理解為直接的機械連接。而是，傳感器與傳感輪廓相間隔地且與轉子或轉子軸和傳感輪相間隔地布置。

例如可以設有電感傳感器。傳感輪由導電性較好的材料製成。傳感器或者傳感器內的線圈可施加以高頻電流，由此在其附近的環境中產生高頻磁場，其中，通過傳感輪內的傳感輪廓產生渦流。渦流本身又產生反向於傳感器或傳感器線圈的磁場的磁場。根據傳感器和傳感輪廓之間的間距，反向磁場的大小有所不同。由此可以確定傳感器和傳感輪廓之間的距離。根據測得的傳感器和傳感輪廓之間的距離，可以確定轉子相對於定子的準確位置。

按照本發明，傳感輪藉助固持板如此固定在轉子軸上，使得傳感輪與轉子軸剛性地連接並且與轉子軸一同運動或轉動。按照本發明，固持板與轉子軸鎖定並且預緊。固持板與轉子軸的鎖定用於傳感輪在轉子軸上的固定或定位。通過固持板的預緊，可以補償轉子軸和傳感輪的不同的熱膨脹。但同時，固持板也滿足在轉子軸上的止動功能。由此，固持板滿足兩個功能，即預緊功能和鎖定功能，並且由此將兩個功能統一在唯一一個構件上。由此尤其可以節省重量、結構空間並減少附加的構件。由此可以實現在極狹小的結構空間內的形狀接合式連接。

優選的是，所述固持板設計為自鎖的。就此應理解的是，不需要另外的固定件、保險件和/或夾緊件。固持板自身具有用於鎖定和夾緊或預緊的器件。

為了固定和預緊固持板，優選不設有獨立的構件、尤其沒有螺栓或鎖緊螺母。由此有利地規定，傳感輪僅僅藉助固持板固定在轉子軸上。備選的是，固持板和/或傳感輪可以在周向或切向側例如藉助銷釘或槽固定。

固持板設計成，使得該固持板環繞地壓向傳感輪並且為了預緊無需單獨的部件、如鎖緊螺母，由此可以實現周向的且基本均勻的壓緊力。由此進一步減少傳感輪的變形。

還優選地規定，轉子軸和傳感輪具有不同的材料或者由不同的材料構成。轉子軸例如由鋼構成，傳感輪由導電性非常好的材料構成、例如銅或鋁。由於進行了預緊可以對不同的熱膨脹率進行補償。由此即使在溫度作用下也可以避免傳感輪的扭曲，其中，同時提供具有高導電性材料的傳感輪。這提高了轉子相對於定子的位置確定的精確度。

固持板優選設計為環形的並且圍繞轉子軸布置。固持板例如可以推上轉子軸。此外優選地規定，固持板至少局部支承在轉子軸的外周面上，也就是由外周側構成的外表面。

傳感輪和固持板優選布置成，使得傳感輪藉助固持板壓向或壓緊到徑向突出轉子軸的圍繞的凸起上。圍繞的凸起是轉子軸的一部分。圍繞的應理解為，凸起圍繞轉子軸布置。在此，凸起在整個周向上可以是不間斷的或者在整個圓周上設計為局部間斷的。特別優選的是，凸起設計為圓盤形。

此外優選地規定，固持板具有第一環繞段和與第一環繞段成一個角度布置的第二環繞段。第一環繞段和第二環繞段之間的角度在固持板未預緊的狀態下優選大於90度。例如該角度可以是180°，其中，兩個部段相互連接。此外，固持板可以通過其第一環繞段至少局部支承在轉子軸的外周面上。固持板通過第二環繞段例如壓向傳感輪，或者傳感輪壓向圍繞的凸起。固持板的兩個環繞段設計為板形的。兩個環繞段之間的角度在固持板的未預緊的狀態下大於90°，由此固持板具有彈簧效果。當固持板壓向傳感輪時，第二環繞段容易地朝第一環繞段的方向擠壓，並且兩個環繞段之間的角度變小。在擠壓之後或者在預緊狀態下，兩個部段相互間特別優選地以大於90°的角度布置。

固持板可以具有全部圍繞的且無中斷地布置的止動件，用於固持板與所述轉子軸的鎖定。備選地，固持板可以具有多個周向分布的且相互間隔布置的止動件，用於固持板與轉子軸的鎖定。固持板特別優選地具有至少三個、尤其特別優選地具有至少四個或者至少五個沿周向分布的且相互間隔布置的止動件。還優選地規定，一個或多個止動件在固持板的第一環繞段上例如成型、衝切或開切口。

在轉子軸上優選布置有至少一個與一個或多個止動件對應的容納件，用於容納一個或多個止動件。至少一個容納件可以具有各種適合的設計方案和形狀。容納件例如可以設計為凹陷或凸起。至少一個容納件優選布置在轉子軸的外周側或外周面上。也可以是多個沿周向分布且相互間隔布置的容納件布置在轉子軸的外周面上。備選地，也可以為多個止動件設置唯一的在整個圓周上布置的容納件。

至少一個止動件優選設計為在固持板內的衝切口、凹陷或凹處。在此還優選的是，至少一個容納件設計為徑向突出轉子軸的凸起。特別優選的是，所有的止動件均設計為在固持板內的衝切口、凹陷或凹處，並且所有的容納件均設計為徑向突出轉子軸的凸起。止動件例如可以設計為L形的凹陷或者凹處，並且容納件可以設計為較小的銷釘狀的凸起。在此，固持板可以通過按壓和隨後的轉動與轉子軸鎖定。備選的是，止動件可以設計為衝切口，並且容納件設計為較小的凸起。在這種設計方案中，固持板可以藉助按壓與轉子軸鎖止。

此外還優選地規定，至少一個止動件設計為固持板的能夠彎曲的板形部段，並且至少一個容納件設計為布置在轉子軸內的凹處。可彎曲的板形部段可以例如設計成接片形狀或者設計為定位橫檔。這種接片或者定位橫檔可以在固持板的第二環繞段上被割斷。設計為凹處的容納件優選布置在轉子軸的外周側或外周面上。特別優選的是，凹處環繞地、至少局部環繞地例如設計為槽。

按照本發明還涉及一種電器，具有定子、相對於定子能夠運動的轉子和用於確定所述轉子相對於所述定子的位置的轉子位置系統。轉子按照前述設計。

附圖說明

以下結合優選實施方式示例性地闡述本發明。在附圖中示出：

圖1是具有轉子軸、傳感輪和固持板的轉子；

圖2a和b是具有傳感輪和固持板的轉子；

圖3是具有傳感輪和固持板的轉子；

圖4a和b是具有傳感輪和固持板的另外的轉子；

圖5a和b是具有傳感輪和固持板的另外的轉子；和

圖6是具有布置在轉子的轉子軸上的傳感輪的電器。

具體實施方式

圖1示例性地示出轉子100的爆炸圖。在此示出轉子軸10的正面端部。具有傳感輪廓12的傳感輪11藉助固持板14固定在轉子軸10上，該傳感輪廓12由通孔構成。在此，傳感輪11通過固持板14壓向轉子軸10的徑向突出的圍繞的凸起15。固持板14為此設計為彈性的，由此固持板在向著傳感輪11按壓時被預緊。為了定位，固持板14具有止動件20，該止動件嵌入轉子軸的設計為槽的容納件21中。

在圖2至5中示出固持板14的不同的設計方案，尤其固持板14的止動件20的不同的設計方案，以及布置在轉子軸10上的容納件21的不同的設計方案。

在圖2a和2b中示出轉子100的局部截圖，其中，固持板14具有多個周向分布地且相互間隔地布置的止動件20，該止動件20設計為可彎曲的板形部段，即，舌片或定位橫檔。在將固持板14壓向傳感輪11之後，固持板14被預緊，並且止動件20嵌入布置在轉子軸10上的容納件21。容納件21在圖2a和2b所示的實施例中設計為環繞的槽。

在圖3中，固持板的止動件20作為基本上L形的凹陷而布置在固持板14的第一環繞段16內。固持板14在第一步驟中移動到轉子軸10上並且被壓向傳感輪11，其中，在轉子軸10的外周面19上設計為小凸起的容納件21嵌入固持板14的止動件20內。在此，固持板14被預緊。在第二步驟中，藉助固持板14的轉動將固持板14定位在轉子軸10上。

在所有的圖1至5中，固持板14設計成環形的並且推套到轉子軸10上並且壓向傳感輪11並且在此預緊。環形設計的固持板14在每個實施例中均具有兩個環繞段16、17，即第一環繞段16和第二環繞段17。在第一環繞段16內或上布置有止動件20。通過第一環繞段16，固持板14支承在轉子軸10的外周面19上。通過第二環繞段17，固持板14壓向傳感輪11並且由此傳感輪11壓向徑向突出轉子軸10的圍繞布置的凸起15。固持板14的兩個環繞段16、17彼此成一個角度18，該角度在固持板14的未預緊的狀態下大於90°。在將固持板14壓向傳感輪11時，第二環繞段17容易地沿第一環繞段16的方向擠壓並且在此使角度18減小。在此，預緊了固持板14。角度18出於更好的概覽的原因僅僅在圖3所示的實施例中示出。

在圖4a和4b中示出一個實施例，其中，止動件20設計為固持板14或固持板14的第一環繞段16內的凹陷。在轉子軸10的外周面19上構造有徑向突出轉子軸10的小凸起形式的容納件21。

在圖5a和5b中示出一個實施例，其中，固持板14僅具有唯一一個止動件20，即環繞的可彎曲的接片。在此，固持板14的第一環繞段16設計為止動件20。容納件21設計為轉子軸10的外周面19上的全部圍繞的槽。

圖6示出具有轉子100的電器200。出於更好的概覽的原因，未示出電器200的定子。轉子100的轉子軸10可圍繞旋轉軸線旋轉並且在殼體22內藉助軸承裝置23支承。在第一正面端部的區域內，轉子軸10具有徑向突出轉子軸的圍繞布置的凸起15。藉助與轉子軸鎖定且預緊的固持板14，傳感輪11壓向轉子軸10的圍繞的凸起15並且由此固定在轉子軸上。傳感輪11具有與靜態布置的傳感器13作用連接的傳感輪廓12。由此，可以在任何時候且精確地確定電器200的轉子100相對於定子的位置。

附圖標記列表

100 轉子

200 電器

10 轉子軸

11 傳感輪

12 傳感輪廓

13 傳感器

14 固持板

15 圍繞的凸起

16 第一環繞段

17 第二環繞段

18 角度

19 轉子軸的外周面

20 止動件

21 容納件

22 殼體

23 軸承