本發(fā)明涉及一種用于相對(duì)于電機(jī)的定子確定轉(zhuǎn)子的位置的轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)具有傳感器以及與傳感器處于有效連接中的發(fā)射器輪廓(Geberkontur，有時(shí)候稱為信號(hào)裝置輪廓)。

此外本發(fā)明涉及一種帶有定子、轉(zhuǎn)子以及用于相對(duì)于定子確定轉(zhuǎn)子的位置的轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)的電機(jī)。

此外本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)：

在電機(jī)的運(yùn)行中相對(duì)于定子精確確定轉(zhuǎn)子的位置是必要的。對(duì)此在現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用所謂的轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)通常由靜態(tài)地布置的傳感器以及與傳感器處于有效連接中的動(dòng)態(tài)地布置的發(fā)射器(Geber，有時(shí)候稱為信號(hào)裝置)組成。為了確定位置發(fā)射器具有發(fā)射器輪廓，該發(fā)射器輪廓能夠由傳感器識(shí)別或讀出。發(fā)射器的制造精確性對(duì)于在傳感器處到達(dá)的位置信號(hào)或通過傳感器獲取的位置信號(hào)的精確性是決定性的。

為了達(dá)到發(fā)射器的高的制造精確性，發(fā)射器在現(xiàn)有技術(shù)中構(gòu)造為分離的發(fā)射器輪(Geberrad，有時(shí)候稱為信號(hào)裝置輪)并且利用高的精確性制造并且接著與轉(zhuǎn)子支撐體相連接或接合。

在文件DE102004033082A1中描述了渦流傳感器組件，尤其用于距離測(cè)量或角度測(cè)量。渦流傳感器組件具有帶有用于產(chǎn)生渦流的線圈的傳感器以及可傳導(dǎo)的發(fā)射器，其中傳感器和發(fā)射器能夠相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)。發(fā)射器具有軌跡，該軌跡由傳感器掃描并且該軌跡這樣地設(shè)計(jì)，即使得在掃描中產(chǎn)生脈沖形的信號(hào)。發(fā)射器以發(fā)射器輪的形式固定在轉(zhuǎn)子軸處。

文件DE102012205760A1涉及一種回轉(zhuǎn)的電機(jī)，尤其電動(dòng)機(jī)或者發(fā)電機(jī)。電機(jī)具有轉(zhuǎn)子軸，該轉(zhuǎn)子軸帶有布置在轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)子。此外設(shè)置有帶有發(fā)射器輪的轉(zhuǎn)子位置發(fā)射器。

在文件D202012002027U1中描述了回轉(zhuǎn)的電機(jī)，其中傳感器軌跡施加到卷繞式端蓋(Wickelkopfabdeckung)上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是，關(guān)于待獲取的位置信號(hào)的精確性進(jìn)一步改善用于相對(duì)于電機(jī)的定子確定轉(zhuǎn)子的位置的轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)。

對(duì)此根據(jù)本發(fā)明提出了用于相對(duì)于電機(jī)的定子確定轉(zhuǎn)子的位置的轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)具有傳感器以及與傳感器處于有效連接中的發(fā)射器輪廓。根據(jù)本發(fā)明發(fā)射器輪廓集成到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸中。

轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)用于獲取位置信號(hào)，通過該位置信號(hào)能夠任何時(shí)候相對(duì)于定子精確地確定轉(zhuǎn)子的位置。對(duì)此轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)的傳感器靜態(tài)地并且因此不同于轉(zhuǎn)子本身不可運(yùn)動(dòng)地布置。集成到轉(zhuǎn)子軸中的發(fā)射器輪廓?jiǎng)討B(tài)地布置。這意味著，發(fā)射器輪廓相對(duì)于靜態(tài)地布置的傳感器與轉(zhuǎn)子一起運(yùn)動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)。

傳感器和發(fā)射器輪廓彼此處于有效連接中。對(duì)此不可理解為直接的機(jī)械的連接。相反地傳感器布置成與發(fā)射器輪廓間隔開并且布置成與轉(zhuǎn)子或與轉(zhuǎn)子軸間隔開。

例如能夠設(shè)置有感應(yīng)式傳感器。因?yàn)檗D(zhuǎn)子軸由可導(dǎo)電的材料制成，故集成到轉(zhuǎn)子軸中的發(fā)射器輪廓同樣可導(dǎo)電。傳感器或在傳感器中的線圈能夠加載有高頻的電流，由此在該傳感器的較近的周圍環(huán)境中產(chǎn)生高頻的磁場，其中通過集成到轉(zhuǎn)子軸中的發(fā)射器輪廓產(chǎn)生渦流。渦流本身再次產(chǎn)生與傳感器或傳感器的線圈的磁場反向的磁場。視在傳感器和通過發(fā)射器輪廓形成的面之間的距離而定該反向場具有不同的大小。從中能夠確定在傳感器和通過發(fā)射器輪廓形成的面之間的距離。

此外應(yīng)用光學(xué)傳感器是可行的。借助于光學(xué)的測(cè)量信號(hào)可測(cè)量在傳感器和通過發(fā)射器輪廓形成的面之間的距離。

基于所獲取的在傳感器和通過發(fā)射器輪廓形成的面之間的距離能夠相對(duì)于定子確定轉(zhuǎn)子的精確的位置。

通過發(fā)射器輪廓集成到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸中，能夠?qū)崿F(xiàn)總系統(tǒng)的或在傳感器處產(chǎn)生的位置信號(hào)的特別高的精確性。

對(duì)于在背景技術(shù)中應(yīng)用且與轉(zhuǎn)子支撐體相連接的發(fā)射器輪而言總系統(tǒng)的精確性通過轉(zhuǎn)子支撐體、發(fā)射器輪以及連接影響的單部分公差的總和確定。不僅發(fā)射器輪的發(fā)射器輪廓、發(fā)射器輪與轉(zhuǎn)子支撐體的連接以及轉(zhuǎn)子支撐體本身具有公差，由此得出了對(duì)于總系統(tǒng)的相對(duì)長的公差鏈以及因此更高的不精確性。

反之根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)具有短得多的公差鏈。分離的元件的與發(fā)射器輪廓的連接或接合不是必要的。發(fā)射器輪廓直接地集成到轉(zhuǎn)子軸中。

優(yōu)選地轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)因此不具有分離的發(fā)射器輪。分離的發(fā)射器輪與轉(zhuǎn)子軸的接合因此有利地不再是必要的。

發(fā)射器輪廓優(yōu)選地至少局部地印入(einpr?gen)到轉(zhuǎn)子軸中和/或印上(aufpr?gen)到轉(zhuǎn)子軸上。發(fā)射器輪廓能夠例如借助于壓印、沖壓、鍛造、激光處理、腐蝕(電腐蝕方法)、銑削和/或銼削印入到轉(zhuǎn)子軸中和/或印上到轉(zhuǎn)子軸上。特別優(yōu)選地發(fā)射器輪廓在第一步驟中借助于壓印、沖壓、鍛造、激光處理或者腐蝕印入到轉(zhuǎn)子軸中和/或印上到轉(zhuǎn)子軸上并且然后借助于銑削加工和/或磨削加工精加工，以為了獲得盡可能地高的精確性。

原則上發(fā)射器輪廓能夠具有任何合適的形狀和特征。優(yōu)選地發(fā)射器輪廓具有在轉(zhuǎn)子軸中的凹口和/或在轉(zhuǎn)子軸上的突起部。

此外優(yōu)選地設(shè)置成，發(fā)射器輪廓端側(cè)地集成到轉(zhuǎn)子軸中。對(duì)此應(yīng)理解的是，發(fā)射器輪廓在轉(zhuǎn)子軸的端側(cè)的端部的區(qū)域中集成到轉(zhuǎn)子軸中。完全特別優(yōu)選地發(fā)射器輪廓在轉(zhuǎn)子軸的端側(cè)的面上集成到轉(zhuǎn)子軸中。

還優(yōu)選地設(shè)置成，發(fā)射器輪廓關(guān)于轉(zhuǎn)子軸的縱軸線徑向地取向或集成到徑向地相對(duì)于縱軸線取向的面中。對(duì)此應(yīng)理解的是，發(fā)射器輪廓在這樣的面上延伸或布置在這樣的面上，即該面以相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸的縱軸線成某一角度的方式取向，其中該角度為大于0°。特別優(yōu)選地發(fā)射器輪廓在基本上垂直于轉(zhuǎn)子軸的縱軸線取向的面上延伸。

轉(zhuǎn)子軸優(yōu)選地具有關(guān)于轉(zhuǎn)子軸的縱軸線徑向地從轉(zhuǎn)子軸的圓周側(cè)凸出的突出部。在此發(fā)射器輪廓集成到轉(zhuǎn)子軸的突出部中。突出部是轉(zhuǎn)子軸的一部分或與轉(zhuǎn)子軸構(gòu)造成單件。

例如突出部能夠環(huán)狀地布置在轉(zhuǎn)子軸的圓周側(cè)上或布置成環(huán)狀地圍繞轉(zhuǎn)子軸周圍。圓周側(cè)應(yīng)理解成由轉(zhuǎn)子軸周向地構(gòu)造的側(cè)面或轉(zhuǎn)子軸的周緣面(Mantelflaeche，有時(shí)稱為柱面)。

特別優(yōu)選地突出部部分區(qū)段地布置并且因此關(guān)于轉(zhuǎn)子軸的總長度僅僅局部地布置。特別優(yōu)選地轉(zhuǎn)子軸沿其縱軸線僅僅具有唯一的突出部。原則上突出部能夠布置在轉(zhuǎn)子軸的每個(gè)任意的區(qū)域中。但是完全特別優(yōu)選地突出部布置在轉(zhuǎn)子軸的端側(cè)的端部的區(qū)域中。

此外優(yōu)選地設(shè)置成，突出部基本上構(gòu)造成圓盤形。圓盤形地徑向地從轉(zhuǎn)子軸的圓周側(cè)凸出的突出部構(gòu)造了兩個(gè)基本上彼此平行地布置的環(huán)狀的面。發(fā)射器輪廓在此優(yōu)選地集成到第一環(huán)狀的面中或者集成到第二環(huán)狀的面中。

突出部優(yōu)選地在區(qū)段中完全地圍繞轉(zhuǎn)子軸周圍布置。第一和第二環(huán)狀的面優(yōu)選地徑向地相對(duì)于縱軸線取向。優(yōu)選地第一環(huán)狀的面向外指向并且第二環(huán)狀的面向內(nèi)指向。對(duì)此應(yīng)理解的是，在第一環(huán)狀的面和轉(zhuǎn)子軸的第一端側(cè)的端部之間的距離小于在第二環(huán)狀的面和轉(zhuǎn)子軸的第二端側(cè)的端部之間的距離。突出部能夠如此布置，即使得第一環(huán)狀的面以關(guān)于第一端側(cè)的端部偏移尤其向內(nèi)偏移的方式取向或布置。備選地轉(zhuǎn)子軸的第一端側(cè)的端部的端面能夠至少部分地通過突出部的第一環(huán)狀的面構(gòu)造。

發(fā)射器輪廓關(guān)于轉(zhuǎn)子軸的縱軸線能夠優(yōu)選地也布置在這樣的面上，即該面沿著縱軸線并且與縱軸線間隔開地或平行于縱軸線延伸。發(fā)射器輪廓能夠集成到圓周側(cè)中或集成到轉(zhuǎn)子軸的周向的側(cè)面中。例如發(fā)射器輪廓能夠印入到圓周側(cè)中和/或印上到圓周側(cè)上。在此優(yōu)選地設(shè)置成，發(fā)射器輪廓部分區(qū)段地也就是說在沿轉(zhuǎn)子軸的縱軸線的區(qū)段中布置。完全優(yōu)選地發(fā)射器輪廓在該區(qū)段中完全地在圓周側(cè)上圍繞轉(zhuǎn)子軸周圍布置。例如發(fā)射器輪廓能夠切向上也就是說沿轉(zhuǎn)子軸的周緣布置。

根據(jù)本發(fā)明此外設(shè)置有帶有定子以及可相對(duì)于定子運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子的電機(jī)，其中電機(jī)具有上面描述的轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明此外設(shè)置了用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其中與傳感器處于有效連接中的發(fā)射器輪廓集成到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸中。

附圖說明

在下文中根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式示例性地解釋了本發(fā)明。

其中：

圖1示意性地示出了帶有集成的發(fā)射器輪廓的轉(zhuǎn)子軸的部分區(qū)段的圖示，以及

圖2示意性地示出了帶有集成在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸中的發(fā)射器輪廓的電機(jī)。

參考符號(hào)列表

100 轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)

200 電機(jī)

10 轉(zhuǎn)子

11 傳感器

12 發(fā)射器輪廓

13 轉(zhuǎn)子軸

14 罩殼

15 轉(zhuǎn)子軸的縱軸線

16 轉(zhuǎn)子軸的圓周側(cè)

17 突出部

18 第一環(huán)狀的面

19 第二環(huán)狀的面

20 轉(zhuǎn)子軸的第一端側(cè)的端部

21 轉(zhuǎn)子軸的第二端側(cè)的端部

22 在罩殼中的轉(zhuǎn)子軸的支撐件。

具體實(shí)施方式

圖1示出了帶有集成的發(fā)射器輪廓12的轉(zhuǎn)子軸13的部分區(qū)段的圖示。為了更好的總覽起見在圖1中未示出轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)100的傳感器11。

在轉(zhuǎn)子軸13的第一端側(cè)的端部20的區(qū)域中完全地圍繞轉(zhuǎn)子軸13周圍布置了圓盤形的突出部17。圓盤形的突出部17徑向地相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸13的縱軸線15布置并且徑向地從轉(zhuǎn)子軸13的圓周側(cè)16延伸。突出部17是轉(zhuǎn)子軸13的一部分并且與轉(zhuǎn)子軸13單件式地構(gòu)造。突出部17因此不是分離的與轉(zhuǎn)子軸13相連接的構(gòu)件。

通過圓盤形的突出部17構(gòu)造了兩個(gè)基本上相對(duì)而置的且相互平行地布置的環(huán)狀的面18,19，即第一環(huán)狀的面18以及第二環(huán)狀的面19。第一環(huán)狀的面18朝向轉(zhuǎn)子軸13的第一端側(cè)的端部20指向并且因此向外指向。第二環(huán)狀的面19向內(nèi)或朝向第二端側(cè)的端部21取向。發(fā)射器輪廓在第一環(huán)狀的面18上集成到突出部17中并且因此集成到轉(zhuǎn)子軸13中。原則上發(fā)射器輪廓12能夠具有任何合適的形狀和設(shè)計(jì)方案。在圖1中示出的示例中在突出部17的第一環(huán)狀的面18中設(shè)置有彼此間隔地布置的凹口，其構(gòu)成了發(fā)射器輪廓12。

圖2示出了帶有轉(zhuǎn)子10的電機(jī)200。為了更好的總覽起見在圖2中未示出電機(jī)200的定子。轉(zhuǎn)子軸13借助于合適的支撐件22支撐在罩殼14中。轉(zhuǎn)子軸13或轉(zhuǎn)子10在此可圍繞其縱軸線15轉(zhuǎn)動(dòng)。

靜態(tài)地并且因此不可運(yùn)動(dòng)地相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸13間隔開地設(shè)置有轉(zhuǎn)子位置系統(tǒng)100的傳感器11。傳感器11與集成到轉(zhuǎn)子軸13中的發(fā)射器輪廓12處于有效連接中。在圖2中示出的示例中發(fā)射器輪廓12如也在圖1中那樣集成到圓盤形的突出部17中。尤其在此發(fā)射器輪廓12設(shè)置在突出部17的第一環(huán)狀的面18上。