專(zhuān)利名稱(chēng)：編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及用于檢測(cè)取決于馬達(dá)等的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角的 測(cè)量值的編碼器。
背景技術(shù)：
編碼器用于測(cè)量能相對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)角或用于測(cè)量取決于所述 轉(zhuǎn)動(dòng)角的變量，例如，角速度、角加速度等等。對(duì)于編碼器最常見(jiàn)的應(yīng)用是使用在馬達(dá)中，例 如，用于伺服驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)，其中馬達(dá)的軸相對(duì)于馬達(dá)外殼的轉(zhuǎn)動(dòng)角被探測(cè)。以下在該應(yīng)用的 基礎(chǔ)上描述本發(fā)明，雖然本發(fā)明不限定于該應(yīng)用。因此，名稱(chēng)“軸”和“馬達(dá)”僅僅是能夠相 對(duì)于彼此轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)任意物體的代表，其中要探測(cè)這兩個(gè)物體的相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置用于被 探測(cè)。編碼器具有轉(zhuǎn)子和定子。轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)動(dòng)地固定的方式連接至軸，而定子以轉(zhuǎn)動(dòng)地固 定的方式連接至馬達(dá)外殼，特別是馬達(dá)的接合面。定子承載了以增量或絕對(duì)的方式掃描轉(zhuǎn) 子的實(shí)物量具的掃描裝置，以便探測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的角位置。實(shí)物量具和掃描裝置能夠 被光學(xué)地、磁性地、感應(yīng)地或電容性地實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，轉(zhuǎn)子被具體地實(shí)現(xiàn)為同軸地設(shè) 置在軸上并承載實(shí)物量具的圓盤(pán)。定子的掃描裝置被設(shè)置在承載實(shí)物量具的轉(zhuǎn)子表面的相 距一段限定的軸向距離處，以便一方面，獲得最佳的掃描信號(hào)，另一方面，轉(zhuǎn)子能夠相對(duì)于 定子自由轉(zhuǎn)動(dòng)。為了確保轉(zhuǎn)子和定子準(zhǔn)確的軸向定位，已知的是通過(guò)滾動(dòng)軸承將轉(zhuǎn)子沿軸向和徑 向安裝至定子。為了補(bǔ)償編碼器的軸線和馬達(dá)的軸線之間的定位誤差，或者將轉(zhuǎn)子彈性地 固定在軸上，或者將定子彈性地固定在馬達(dá)的接合面上。在前序部分中提及的普通類(lèi)型的編碼器也是已知的，由于轉(zhuǎn)子沒(méi)有通過(guò)滾動(dòng)軸承 安裝入定子，這種編碼器是高性?xún)r(jià)比的。編碼器的轉(zhuǎn)子和定子最初是相對(duì)于彼此可自由轉(zhuǎn) 動(dòng)的零件。在安裝編碼器的過(guò)程中，轉(zhuǎn)子被固定在馬達(dá)的軸上，而定子被固定在馬達(dá)的接合 面上。因此，在編碼器安裝到馬達(dá)上的過(guò)程中，轉(zhuǎn)子在對(duì)準(zhǔn)軸上的位置和定子在馬達(dá)的接合 面上的位置是必要的，以便轉(zhuǎn)子恰好具有距離定子和掃描裝置所需要的限定的軸向間距。出于這個(gè)目的，EP 1895277B1公開(kāi)了 在編碼器的安裝過(guò)程中，將后者推到馬達(dá) 的軸上，其中編碼器的定子首先進(jìn)入安裝輔助位置，在安裝輔助位置中定子保持在距離馬 達(dá)的接合面的限定的間距處，所述間距對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子和定子之間在工作過(guò)程中需要限定的距 離。當(dāng)定子保持在該安裝輔助位置時(shí)，自由地處于編碼器中的轉(zhuǎn)子以這種方式沿軸向在軸 上移動(dòng)，g卩，轉(zhuǎn)子靠在具有掃描裝置的定子上。在這個(gè)位置，轉(zhuǎn)子被固定在馬達(dá)的軸上。然后 定子從安裝輔助位置到達(dá)安裝結(jié)束位置，在此定子被固定在馬達(dá)的接合面上。由于在這種 情況下編碼器的定子移動(dòng)限定的軸向距離，所以定子和掃描裝置相對(duì)于轉(zhuǎn)子也移動(dòng)所述的 限定距離，從而，在安裝結(jié)束位置，編碼器的轉(zhuǎn)子和定子精確地具有想得到的軸向間距。關(guān) 于這種已知編碼器，定子以與馬達(dá)接合面隔開(kāi)的方式用同軸的彈性彈簧圈支撐在安裝輔助 位置中。為了使定子從安裝輔助位置到達(dá)安裝結(jié)束位置，克服所述彈性彈簧圈的彈力將定子壓在馬達(dá)的接合面上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以使一種在前序部分中提及的普通類(lèi)型的編碼器具有簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的目的為 基礎(chǔ)。這個(gè)目的根據(jù)本發(fā)明通過(guò)包含權(quán)利要求1的特點(diǎn)的編碼器得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中詳細(xì)說(shuō)明。關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的編碼器，編碼器的定子用支撐面靠在馬達(dá)的接合面上，并固定 在所述接合面上。編碼器的支撐面具有突出超過(guò)支撐面的平面的臺(tái)肩，所述臺(tái)肩的高度對(duì) 應(yīng)于轉(zhuǎn)子和定子在安裝結(jié)束狀態(tài)必須具有的限定的軸向間距。在安裝輔助位置，編碼器的 定子通過(guò)所述臺(tái)肩靠在馬達(dá)的接合面上，以便定子的支撐面和馬達(dá)的接合面具有想得到的 軸向間距。在所述安裝輔助位置，轉(zhuǎn)子在軸上沿軸向移動(dòng)，直到其靠在定子上，并在這個(gè)位 置固定在軸上。然后編碼器的定子圍繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，因此突出的臺(tái)肩進(jìn)入角位置，在該角位 置中其能夠沿軸向落入馬達(dá)的接合面的凹進(jìn)的座。因此，編碼器的定子能夠通過(guò)其支撐面 與馬達(dá)的接合面接觸，并進(jìn)入安裝結(jié)束位置，在此定子被固定在馬達(dá)的接合面上。根據(jù)本發(fā)明的編碼器被非常簡(jiǎn)單地和高性?xún)r(jià)比地構(gòu)造，因?yàn)闉榱宿D(zhuǎn)子和定子準(zhǔn)確 的軸向定位編碼器只要求在定子的支撐面上有階梯狀臺(tái)肩的結(jié)構(gòu)。將編碼器推到軸上，將 轉(zhuǎn)子固定在軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)定子從安裝輔助位置進(jìn)入安裝結(jié)束位置并將定子固定在馬達(dá)的接合 面上的過(guò)程無(wú)例外地能夠通過(guò)來(lái)自馬達(dá)軸的末端的軸向通道實(shí)現(xiàn)。因此，即使在有限的空 間條件下也可以進(jìn)行編碼器的安裝和定位。


基于附圖中示出的示例性實(shí)施例在下面更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，其中
圖1用透視圖示出軸向剖開(kāi)的編碼器，
圖2示出圖1的放大的局部圖，
圖3示出編碼器的平面透視圖，
圖4示出從下面觀察編碼器的透視圖，
圖5示出圖4的放大的局部圖，
圖6示出帶有聯(lián)接表面的馬達(dá)的透視圖，
圖7示出帶有安裝就位的編碼器的馬達(dá)，
圖8示出帶有處于安裝輔助位置的編碼器的馬達(dá)，
圖9示出帶有在安裝輔助位置被安裝就位的編碼器的馬達(dá)的軸向剖面圖，
圖10示出來(lái)自圖9的放大的局部圖，
圖11示出帶有處于安裝結(jié)束位置的編碼器的馬達(dá)，
圖12示出帶有在安裝結(jié)束位置的編碼器的馬達(dá)的軸向剖面圖，以及
圖13示出圖12的放大的局部圖。
具體實(shí)施例方式
附圖中示出的示例性實(shí)施例示出帶有定子的編碼器。定子具有外殼10。外殼10 包括帶有圓柱形外壁14的圓盤(pán)形底部12并且在頂側(cè)用蓋子16封閉，蓋子16用螺釘17螺紋連接至外壁14。掃描裝置設(shè)置在外殼10內(nèi)，所述掃描裝置包括圓盤(pán)形下部印刷電路板 18和上部圓盤(pán)形印刷電路板20。下部印刷電路板18位于外殼的底部12上，而上部圓盤(pán)形 印刷電路板20用隔離墊圈22保持在離下部印刷電路板18 —段軸向距離處。作為實(shí)例，上 部圓盤(pán)形印刷電路板20承載掃描裝置的電子元件M。元件M連接至連接線(未示出)， 連接線從外殼10引出，其中連接線用罩蓋沈保護(hù)。轉(zhuǎn)子觀同軸地設(shè)置在外殼10內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子被軸向和徑向都有間隙地容納在外殼 10內(nèi)。轉(zhuǎn)子觀具有中空的圓柱形轂套30，轂套30在其軸向上部區(qū)域有軸向槽32，從而形 成彈性的向內(nèi)能彎曲的夾爪34。在所述夾爪34的區(qū)域內(nèi)，轂套30被同軸地裝入。夾緊環(huán) 36能夠通過(guò)軸向平行的夾緊螺釘38被軸向地拉到轂套30上，因此夾緊環(huán)36以?shī)A緊套的方 式軸向向內(nèi)壓緊夾爪；34。轂套30承載同軸地設(shè)置在轂套30的外側(cè)上的圓盤(pán)形的轉(zhuǎn)子盤(pán)40。轉(zhuǎn)子盤(pán)40在 印刷電路板18和20之間沿軸向位于與編碼器的軸線垂直的平面內(nèi)。轉(zhuǎn)子盤(pán)40承載了增 量或絕對(duì)實(shí)物量具，該實(shí)物量具被印刷電路板18和20承載的并具有元件M的掃描裝置掃 描，以便產(chǎn)生根據(jù)轉(zhuǎn)子盤(pán)40相對(duì)于印刷電路板18和20的角位置而定的測(cè)量值信號(hào)。實(shí)物 量具和掃描裝置本身能夠用已知的方式光學(xué)地、磁性地、感應(yīng)地或電容式地實(shí)現(xiàn)。在如圖1至圖4所示的編碼器的非安裝狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子觀同轉(zhuǎn)子盤(pán)40 —起松散地 位于具有印刷電路板18和20的外殼10內(nèi)。但是，在編碼器工作期間，轉(zhuǎn)子盤(pán)40 —方面必 須能夠在印刷電路板18和20之間不接觸地自由地轉(zhuǎn)動(dòng)，而另一方面必須實(shí)現(xiàn)距離印刷電 路板18和20限定的軸向間隔，以便獲得最佳的掃描信號(hào)。在附圖中，所述限定的軸向間距 被表示為下部印刷電路板18和轉(zhuǎn)子盤(pán)40之間的距離h。根據(jù)本發(fā)明的如下所述的方式實(shí) 現(xiàn)該要求。編碼器優(yōu)選連接至馬達(dá)，例如電動(dòng)機(jī)，如圖6所示。馬達(dá)具有軸42，軸42安裝成以 可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式在馬達(dá)外殼44內(nèi)被驅(qū)動(dòng)。馬達(dá)外殼44在垂直于軸42的平面內(nèi)具有相對(duì)于 軸42同軸地延伸的接合面46。編碼器通過(guò)其轉(zhuǎn)子觀設(shè)置在軸42上并固定在軸42上，而 編碼器的定子被固定在馬達(dá)外殼44的接合面46上，以便編碼器測(cè)量軸42相對(duì)于馬達(dá)外殼 44的轉(zhuǎn)動(dòng)。在馬達(dá)的外殼44的接合面46中包括座48，所述座以圓盤(pán)形的方式同軸地裝入軸 42并且相對(duì)于接合面46的平面凹進(jìn)尺寸H。座48在多個(gè)圓周位置處具有突出部分50，在 突出部分50處座48沿徑向向外擴(kuò)展超過(guò)其圓周。彼此成120°的角距離的三個(gè)突出部分 50被示出在示例性實(shí)施例中。此外螺紋孔52設(shè)置在接合面46上。在所示的示例性實(shí)施例 中，三個(gè)螺紋孔52都設(shè)置在各突出部分50之間的角距離的中部。關(guān)于編碼器，底部12的外表面被實(shí)現(xiàn)為定子的支撐面M。支撐面M以環(huán)形盤(pán)的 形式相對(duì)于編碼器的軸線同軸地被實(shí)現(xiàn)。三個(gè)沿徑向向外彎的凸出部分56 —體地形成于 外殼10的圓柱形外壁14的外周上，例如，所示凸出部分相對(duì)于彼此都偏移120°角。凸出 部分56具有以沿軸向平行的方式連續(xù)并插入固定螺釘58的孔。凸出部分56上的孔在半 徑和傾斜角方面對(duì)應(yīng)接合面46上的螺紋孔52。支撐面M具有臺(tái)肩60，臺(tái)肩60以階梯狀 的形式突起超出支撐面M的平面，并且具有與支撐面M的平面平行的表面。臺(tái)肩60以環(huán) 形圓盤(pán)的形式沿徑向從支撐面M的內(nèi)周延伸直到其與馬達(dá)外殼44的接合面46的座48的 內(nèi)徑對(duì)應(yīng)的外徑。
臺(tái)肩60突出超過(guò)支撐面M的平面軸向高度h，其中所述高度h對(duì)應(yīng)于在編碼器工 作期間必須存在于轉(zhuǎn)子盤(pán)40和下部印刷電路板18之間的軸向距離h。所述高度h小于座 48的深度H。臺(tái)肩60在其外周上具有徑向延伸部分62，所述徑向延伸部分突出超過(guò)臺(tái)肩 60的圓形外周。延伸部分62在其角度位置方面對(duì)應(yīng)于馬達(dá)外殼44的接合面46上的座48 的突出部分50。因此在所示的示例性實(shí)施例中，三個(gè)延伸部分62按120°的角距離設(shè)置， 其中所述延伸部分62設(shè)置在凸出部分56之間角距離的一半處，這在圖4中能夠最好地看 到。作為實(shí)例，延伸部分62都在螺釘17的角范圍內(nèi)設(shè)置，螺釘17用于將蓋子16固定至外 壁14。編碼器在馬達(dá)上的安裝以下面的方式進(jìn)行在非安裝狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子觀松散地放在編碼器的外殼10內(nèi)。在這種情況下，通過(guò)利 用其轉(zhuǎn)子觀將編碼器沿軸向推到馬達(dá)的軸42上，而將編碼器放置在馬達(dá)上，如圖7所示。 編碼器沿軸向被推到軸42上直到外殼10靠在馬達(dá)外殼44的接合面46上。在這種情況下， 外殼10圍繞軸42的軸線以這樣的一種方式轉(zhuǎn)動(dòng)，即支撐面M的臺(tái)肩60的延伸部分62以 相對(duì)于接合面46的座48的突出部分50成一定角度轉(zhuǎn)動(dòng)。由于延伸部分62沿徑向突出超 過(guò)座48的外周，所以外殼10通過(guò)臺(tái)肩60的延伸部分62裝在馬達(dá)外殼44的接合面46上。 因此外殼10的支撐面M具有臺(tái)肩60距離接合面46的高度的軸向間距h。這個(gè)安裝輔助 位置在圖8至圖10中示出。在這個(gè)安裝輔助位置中編碼器一位于其外殼10中，轉(zhuǎn)子28就通過(guò)其轂套30和轉(zhuǎn) 子盤(pán)40沿軸向在軸42上移動(dòng)，直到轉(zhuǎn)子盤(pán)40沿軸向靠在定子的下部印刷電路板18上。 在轉(zhuǎn)子觀的這個(gè)位置中，通過(guò)上緊夾緊螺釘38和夾緊環(huán)36將夾爪34沿徑向固定在軸42 上，轉(zhuǎn)子觀被牢固地夾在軸42上。轉(zhuǎn)子觀一被固定在軸42上，編碼器的外殼10就圍繞 其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，直到支撐面討的臺(tái)肩60的延伸部分62實(shí)現(xiàn)與接合面46的座48的突出部分 50疊合。在這種情況下，外殼10的固定螺釘58也實(shí)現(xiàn)與接合面46的螺紋孔52疊合。于 是臺(tái)肩60能夠沿軸向落入座48內(nèi)，其中臺(tái)肩60的延伸部分62沿軸向落入座48的突出部 分50內(nèi)。因此在這種情況下，外殼10和編碼器的定子相對(duì)于接合面46沿軸向移動(dòng)臺(tái)肩60 的高度h。支撐面M逐漸靠在接合面46上。在這個(gè)安裝結(jié)束位置，外殼10通過(guò)其支撐面 54利用將固定螺釘58擰進(jìn)螺紋孔52而固定在接合面46上。這個(gè)安裝結(jié)束位置在圖11至 圖13中示出。與外殼10 —起，安裝在外殼10內(nèi)的編碼器的定子的印刷電路板18和20也沿軸 向移動(dòng)距離h，因此下部印刷電路板18距離固定在軸42上的轉(zhuǎn)子盤(pán)40預(yù)定的限定軸向距 離h。編碼器因此以準(zhǔn)備好工作的方式安裝在馬達(dá)上。附圖標(biāo)號(hào)清單10外殼12 底部14外壁16 蓋子17 螺釘18下部印刷電路板20上部印刷電路板
22隔離墊圈
24電子元件
26罩蓋
W轉(zhuǎn)子
30轂套
32軸向槽
34夾爪
36夾緊環(huán)
38夾緊螺釘
40轉(zhuǎn)子盤(pán)
42軸
44馬達(dá)外殼
46接合面
48座
50突出部分
52螺紋孔
54支撐面
56凸出部分
58固定螺釘
60臺(tái)肩
62延伸部分
權(quán)利要求
1.用于檢測(cè)取決于馬達(dá)等的軸G2)的旋轉(zhuǎn)角的測(cè)量值的編碼器，其包括轉(zhuǎn)子(觀)， 轉(zhuǎn)子08)能夠固定在軸0 上；還包括定子，定子能夠通過(guò)支撐面(54)固定在馬達(dá)的接 合面G6)上，并且具有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子08)和定子的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置的掃描裝置(18、20)；其 中，在已安裝的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子08)被固定在軸0 上，而定子以轉(zhuǎn)子08)和掃描裝置(18、 20)具有限定的軸向間距(h)的方式固定在接合面G6)上，并且其中，出于安裝的目的，首 先將編碼器推到軸0 上直到定子保持在支撐面(54)距離接合面06) —軸向間距的安 裝輔助位置，所述軸向間距對(duì)應(yīng)于限定的間距(h)，然后在定子的這個(gè)安裝輔助位置中，使 轉(zhuǎn)子08)沿軸向靠在掃描裝置(18)上并被固定在軸0 上，并且最終，定子通過(guò)其支撐 面(54)向接合面06)移動(dòng)限定的間距(h)進(jìn)入安裝結(jié)束位置并被固定在接合面G6)上；其特征在于，定子的支撐面(54)具有突出超過(guò)支撐面(54)的平面限定間距(h)的高 度的臺(tái)肩(60)；在安裝輔助位置，定子通過(guò)所述臺(tái)肩(60)靠在接合面G6)上，并且，在圍 繞編碼器的軸線相對(duì)于安裝輔助位置轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝結(jié)束位置中，臺(tái)肩(60)落入接合面06) 的凹進(jìn)的座G8)內(nèi)，使得定子與掃描裝置(18、20)沿軸向相對(duì)于固定在軸G2)上的轉(zhuǎn)子 (28)移動(dòng)限定的軸向間距(h)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的編碼器，其特征在于，座G8)相對(duì)于接合面G6)的平面凹進(jìn)尺寸(H)，尺寸(H)大于臺(tái)肩(60) 在支撐面(54)之上的高度(h)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的編碼器，其特征在于，接合面G6)的座08)和支撐面(54)的臺(tái)肩(60)被實(shí)現(xiàn)為具有相同外周 的圓盤(pán)狀形式，座G8)在其外周上具有沿徑向向外延伸的突出部分(50)，并且，臺(tái)肩(60) 具有在相應(yīng)的角位置向外指向的延伸部分(62)，其中，在安裝輔助位置中，臺(tái)肩(60)的延 伸部分(62)沿軸向位于接合面G6)上，而在安裝結(jié)束位置中，延伸部分(62)在角位置中 實(shí)現(xiàn)與座G8)的突出部分(50)相疊合并落入突出部分(50)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的編碼器，其特征在于，在任何情況下都設(shè)置了座G8)的三個(gè)突出部分(50)和臺(tái)肩(60)的各延 伸部分(62)，座08)的三個(gè)突出部分(50)和臺(tái)肩(60)的各延伸部分(62)相對(duì)于彼此都 偏移120°角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的編碼器，其特征在于，固定螺釘(58)被設(shè)置在定子上，固定螺釘能夠擰入馬達(dá)的外殼G4)的接 合面G6)上的螺紋孔(52)中，并且，分別地，固定螺釘(58)沿圓周方向成角度設(shè)置在臺(tái)肩 (60)的延伸部分(6 之間，螺紋孔(5 沿圓周方向成角度設(shè)置在座G8)的突出部分(50) 之間。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的編碼器，其特征在于，轉(zhuǎn)子08)具有轉(zhuǎn)子盤(pán)(40)，轉(zhuǎn)子盤(pán)00)被設(shè)置成其能夠在定子的印刷電 路板(18、20)之間軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的編碼器，其特征在于，轉(zhuǎn)子08)具有轂套(30)，轂套(30)承載轉(zhuǎn)子盤(pán)GO)并能夠被夾緊在軸 (42)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的編碼器，其特征在于，轂套(30)沿軸向開(kāi)槽，并且能夠用軸向平行的夾緊螺釘(38)夾緊。
全文摘要
用于檢測(cè)取決于馬達(dá)等的軸(42)的旋轉(zhuǎn)角的測(cè)量值的編碼器，其中，外殼(10)的支撐面(54)具有突出超過(guò)支撐面(54)的平面限定間距(h)的高度的臺(tái)肩(60)；其中，在安裝輔助位置，外殼(10)通過(guò)所述臺(tái)肩(60)靠在接合面(46)上，并且其中，在圍繞編碼器的軸線相對(duì)于安裝輔助位置轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝結(jié)束位置中，臺(tái)肩(60)落入接合面(46)的凹進(jìn)的座(48)內(nèi)，使得外殼(10)與掃描裝置(18、20)沿軸向相對(duì)于固定在軸(42)上的轉(zhuǎn)子(28)移動(dòng)限定的軸向間距(h)。
文檔編號(hào)G01D5/347GK102062613SQ20101029397
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
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