專利名稱：電容式旋轉(zhuǎn)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題是一種電容式旋轉(zhuǎn)傳感器，如權(quán)利要求1前序部分所述。
背景技術(shù)：
這樣一種電容式旋轉(zhuǎn)傳感器例如在EP 1173730B1(DE 60016395T2)的內(nèi)容中公 開過。不過，該旋轉(zhuǎn)傳感器有其缺點它相當復(fù)雜，制造成本高，因為需要滿足這樣的條件， 艮口，一個位于外部的轉(zhuǎn)子軸只能在壓合座中壓合到一個轉(zhuǎn)子盤的一個位于內(nèi)部的垂直的法 蘭上，借以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)傳感器的機械裝配。就上述結(jié)構(gòu)而言，其缺點在于在轉(zhuǎn)子盤的一個垂直法蘭和轉(zhuǎn)子軸的外圓周之間 設(shè)置壓合座的情況下，會在轉(zhuǎn)子盤上出現(xiàn)某種不平衡或沖擊(擺動誤差)，這只能用分析處 理電路很困難地加以校正。此外，就已知的設(shè)置來說，還有如下缺點缺少一個可以包圍整個裝置的罩蓋，特 別是這樣一種罩蓋，它具有一個用于轉(zhuǎn)子軸的樞軸承，以便盡可能準確和對中心地及無沖 擊地導(dǎo)引轉(zhuǎn)子軸。由于在上述這種已知的旋轉(zhuǎn)傳感器上缺少轉(zhuǎn)子軸的固有支承結(jié)構(gòu)，所以那些由驅(qū) 動電動機傳遞到轉(zhuǎn)子軸上的可能發(fā)生的回轉(zhuǎn)誤差或沖擊誤差便會直接經(jīng)過圓周形的壓配 合而被傳遞到轉(zhuǎn)子盤上，從而進一步促成擺動誤差。因此，按現(xiàn)有技術(shù)的這種系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是相當復(fù)雜的，并且旋轉(zhuǎn)角的計值分析是 不準確的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是如此改進前文述及的這種旋轉(zhuǎn)傳感器，使得在大大降低制造成本 的情況下可針對測量結(jié)果的電分辨率達到較高的精確度。此外，本發(fā)明還有一個次要的目的，就是能實現(xiàn)具有高精度的、盡可能經(jīng)濟的旋轉(zhuǎn) 傳感器。為實現(xiàn)所提出的目的，本發(fā)明的特征在于權(quán)利要求1的技術(shù)教導(dǎo)。本發(fā)明的主要特征是電子的分析處理電路被安置在一個電路板上，在該電路板 的底側(cè)上直接能導(dǎo)電地設(shè)置一個定子面；對置于該定子面并通過氣隙分隔開地配有一個非 旋轉(zhuǎn)對稱的轉(zhuǎn)子盤，該轉(zhuǎn)子盤本身被固定在一個轉(zhuǎn)子支座中，該轉(zhuǎn)子支座以形狀鎖合方式 高精度地固定在轉(zhuǎn)子軸的外圓周上。利用所給出的技術(shù)教導(dǎo)，得出下述重要優(yōu)點在結(jié)構(gòu)簡單的情況下，可獲得測量結(jié) 果的高精確度。簡單的結(jié)構(gòu)是通過下述措施予以實現(xiàn)的電路板既承載著電子的分析處理電路， 也承載著用于誤差校正的電路，同時在其底側(cè)上還承載著有導(dǎo)電能力的定子面，該定子面 最好用一種銅導(dǎo)體制成，其上涂敷有一層絕緣漆。為了使電路板具有雙重功能，即一方面作為支座用于檢測電路、分析電路和誤差校正電路，同時還作為支座用于定子面，該定子面作為能導(dǎo)電的銅面被布置在電路板的底 側(cè)上，并用絕緣漆加以涂層。為了達到一種高精度的、防止不平衡的設(shè)置，還規(guī)定通過氣隙分隔開的和對置地 布置的轉(zhuǎn)子盤也只是用一種銅面制成，該銅面設(shè)置在一個轉(zhuǎn)子支座上，該轉(zhuǎn)子支座最好用 一種電絕緣的塑料材料制成。也就是說，轉(zhuǎn)子支座是一個簡單的、經(jīng)濟的塑料件，它能高精度地和形狀鎖合地配 裝到轉(zhuǎn)子軸的外圓周上，同時在轉(zhuǎn)子支座上還設(shè)置了一個單側(cè)敞開的凹槽，轉(zhuǎn)子盤被置入 該凹槽中，該轉(zhuǎn)子盤在旋轉(zhuǎn)方向上觀察是設(shè)計成偏心的。由此獲得了一種既特別簡單而又經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)，此外它也是高精確度的。通過將用薄的銅材料制成的轉(zhuǎn)子盤固定在轉(zhuǎn)子支座的一個單側(cè)敞開的凹槽中，使 得其制作特別簡單。將這樣一個簡單的銅盤固定在用塑料制的轉(zhuǎn)子支座的一個凹槽中，例如可以通過 利用膠粘劑進行粘接或者通過嵌置一個粘接環(huán)的方法予以實現(xiàn)，這種粘接環(huán)是設(shè)計為雙面 粘性的，它以其下表面粘接到轉(zhuǎn)子支座的凹槽中，以其上粘接表面粘接到與轉(zhuǎn)子盤的底側(cè) 相連的粘合帶中。當然，本發(fā)明并不局限于偏心設(shè)計的轉(zhuǎn)子盤用價格低廉的銅材料制成的。根據(jù)另 一項設(shè)計，可做如下規(guī)定轉(zhuǎn)子盤用鋁或用鋼制成，它也可按上述方式嵌置到轉(zhuǎn)子支座的一 個空隙部中，并最好利用膠粘劑或粘接片固定在該處。利用所給出的技術(shù)教導(dǎo)，可獲得以下優(yōu)點由于轉(zhuǎn)子支座高精度地繃緊安裝在軸 的外圓周上，所以可防止轉(zhuǎn)子盤的翹曲或沖擊，因為這樣可以避免現(xiàn)有技術(shù)中所述的壓配 合(見前文所述)。此外，根據(jù)本發(fā)明提出的不同的實施形式，如可以將轉(zhuǎn)子支座在軸的外 圓周上進行一種無應(yīng)力的緊固1.在第一個實施形式中，規(guī)定在軸的外圓周上設(shè)置齒部，而轉(zhuǎn)子支座在其內(nèi)圓 周上也具有相配的齒部，因而在轉(zhuǎn)子支座和轉(zhuǎn)子軸的外圓周之間存在一種抗扭轉(zhuǎn)的、形狀 鎖合的連接，而不會有導(dǎo)致產(chǎn)生不平衡的壓配合。2.在第二個實施形式中，規(guī)定轉(zhuǎn)子支座用一種合適的塑料材料制成，直接注塑 到金屬的軸的外圓周上，借以實現(xiàn)與轉(zhuǎn)子軸的外圓周的一種無應(yīng)力形狀鎖合。為了達到同時支承著定子的電路板的高精度支承，另一個重要特征是本發(fā)明規(guī) 定，電路板通過一個法蘭被安置在覆蓋著整個旋轉(zhuǎn)傳感器的罩體中，該罩體本身則支撐在 一個外殼法蘭上，該外殼法蘭經(jīng)過一個樞軸承裝置在軸上定心。以此方式，能通過下述措施實現(xiàn)高精度的量度傳遞首先在軸的外圓周上設(shè)置優(yōu) 選兩個彼此相對預(yù)緊的球軸承，它們支承著外殼法蘭。這樣就可確保使外殼法蘭良好地定 心在軸的外圓周上，并且盡可能低摩擦和無沖擊地被支承著?，F(xiàn)依本發(fā)明做如下規(guī)定外殼法蘭的外圓周用作套置在其上的罩體的內(nèi)圓周所用 的定心面；該罩體將這一定心量度傳遞到一個在軸向位于內(nèi)部的環(huán)形法蘭上(管狀的定心 突緣)，在該環(huán)形法蘭的下端側(cè)上有一個斜面，電路板的內(nèi)端側(cè)通過一個配合面高精度地貼 靠在該斜面上，借以高精度地在外殼中定心。以此方式，可以高精度地將量度從軸的外圓周經(jīng)由上述球軸承傳遞到外殼法蘭 上，并從外殼法蘭的外圓周經(jīng)由高度精密加工的罩體而被傳遞到罩體的中心環(huán)形法蘭(定心突緣)的內(nèi)圓周上，在該罩體的內(nèi)圓周上則將電路板的在徑向位于內(nèi)部的端側(cè)加以定心。在一種改型的實施形式中，做了如下規(guī)定代替電路板的內(nèi)部定心，采用了外部定 心的做法。在此情況下，電路板的外圓周對心地和高精確度地貼靠在外殼法蘭或罩體的內(nèi) 圓周上。這樣就可做到設(shè)置在電路板底側(cè)上的定子是高精度地被定心在外殼中。按本發(fā)明的一項發(fā)展，規(guī)定被定心和被支承的該系統(tǒng)配有一個高精度的氣隙，該 氣隙被設(shè)計在轉(zhuǎn)子和定子之間。上述氣隙可以簡單地通過對轉(zhuǎn)子盤的車削(旋轉(zhuǎn)切削加工)予以實現(xiàn)。同樣也可 以采用銑削或磨削。在安裝時有可能出現(xiàn)的高差可以下述采取措施加以避免在安裝轉(zhuǎn)子時，再次將 轉(zhuǎn)子進行精車削，借以獲得一個均勻地在整個半徑上延伸的氣隙，因此，該氣隙是通過其徑 向延伸保持同樣精確地平行于相對置的定子而形成的。特別有利的做法是嵌置在轉(zhuǎn)子支座中的偏心的轉(zhuǎn)子盤略微超出轉(zhuǎn)子支座的厚 度，以便然后可以準確對中地車削掉上述超出的面，從而獲得一個在徑向路徑上從里向外 平行延伸的氣隙。如若仍有剩余誤差，按本發(fā)明可通過一個設(shè)置在電路板上的電子線路以相應(yīng)的誤 差校正來抵銷該剩余誤差。本發(fā)明的主題不僅由單個權(quán)利要求的主題體現(xiàn)出來，而且也可由各個權(quán)利要求相 互的結(jié)合體現(xiàn)出來。在申請文件(包括摘要)中公開的所有信息和特征，特別是在附圖中繪示的空間 設(shè)計，都作為本發(fā)明的基本內(nèi)容提出專利保護，只要它們單獨或者組合起來相對于現(xiàn)有技 術(shù)而言是新的。


下面將參照僅表明一種實施方式的附圖，對本發(fā)明作詳細說明。在此，從附圖及其 說明中可以看出本發(fā)明的其它基本特征和優(yōu)點。附圖表示圖1電容式旋轉(zhuǎn)傳感器的示意的中心縱剖視圖；圖2圖1所示旋轉(zhuǎn)傳感器取下罩體后的俯視圖；圖3罩體的剖視圖；圖4罩體的內(nèi)部視圖；圖5罩體的外部視圖；圖6罩體的透視內(nèi)部視圖；圖7罩體的透視外部視圖；圖8轉(zhuǎn)子支座的透視圖；圖9轉(zhuǎn)子支座的放大剖視圖，在中心孔區(qū)域內(nèi)；圖10圖8所示轉(zhuǎn)子支座的剖視圖；圖11圖10所示轉(zhuǎn)子支座的俯視圖12通過偏心的轉(zhuǎn)子面的定子面覆蓋透視圖；圖13與圖12所示相同的圖示，具有其它細節(jié)； 圖14電氣的等效電路圖，它按圖12和13所示裝置得出；圖15在轉(zhuǎn)子360°全旋轉(zhuǎn)時，在轉(zhuǎn)子和定子之間推導(dǎo)出的電容；圖16-18從圖15推導(dǎo)出的其它電容曲線，具體而言，圖16和17表示由轉(zhuǎn)子盤的 各個四分部(四分之一圓)推導(dǎo)出來的電容值，這些電容值綜合成圖18所示的一個總電容 值；圖19轉(zhuǎn)子的俯視圖，具有4個均等的四分部；圖20粘接環(huán)的俯視圖，該粘接環(huán)將轉(zhuǎn)子盤固定在轉(zhuǎn)子支座中；圖21電容式旋轉(zhuǎn)傳感器工作電路示意圖。
具體實施例方式如圖1和2所示，本發(fā)明提出的電容式旋轉(zhuǎn)傳感器主要包括一個例如用鋁鑄件制 成的外殼法蘭1，該外殼法蘭是設(shè)計為呈圓柱狀的，在其內(nèi)孔中設(shè)有一個由對置地夾緊的球 軸承2形成的裝置。球軸承2最好設(shè)計為深溝球軸承。按另一種發(fā)展，可以規(guī)定這種球軸承是設(shè)計為 滑動軸承或者一般地設(shè)計為滾動軸承。在內(nèi)腔中，一個軸3由球軸承2所支承，該軸以其一個下方的延長部分從電容式旋 轉(zhuǎn)傳感器的外殼中伸出，并借助一個鎖緊環(huán)4固定以防止脫落。該鎖緊環(huán)也可取消。不過， 它可以用來附加地承受那些由軸3傳遞到外殼法蘭1上的軸向力。按照下文還將加以詳細說明的方式，將一個最好用塑料制成的轉(zhuǎn)子支座5高精度 地安置在軸3的外圓周上，也就是以它的一個滾花配合面21形狀鎖合地和抗扭轉(zhuǎn)地安置在 軸3的外圓周上。在此重要的一點是滾花配合面21可以使轉(zhuǎn)子支座5抗扭轉(zhuǎn)地、無應(yīng)力 地固定在軸3的外圓周上。代替滾花配合面21，也可以設(shè)置一種四棱的、二棱的或多角的連 接結(jié)構(gòu)。此外，重要的是轉(zhuǎn)子支座5在其上側(cè)有一個凹入部30 (見圖8至11)，一個雙面粘 性的粘接環(huán)7被嵌置在該凹入部中，該粘接環(huán)以它的一個粘接面粘接在凹入部30的底上， 以它的對置的粘接面固定在作為窄的金屬面設(shè)計的轉(zhuǎn)子盤6上。以此方式就實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子盤6的簡單而又高精度的固定，特別是(如在引言部分中 所介紹的那樣)當轉(zhuǎn)子盤6安裝在轉(zhuǎn)子支座上之后和轉(zhuǎn)子支座安裝在軸上之后仍精車削加 工的條件下，尤其如此。此外，重要的是對置于轉(zhuǎn)子盤6的一個氣隙19的是一個定子面37，該定子面是 作為薄的帶狀導(dǎo)體面加以設(shè)計的，其厚度(例如為30至100微米)與在一般印刷電路上的 相同。從而可實現(xiàn)定子面37的一種很簡單的制造，因為這種定子面是按一種金屬化的銅面 的形式設(shè)置在一個印刷電路板8的表面上。因此，該印刷電路板8在底側(cè)上形成定子，在其上側(cè)承載著一個電子線路28，分析 處理電路和誤差校正電路都設(shè)置在該電子線路中。此外，電路板8還帶有電氣接線端子18，該接線端子例如是作為插塞頭設(shè)計的，并 且它通過一個設(shè)置在罩體上的空隙部29是可以從外面接觸到的。
罩體9是高精度地例如用一種鋁壓鑄件制成的，而且設(shè)計得可以導(dǎo)電。該罩體包括一個外部的垂直法蘭26，該法蘭作為環(huán)形法蘭在一個配合面25的區(qū) 域內(nèi)均勻地貼靠在外殼法蘭1的外圓周上，在此，該配合量度經(jīng)由垂直的法蘭26被傳遞到 罩體9的水平法蘭27上，再從那里傳遞到罩體的另一個環(huán)形法蘭14上，該環(huán)形法蘭是用于 電路板8的內(nèi)部定心。罩體9通過固定螺釘10與外殼法蘭1相連接，其中，在外殼法蘭1中有相應(yīng)的固 定孔11。按下述方式就可獲得一種特別簡單的屏蔽，即，在電路板8的區(qū)域內(nèi)再附加地設(shè) 置一個導(dǎo)電層13，該導(dǎo)電層經(jīng)由層間通貫接通點12與外殼法蘭1導(dǎo)電連接。按本發(fā)明，在罩體9的環(huán)形法蘭14和電路板8的內(nèi)圓周之間設(shè)置了一種高精度的 定心結(jié)構(gòu)。為此目的，電路板8在其徑向的內(nèi)圓周上有一個內(nèi)孔15，該內(nèi)孔貼合在罩體9的 環(huán)形法蘭14的內(nèi)圓周上一個相配的垂直配合面17上。在此，可通過斜面16實現(xiàn)定心，從 而在安裝時通過該斜面16實現(xiàn)精確的對中定位，借以在罩體9的環(huán)形法蘭14和電路板8 的中心孔15之間的配合面17的區(qū)域內(nèi)達到可靠的配合。轉(zhuǎn)子支座5可旋轉(zhuǎn)地支承在外殼法蘭1的一個凹槽20中，并借助前述的滾花配合 面21在軸3的外圓周上定心。對此，如圖9至11所示，在轉(zhuǎn)子支座5的中心孔31的區(qū)域內(nèi)，配置了一個上粘接 面34，該粘接面是作為倒斜的面設(shè)計的，從而在粘面34的區(qū)域內(nèi)設(shè)有一個斜面，借以防止 轉(zhuǎn)子支座5從軸3向上沿軸向掉落。此外，在圖9中示出在對置于滾花配合面21的配合面36上連接著一個止擋面 35，從而在將轉(zhuǎn)子支座5套置在軸3的外圓周上時可在軸向上得到軸向限制。軸3的外圓周帶有齒部22，借以實現(xiàn)與轉(zhuǎn)子支座5的一種抗扭轉(zhuǎn)的、形狀鎖合的連接。罩體9在其上側(cè)處于向內(nèi)定向的環(huán)形法蘭14的區(qū)域內(nèi)有一個安裝孔23。這樣就 可將整個裝置壓合到一個傳動軸上，并可再拔下來。為此目的，一個螺紋心軸穿過安裝孔 23，該螺紋心軸嚙合到軸3端側(cè)中的鉆空部的螺紋孔24內(nèi)并在那里固定。圖8、10和11還表示出，在轉(zhuǎn)子支座5上設(shè)計了一個通孔、一個袋孔或一個空隙 部，如圖10所示。這樣，在旋轉(zhuǎn)時，就可防止轉(zhuǎn)子支座5的不平衡現(xiàn)象，這是因為，在轉(zhuǎn)子支 座5上設(shè)置了一個偏心的轉(zhuǎn)子盤6，如果沒有那樣一個用作重力平衡措施的空隙部32的話， 就會產(chǎn)生不平衡。為了能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子支座5有利地配裝到軸3的齒部22上，轉(zhuǎn)子支座5的中心孔如圖 9所示具有依徑向朝外定向的引導(dǎo)斜面33。圖12和13表示了轉(zhuǎn)子盤6和中心的定子面37的配置情況。如圖19所示，定子面37具有能導(dǎo)電的但卻通過依徑向延伸的絕緣接片而彼此分 開的四分部38a、38b、38c、38d，所以總共有四個能導(dǎo)電的薄層彼此絕緣。在內(nèi)圓周上，上述四個四分部38a_d通過一環(huán)繞的電絕緣的絕緣環(huán)46而彼此分開。在絕緣環(huán)46的內(nèi)圓周中設(shè)置了一個能導(dǎo)電的中心的定子環(huán)39，該定子環(huán)在圖19 中以字母R表示。各個四分部38則以大寫字母A、B、C、D表示。
圖12和13表示出圖19中所示的定子以一個偏心的轉(zhuǎn)子盤6覆蓋的情況，該偏 心的轉(zhuǎn)子盤本身由一個能導(dǎo)電的連續(xù)的薄層構(gòu)成。偏心的轉(zhuǎn)子盤6具有一個內(nèi)轉(zhuǎn)子環(huán)41， 該轉(zhuǎn)子環(huán)是作為中心環(huán)設(shè)計的，它作為能導(dǎo)電的薄層與轉(zhuǎn)子盤6的其余的偏心區(qū)域?qū)щ娺B 接。也就是說，這里涉及的是一個虛擬的轉(zhuǎn)子環(huán)41，它作為假想的導(dǎo)電面被設(shè)置在偏心的轉(zhuǎn) 子盤的整個導(dǎo)電面區(qū)域內(nèi)。重要的一點就是該假想的中心的轉(zhuǎn)子環(huán)41精準地對置于中心 的定子環(huán)39，而且依圖14所示形成一個保持相等的、不可改變的電容。這一情況參見圖14所示的等效電路圖。轉(zhuǎn)子盤6的各偏心區(qū)域?qū)χ糜诙ㄗ用?7的各中心的四分部38，它們?nèi)缓笤趫D14 所示的等效電路圖給出一個可變的電容器CA’，從而可從這兩個電容器CA’和CR得到一個 總電容CA。圖14所示的等效電路圖是為每個四分部A、B、C和D而制定的。在此，其先決條件 是對于每一個四分部，都存在分接頭45，也就是說，分接頭45a用于四分部A和中間的定 子環(huán)39。一個相同的分接頭45a、b用于導(dǎo)出來自四分部B的電容值，另一個分接頭用于導(dǎo) 出來自四分部C的電容值。轉(zhuǎn)子盤6分為兩個部分，即一個偏心的外區(qū)42和一個帶有轉(zhuǎn)子環(huán)41的中心的內(nèi)區(qū)。由此得到一個定值電容器43，見圖14的等效電路圖所示。在圖15中示出在轉(zhuǎn)子相對定子經(jīng)過一個完全的360°旋轉(zhuǎn)角進行旋轉(zhuǎn)時，一個 四分部的電容變化曲線。總曲線是依圖16和17所示組合而成的。在圖16中，示出了經(jīng)過360°的調(diào)制電 容曲線；在圖17中示出的則是錯開180°的調(diào)制電容曲線，其中，例如四分部B和D可以彼 此相對地讀出，借以獲得圖16和17中的變化曲線。作為這兩個值之和，可從得出圖18的 總和曲線，其中，電容值在此被加倍。這樣就能獲得高精確度的讀數(shù)，因為加倍的電容值比 起單一的電容值來說，可以更有利地被讀數(shù)。因此，分析處理電路也就更為簡單、更加精確。圖16和17所示的兩個測量值的數(shù)學(xué)求和而導(dǎo)致獲得圖18所示的總和曲線。圖20表示了作為實施例的一種粘接環(huán)7，它被粘合到轉(zhuǎn)子支座的空隙部29中。如 圖所示，該粘接環(huán)具有彼此對置的粘接面53a、53b，因此它起著雙粘接環(huán)的作用。圖21表示了本發(fā)明提出的電容式傳感器50的分析處理電路。在此，定子面37對 置于偏心的轉(zhuǎn)子面42，而且有多個分接導(dǎo)線47、48，其中，通過一個分接導(dǎo)線對47，可推導(dǎo) 出正的和負的正弦角，而通過另一個分接導(dǎo)線對48，則可推導(dǎo)出正的和負的余弦角。從彼此 對置的電極上導(dǎo)出的兩個電容器值形成了分析處理電路49的輸入，該電路49主要包括兩 個模件，即一個電容測量電路51和一個附屬的次級分析處理電路，利用這個電路在輸出導(dǎo) 線54上發(fā)送出數(shù)字值。附圖標記一覽表1外殼法蘭2球軸承3 軸4鎖緊環(huán)
28電子線路 29空隙部(18) 30凹入部(用于6) 31中心孔 5的)
5轉(zhuǎn)子支座32用于重力平衡的空隙部6轉(zhuǎn)子盤(偏心的) 33導(dǎo)入斜面
7粘接環(huán)34粘接面8電路板(定子)35止擋面9罩體36配合面10固定螺釘37定子面11固定孔38a，b，c，d四分部(定子)12層間通貫接通點39定子環(huán)13導(dǎo)電層40絕緣接片14環(huán)形法蘭(罩體9) 41轉(zhuǎn)子環(huán)(6的)15內(nèi)孔(8)42偏心的外區(qū)(6的)16斜面43定值電容器(41)17配合面44可變電容器18電氣接線端子45分接頭a、b19氣隙46絕緣環(huán)20凹槽47分接導(dǎo)線21滾花配合面48分接導(dǎo)線22齒部49測量電路23安裝孔50電容式傳感器24螺紋孔51電容測量電路25配合面52分析處理電路26垂直法蘭(9)53粘接面a-上，b-下27水平法蘭(9)54輸出導(dǎo)線
權(quán)利要求
電容式旋轉(zhuǎn)傳感器，用于檢測一個相對于固定物體運動的物體的位置，該旋轉(zhuǎn)傳感器包括一根可旋轉(zhuǎn)地支承在一個外殼法蘭(1)中的軸(3)，該軸抗扭轉(zhuǎn)地與一個轉(zhuǎn)子(5，6)相連，通過氣隙(19)分隔開地對置于該轉(zhuǎn)子配有一個定子(8)，其中，至少轉(zhuǎn)子(5，6)、定子(8)和一個分析處理電路(28)被一個能導(dǎo)電的罩體所包圍，其特征在于在一電路板(8)的底側(cè)上設(shè)有一個定子面(37)，對置于所述定子面(37)并通過氣隙(19)分開地配有一個非旋轉(zhuǎn)對稱的轉(zhuǎn)子盤(6)，該轉(zhuǎn)子盤本身被固定在一個轉(zhuǎn)子支座(5)上，該轉(zhuǎn)子支座(5)以抗扭轉(zhuǎn)方式高精度地固定在所述軸(3)的外圓周上。
2.按權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于所述電路板(8)在其底側(cè)上承載著 能導(dǎo)電的定子面(37)，該定子面用一種銅導(dǎo)體制成，其上涂敷有一層絕緣漆。
3.按權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于所述電路板(8)帶有電子的分 析處理電路和用于誤差校正的電路。
4.按權(quán)利要求1至3中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于為了達到一種高精度 的、防止不平衡的設(shè)置，而規(guī)定偏心的轉(zhuǎn)子盤(5，6)由一銅面構(gòu)成，該銅面設(shè)置在一個絕 緣的轉(zhuǎn)子支座(5)上。
5.按權(quán)利要求1至4中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)子支座(5)設(shè)計為 簡單的、經(jīng)濟的塑料件，該塑料件高精度地和形狀鎖合地配裝在所述軸(3)的外圓周上。
6.按權(quán)利要求1至5中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于在轉(zhuǎn)子支座(5)上設(shè) 置有一個單側(cè)敞開的凹槽(30)，偏心的轉(zhuǎn)子盤(6)被置入該凹槽中。
7.按權(quán)利要求1至6中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)子盤(6)是粘合到 凹槽(30)中的。
8.按權(quán)利要求1至7中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)子盤(6)通過一個 雙面粘性的粘接環(huán)(7)固定在凹槽中。
9.按權(quán)利要求1至8中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)子支座(5)無應(yīng)力 地以形狀鎖合和抗扭轉(zhuǎn)方式固定在所述軸(3)的外圓周上。
10.按權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于在所述軸(3)的外圓周上設(shè)有齒部 (22)，轉(zhuǎn)子支座(5)在其內(nèi)圓周上具有相配的齒部，從而在轉(zhuǎn)子支座和軸的外圓周之間形 成一種抗扭轉(zhuǎn)的、形狀鎖合的連接。
11.按權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)子支座(5)由塑料材料制成，并 且是直接注塑到金屬的軸(3)的外圓周上。
12.按權(quán)利要求1至11中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于所述電路板(8)經(jīng) 由一個法蘭被安置在覆蓋整個旋轉(zhuǎn)傳感器(50)的罩體(9)中，該罩體本身則支撐在所述外 殼法蘭(1)上，該外殼法蘭經(jīng)由一個樞軸承裝置(2，4)在軸(3)上定心。
13.按權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于一種高精確的量度傳遞是通過下 述措施實現(xiàn)的在所述軸(3)的外圓周上設(shè)置兩個彼此相對預(yù)緊的球軸承(2)，它們支承著 所述外殼法蘭(1)。
14.按權(quán)利要求1至13中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于外殼法蘭(1)的外圓 周用作套置在其上的罩體(9)的內(nèi)圓周的定心面；罩體(9)將這個定心量度傳遞到一個在 軸向位于內(nèi)部的環(huán)形法蘭(14)上，在該環(huán)形法蘭的下端側(cè)上有一個斜面(16)，電路板(8) 的內(nèi)圓周借助一個配合面(17)高精度地貼靠在該斜面上，借以高精度地定心于外殼中。
15.按權(quán)利要求1至14中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于所述軸(3)經(jīng)由球 軸承(2)可旋轉(zhuǎn)地支承在外殼法蘭(1)中；所述軸(3)以其下面的一個延長部分從電容式 旋轉(zhuǎn)傳感器的外殼中伸出，并借助一個夾緊環(huán)(4)固定以防止脫落。
16.按權(quán)利要求1至15中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于所述軸(3)的上面 的縮短部分是安置在外殼法蘭(1)中并被罩體(9)所覆蓋。
17.按權(quán)利要求1至16中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于所述罩體(9)包括 一個外部的垂直法蘭(26)，該法蘭作為環(huán)形法蘭均勻地貼靠在外殼法蘭(1)外圓周上一個 配合面(25)的區(qū)域內(nèi)；該配合量度經(jīng)由所述垂直法蘭(26)被傳遞到罩體(9)的水平法蘭 (27)上，并從那里被傳遞到罩體(9)的一個內(nèi)部的環(huán)形法蘭(14)上，該環(huán)形法蘭將電路板 (8)定心。
18.按權(quán)利要求1至17中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于在罩體(9)的環(huán)形 法蘭(14)和電路板⑶的內(nèi)圓周之間設(shè)置一種高精度的定心結(jié)構(gòu)；電路板⑶在內(nèi)圓周上 具有一個內(nèi)孔(15)，該內(nèi)孔貼靠在罩體(9)的環(huán)形法蘭(14)的內(nèi)圓周上的一個垂直配合面 (17)上。
19.按權(quán)利要求18所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于電路板(8)在徑向內(nèi)圓周上有一 個內(nèi)孔(15)，該內(nèi)孔貼靠在罩體(9)的環(huán)形法蘭(14)的內(nèi)圓周上的一個相配的垂直配合面 (17)上。
20.按權(quán)利要求1至19中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)子支座(5)可旋 轉(zhuǎn)地支承在外殼法蘭(1)的一個凹槽(20)中，并借助一個滾花配合面(21)在軸(3)的外 圓周上定心。
21.按權(quán)利要求1至20中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于在轉(zhuǎn)子支座(5)的 中心孔(31)的區(qū)域內(nèi)，構(gòu)造有一個上粘接面(34)作為倒斜的面，在該面的區(qū)域內(nèi)設(shè)置一個 粘接斜面，借以固定轉(zhuǎn)子支座(5)，防止其從所述軸(3)向上沿軸向掉落。
22.按權(quán)利要求1至21中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于在轉(zhuǎn)子支座(5)的 外區(qū)偏心地設(shè)置一個作為重力平衡結(jié)構(gòu)的空隙部(32)。
23.按權(quán)利要求1至22中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于定子面(37)具有能 導(dǎo)電的、但通過徑向延伸的絕緣接片彼此分開的四分部(38a，38b，38c，38d)，這些四分部設(shè) 計為導(dǎo)電的薄層并彼此絕緣。
24.按權(quán)利要求23所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于內(nèi)圓周上的四分部(38a-d)通過 一個環(huán)繞的電絕緣的絕緣環(huán)(46)彼此分隔開；在絕緣環(huán)(46)的內(nèi)圓周上設(shè)置有一個能導(dǎo) 電的、中心的定子環(huán)(39)。
25.按權(quán)利要求1至24中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于偏心的轉(zhuǎn)子盤(6)具 有一個內(nèi)部的中心的轉(zhuǎn)子環(huán)(41)，該轉(zhuǎn)子環(huán)作為能導(dǎo)電的薄層與轉(zhuǎn)子盤(6)的其余的偏心 區(qū)域?qū)щ娺B接。
26.按權(quán)利要求1至25中任一項所述的旋轉(zhuǎn)傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)子盤(6)分為一 個偏心的外區(qū)(42)和一個帶有轉(zhuǎn)子環(huán)(41)的中心的內(nèi)區(qū)。
全文摘要
電容式旋轉(zhuǎn)傳感器，用于檢測一個相對于固定物體運動的物體的位置，它包括一根可旋轉(zhuǎn)地支承在一個外殼法蘭中的軸，該軸抗扭轉(zhuǎn)地與一個轉(zhuǎn)子相連，通過一個氣隙分隔開地對置于該轉(zhuǎn)子配有一個定子，其中，至少轉(zhuǎn)子、定子和一個分析處理電路被一個能導(dǎo)電的罩體所包圍，其中，在一電路板的底側(cè)上設(shè)置有一個定子面；對置于該定子面并通過氣隙分開地配有一個非旋轉(zhuǎn)對稱的轉(zhuǎn)子盤，該轉(zhuǎn)子盤本身固定在一個轉(zhuǎn)子支座上，該轉(zhuǎn)子支座以抗扭轉(zhuǎn)方式高精度地固定在軸的外圓周上。
文檔編號H02K11/00GK101877514SQ20101017170
公開日2010年11月3日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者A·韋爾施泰因, J·比歇爾, S·黑爾德 申請人:亨斯特勒有限公司