CN103292828A - 旋转编码器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋转编码器，其包括罩壳(1)和具有轴线(A)的轴(2)。在轴(2)处抗扭地固定有分度盘(2.1)。轴(2)构造成以定位精确地附装到第一机械件(3.1)处。此外在罩壳(1)处固定有扫描装置(1.11)以扫描分度盘(2.1)，其中，罩壳(1)如此设计，即外表面(1.13)形成止靠到第二机械件(3.2)处的在径向方向上定位精确的刚性的止靠部。罩壳(1)包括罩壳体(1.1)和罩盖(1.2)，其中，罩壳体(1.1)和罩盖(1.2)通过压配合而互相连接。罩壳(1)具有机械上柔性的元件(1.12)，其由于压配合而变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的带有罩壳的旋转编码器(Drehgeber)。
背景技术
旋转编码器用于测量可旋转地支承的本体尤其轴在一转或者多转上的旋转运动。在此以渐增的方式或者以绝对的方式来获取旋转运动。在与齿条和齿轮或者与丝杠相连接的情况下也允许利用旋转编码器来测量线性运动。
旋转编码器大量作为所谓的马达反馈装置来应用并且在该应用中用于形成位置信息或角度信息，该位置信息或角度信息被使用以用于电驱动装置的换向(Kommutierung)。例如在同步马达中在接通供给电压后马上需要关于绝对的转子位置的信息。带有附加的换向信号的旋转编码器(其提供相对粗糙的位置信息)和以单匝或者多匝实施形式的绝对式旋转编码器(其立刻输出带有几角秒级精度的准确的角位置)适用于此。
这种旋转编码器经常以大的件数来制造和构建。更重要的是这种器件可经济地制造且可简单地安装，例如安装在电动机处。
从申请人的文件EP 1 102 964 B1中已知一种旋转编码器，其可以夹紧的方式固定在电动机的空心柱形的凹口中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种开头所提及的类型的旋转编码器，其可以简单的手段来制造和附装(anbauen)且通过其可实现相对来说高的测量精度。
根据本发明，该目的通过提供带有权利要求1的特征的旋转编码器来解决。
因此，根据本发明的旋转编码器包括罩壳和具有(纵向)轴线的轴。在该轴处抗扭地固定有分度盘。该轴－尤其通过精确加工的止靠面－构造成以便定位精确地附装到第一机械件处。此外在罩壳处固定有扫描装置以扫描分度盘。罩壳如此设计，即外表面确切说止靠面形成止靠到第二机械件处的在径向方向上定位精确的刚性的止靠部。罩壳此外包括罩壳体和罩盖，其中，罩壳体和罩盖通过压配合(Pressfuegung)来互相连接并且罩壳具有机械上柔性的元件，该元件由于压配合而变形。
分度盘可以承载增加的或者绝对的编码，其中，扫描尤其可基于感应的测量原理。
根据本发明的改进方案可当在平行于轴线的方向上使罩盖相对于罩壳体运动时进行压配合。因此在该情况中可根据纵向挤压结合(Längspressverband)来设计压配合，使得因此将罩盖在轴向力下推压到罩壳体中。在本发明的另外的设计方案中，罩盖在接合过程结束时被按压靠着罩壳体中的凸肩以限制轴向运动。
有利地将柔性的元件模制在罩壳体处。因此柔性的元件可以为单件式的罩壳体的整体的组成部分。该元件尤其可以通过切削的加工从罩壳体的壁中加工出来。那么柔性的元件由与罩壳体相同的材料构成。就此而言可有利地选择铝合金作为材料。
有利地，罩壳可以具有多个元件，其以错位的方式布置在周向方向上。
如果将元件设计为在圆周方向上环绕的桥接件，这是有利的。如有可能可中断桥接件，从而存在带有多个中断部的桥接件确切说多个桥接件。
旋转编码器可以如此地来设计，即元件由于压配合在轴向方向上和/或径向方向上变形。元件尤其可由于压配合而塑性地变形。
如果旋转编码器成无支承，根据本发明的结构类型是尤其有利的。也就是说不在旋转编码器自身中布置滚动轴承或者滑动轴承，其可以满足对轴相对于罩壳的相对的旋转性的机械的支承的功能。相反地，那么通过轴定位精确地附装在第一机械件处和罩壳定位精确地附装在第二机械件处来实现在罩壳和轴之间的径向和轴向的相对位置的固定。第一和第二机械件自然布置成可相对彼此旋转。
因此有利地可如此地来设计旋转编码器，即轴可刚性地固定在第一机械件处且旋转编码器的罩壳可刚性地固定在第二机械件处。换句话说此处放弃补偿联结器(Ausgleichskupplung)，其通常被用于，或者将轴或者将罩壳沿轴向和沿径向弹性地但抗扭地与第一或第二机械件相连接。所涉及的旋转编码器因此有利地构建成无联结器。
在本发明的改进方案中，轴构造成利用圆锥面定位精确地附装到第一机械件处。
可从从属的权利要求得出本发明的附加的有利的设计方案。
附图说明
本发明的另外的特征和优点在下面的根据附图的实施例的描述中将变得清楚。
图1显示了旋转编码器的截面视图，
图2a显示了在压配合前的旋转编码器的罩壳的详细视图，
图2b显示了在压配合后的旋转编码器的罩壳的详细视图，
图3显示了安装在机器处的旋转编码器的截面视图，
图4显示了安装在机器处的旋转编码器的俯视图。
具体实施方式
根据图1，旋转编码器包括罩壳1和具有纵轴线更确切地说轴线A的轴2。罩壳1具有相对来说巨大的且刚硬的罩壳体1.1，其在第一近似(in erster Naeherung)的情况下具有与轴线A有关的柱状的外轮廓且在所介绍的实施例中由铝材料来制造。在罩壳体1.1处布置有偏心地可旋转的夹紧螺栓1.14。此外罩壳体1.1在带有相对来说厚壁的截面的区域中具有精确加工的外表面1.13(参见图3,4)。例如在所示出的实施例中相应的外表面1.13仅允许以0.03毫米的负公差尺寸和0.02毫米的正公差尺寸与所规定的外部尺寸(在此处64.97毫米)相偏离。此外在罩壳体1.1处在内侧定位或固定有扫描装置1.11。在当前的实施例中旋转编码器以感应的测量原理为基础。因此此处将扫描装置1.11设计为带有发送导体电路和接收导体电路的电路板，其中，在电路板上此外还安装有电子模块以运行发送导体电路以及用于信号处理。在电路板上此外安装有插塞连接器1.15以建立到线缆的插塞连接，该线缆用于为旋转编码器供应电流和将信号传输到后续电子设备处。
罩壳体1.1尤其朝着其开口在内部具有基本上空心柱状的轮廓。将两个环绕的凹槽以切削的方式添加到内表面中，使得产生环绕的薄的桥接件1.12。桥接件1.12如下面所描述的用作柔性的(nachgiebig)元件。此后将在凹槽两侧的内表面加工到该程度即直到在该区域中在内部存在直径φD。桥接件1.12的内表面以超出部分Δ伸入到罩壳体1.1的基本上空心柱状的空间中(参见图2a)。
旋转编码器此外包括轴2，其居中地放入到罩壳体1.1中并且在该轴2处抗扭地固定有分度盘2.1。该分度盘2.1包括基底，该基底在所示出的实施例中由环氧树脂来制造且在基底上布置两个分度道(Teilungsspur)。分度盘2.1在旋转编码器的根据规定的运行中可围绕轴线A旋转并且在所示出的示例中以感应的方式由扫描装置1.11来扫描。分度道圆形地来构造且关于轴线A同心地以不同的直径布置在基底上。两个分度道分别包括以周期顺序交替布置的能导电的分度区域和不能导电的分度区域。在所示出的示例中将铜施加到基底上作为用于能导电的分度区域的材料。在不能导电的分度区域中相反不对基底施加覆层。
轴2具有精确加工的外表面2.2。在所介绍的实施例中圆锥形地设计外表面2.2。轴2不支承在罩壳1处，因此此处存在无支承的旋转编码器。
罩壳1包括罩盖1.2作为另外的构件。在所示出的实施例中，罩盖1.2帽状地来设计并且可以引入到罩壳体1.1的内部空间中。
罩盖1.2具有基本上柱状的外表面，从而作为环绕的外表面可以理解为柱体的周面。外表面的最大的外直径小于或者等于罩壳体1.1在对应的引入区域中的上面所描述的内直径φD。因此在罩盖1.2和罩壳体1.1接合在一起时罩盖1.2首先实际上没有力地被引入直到罩盖1.2的外表面在轴向的前推运动的情况下到达桥接件1.12，桥接件1.12利用径向的超出部分Δ伸入到罩壳体1.1中。在罩盖1.2相对于罩壳体1.1做进一步的轴向的运动时柔性的环绕的桥接件1.12将变形直到罩盖1.2最终依靠(anstehen)在罩壳体1.1的凸肩处且桥接件1.12根据图2b塑性地弯曲。罩盖1.2因此借助于压配合(此处在纵向挤压结合的意义中)与罩壳体1.1相连接。
为了对中罩壳1，外表面1.13形成止靠到第二机械件3.2处的、在径向方向上定位精确的刚性的止靠部。在这样的截面(即由轴线A正交穿透的平面)(刚性的止靠部形成在其中)中罩壳体1.1的壁厚大于在那些截面(即在其中布置弹性的元件1.12)中的壁厚。由于桥接件1.12的柔性在罩壳体1.1的外表面1.13的区域中不可识别出外形尺寸的改变，即使此处要求精度在1/100毫米的范围中。
通过由于压配合而闭合的罩壳1来保护旋转编码器的位于内部的构件尤其扫描装置1.11和分度盘2.1不受外部的影响。
在所介绍的实施例中，旋转编码器用于产生用于电动机的换向信号，可以将旋转编码器夹紧到该电动机处。电动机根据图3具有作为第一机械件3.1的马达轴和作为第二机械件3.2的定子罩壳。因此第一机械件3.1布置可相对于第二机械件3.2可旋转。设计为马达轴的第一机械件3.1具有内螺纹和圆锥孔。第二机械件3.2具有空心柱状的凹口。不仅凹口而且圆锥孔必须非常精确地加工。
在将无支承的旋转编码器附装到机械处(即例如附装到电动机处)的过程中首先借助于中间的螺栓2.3将轴2抗扭地且定位精确地固定在第一机械件3.1(马达轴)处。此后操纵偏心的夹紧螺栓1.14，从而将罩壳1的外表面1.13压到在第二机械件(定子罩壳)中的凹口的壁处。由于非常小的公差此处几乎不可发现移动。罩壳1和由此还有扫描装置1.11因此定位精确地附装到第二机械件3.2处。此处还要注意的是旋转编码器不具有经常所应用的以弹性地补偿在轴2和第一机械件3.1之间的错位的补偿联结器。此处可以放弃这种补偿联结器。
为了在旋转编码器和后续电子设备之间建立电连接，可以将线缆以卸载拉力的方式(zugentlastend)***到罩盖1.2的相应成形的槽中(参见图4)且线缆端部与插塞连接器1.15接合在一起。
Claims (10)
1. 一种旋转编码器，包括罩壳(1)和具有轴线(A)的轴(2)，其中
－ 在所述轴(2)处抗扭地固定有分度盘(2.1)且所述轴(2)构造成定位精确地附装到第一机械件(3.1)处，且此外
－ 在所述罩壳(1)处固定有扫描装置(1.11)以扫描所述分度盘(2.1)，其中，所述罩壳(1)如此设计，即外表面(1.13)形成止靠到第二机械件(3.2)处的在径向方向上定位精确的刚性的止靠部，
其特征在于，所述罩壳(1)包括罩壳体(1.1)和罩盖(1.2)，其中，所述罩壳体(1.1)和所述罩盖(1.2)通过压配合而互相连接，且所述罩壳(1)具有机械上柔性的元件(1.12)，该元件元件由于压配合而变形。
2. 根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，可当在平行于所述轴线(A)的方向上使所述罩盖(1.2)相对于所述罩壳体(1.1)运动时进行所述压配合。
3. 根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述元件(1.12)模制在所述罩壳体(1.1)处。
4. 根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述元件(1.12)设计为在周向方向上环绕的桥接件。
5. 根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述罩壳(1)具有多个元件(1.12)，该多个元件以错位的方式布置在周向方向上。
6. 根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述元件(1.12)由于压配合在轴向方向上变形。
7. 根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述元件(1.12)由于压配合而塑性地变形。
8. 根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述旋转编码器设计成无支承。
9. 根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述旋转编码器如此设计，即所述轴(2)可刚性地固定在所述第一机械件(3.1)处。
10. 根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述轴(2)构造成利用圆锥面(2.2)定位精确地附装到的第一机械件(3.1)处。
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