带有运输锁的无支承旋转编码器及此种运输锁

技术领域

本发明涉及一种带有运输锁的无支承旋转编码器及此种运输锁的实施方式。

背景技术

本发明的实施方式尤其与伺服电机领域相关。这类电机与旋转编码器一起运作，该编码器借此检测此伺服电机轴的角位置和/或速度并将此数据传输至控制回路。该控制回路反过来控制马达绕组的电流源。为此，该无轴承的编码器轴通过圆锥连接直接连接到电机轴，无需使用耦合或补偿元件，从而使编码器同时也使整体伺服电机系统的设计更短。

高分辨率旋转编码器通常设计为带有安装轴承的编码轴，具有灵敏测量计的编码器转子因此能够保持在其位置处，甚至在运输过程中亦无损害风险。编码器轴的轴承同时也防止颗粒渗入传感器系统的敏感区域。

无自带轴承的旋转编码器在运输、储存和安装过程中需更加小心，以防止码盘因松散运动受损，防止颗粒进入并干扰感应器系统。

组装过程中需要辅件以抵消偏差。对于单匝旋转编码器，编码轴每旋转一周，编码输出信号就重复一次。而多匝绝对式旋转编码器针对每个轴位置产生一个明确无误的输出信号。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种带有运输锁的无支承旋转编码器及此种运输锁，其使旋转编码器能够简化组装和安全运输。

为了解决这个问题，本发明提出一种根据权利要求1的带有运输锁的旋转编码器及一种根据权利要求12的运输锁。

本发明优选的实施方式以及其它有利特征作为从属权利要求的主题。

本发明的实施方式简化了无支承编码器从生产到使用时的运输、储存和组装。

在一些实施方式中，运输锁由至少三个元件组成：

1.固定具有锥体和表面的编码器轴的插塞

2.在运输中固定的、具有锥体和限定长度的编码器轴

3.固定轴以及实现密封的编码器外壳。

这三个元件以轴在运输状态下被固定并密封，从而实现针对渗入颗粒的保护的方式设计。

通过将轴固定到具有预期用途的外壳并将其预放置在中心，实现简化且安全组装的同时，增强了储存和组装期间针对颗粒进入的保护。

在本发明优选的实施方式中，无支承编码器包含定子、转子和至少一个作为运输锁的形成元件，其中形成元件将转子精确固定在定子中，从而使转子在运输过程中免受损伤。

定子优选包含外壳和用于关闭外壳的帽。转子优选包含编码器轴。

根据第一优选实施方式，形成元件包含将插入转子编码轴孔中的插塞部分和覆盖定子帽开口的头部分。头部分还包含轴向突出肋，以卡接的方式接合所述开口。因此，该形成元件通过卡扣机构安装或拆卸。

根据另一个优选实施方式，形成元件包含插入转子编码轴孔中的插塞部分和覆盖定子帽开口的头部分。头部分包含辐射状突出肋，以旋转连接的方式接合所述开口。因此，该形成元件通过形成元件的旋转运动组装或拆开。

该形成元件设计为密封编码器的内部，以抵御因关闭帽上的开口和移动转子并使其轴向按压在定子上以将转子固定在定子上所造成的污染。

在本发明一个优选实施方式中，形成元件将转子固定在定子内，以保持编码器轴的齿部与设置在外壳内的多轮齿轮箱齿合。

在本发明另一个优选实施方式中，所述形成元件在编码器连接电机后可替换为至少一个改进的形成元件，由此继续保护编码器内部不受污染。

该形成元件优选为塑料或橡胶制成的弹性或刚性部分。

附图说明

下文将参照附图更详细地解释本发明优选的实施方式。

附图1是根据本发明的旋转编码器的一个优选实施方式的爆炸图。

附图2是具有接合的运输锁的旋转编码器的第一实施方式的剖面图。

附图3是具有移除的运输锁的旋转编码器的第一实施方式的剖面图。

附图4是具有移除的运输锁和保护元件的旋转编码器的剖面图。

附图5是具有接合的运输锁的旋转编码器的第二实施方式的剖面图。

附图6是具有移除的运输锁和保护元件的旋转编码器的第二实施方式的剖面图。

具体实施方式

本发明第一优选实施方式如附图1-4所示。

该旋转编码器是无支承编码器。

旋转编码器包括定子2，其包含外壳2b和用以覆盖外壳2b的帽2a。编码器的其它组件设置在被帽2a关闭的外壳2b中。这些组件尤其为包含编码器轴3a的转子3，多轮齿轮箱8和固定地设置在编码器轴3a上的码盘7。

外壳2b具有开口9，编码器轴3a的圆锥端通过此开口插入。编码器轴3a的此圆锥端将连接到电机的轴5。此电机和编码器一起形成了伺服电机。编码器轴3设计为空心轴并包含一个通孔。

当编码器安装在电机上时，编码器轴3a的圆锥端接合电机轴5内中心孔的相关圆锥部分。电机轴5具有中心孔，其具有跨越其部分长度的螺纹部分。此螺纹部分通过连接螺丝4的相关螺纹部分接合。连接螺丝4由上方插入，穿过帽2a中的开口10和编码器轴3中的孔，接合电机轴5孔中的螺纹部分。

因此，连接螺丝4将编码器轴3a压入电机轴5，编码器轴3a和电机轴5的两个锥形部分恰好相对于彼此放置于中心且无间隙接合。这种圆锥配合的优势在于，编码器轴3a和电机轴5自动将其自身放置于中心，避免了这种情况下的偏转误差。在编码器轴3a和外壳2b之间，保持一个小的圆形开放间隙6b，使得编码器的转子3可相对编码器的定子2转动。

编码器轴3a在另一端具有齿状物。该齿状物与转数计的多轮齿轮箱8齿合。在附图2-4中，码盘7和齿轮箱8未示出。

编码器无需电机进行运输，且因为编码器的转子3不是通过连接螺丝4固定至电机轴5，由编码器轴3a和码盘7组成的转子3因此松散且可移动地设置于外壳中。为防止在组装和运输过程中对转子3，特别是码盘7造成损害，根据本发明提供运输锁。

运输锁优选设计为由塑料或橡胶制成的弹性形成元件1，其部分接管连接螺丝的任务。形成元件1基本上设计为插塞1a，其可插入编码器轴3a的孔中且可精确匹配。在形成元件1的上端具有带柔性肋1c的平头1b，其紧密扣入帽2a的开口10。

形成形成元件1，由此当它插入帽2a和编码器轴3a之间时，编码器轴3a被向下按压且压向外壳2b，其外周毗邻外壳2b的开口9的边缘。由此关闭间隙6a，使得编码器的转子3和定子2相对彼此固定。同时，形成元件1的头部1b的下侧压在帽2a的上侧，并阻挡灰尘通过帽2a中的开口10进入编码器内部。也没有污染可通过编码器轴3a和外壳2b之间的闭合间隙6a进入编码器。

通过将编码器轴3a固定到具有预期用途的外壳2并将其预放置在中心，实现简化且安全组装的同时，增强了储存和组装期间针对颗粒进入的保护。

当通过连接螺丝4的方式将编码器安装在电机轴5上时，如附图4所示，用作运输锁的形成元件1可替换为至少另一个形成元件11，其继续保护编码器不受污染。另一个形成元件11类似于形成元件1，但仅由具有肋11c的头11b组成。形成元件11扣入帽2a的开口，使得没有污染可进入编码器内部。

附图5和6示出本发明的另一个优选实施方式。

用作运输锁的形成元件12由插塞12a、头12b和肋12c组成，但其与形成元件1的区别在于，头部没有设置轴向肋，而是设置了多个辐射式突出肋12c，其接合在帽2a中开口10边缘处的相应凹陷中。形成元件12的头12b下侧依靠帽2a的上侧。通过使形成元件12围绕其纵向中心轴旋转，辐射状肋12c在开口10的边缘下接合并将形成元件12锁定至帽2a。

形成元件12的插塞12a接合编码器轴3a的孔并将编码器轴3a按压至外壳2b，使得转子3相对定子2固定在其位置处。

从附图6可以看出，当编码器通过连接螺丝4的方式安装在电机轴5上时，用作运输锁的形成元件12可替换为至少另一个形成元件13，其继续保护编码器不受污染。另一个形成元件13类似于形成元件12，但仅由具有辐射状肋13c的头13b组成。形成元件13通过与如前所述相同的旋转机制扣入帽2a的开口，使得没有污染可进入编码器内部。

附图参考标记

1 形成元件

1a 插塞

1b 头

1c 肋

2 定子

2a 帽

2b 外壳

3 转子

3a 轴

4 连接螺丝

5 电机轴

6 间隙

6a 关闭的间隙

6b 打开的间隙

7 码盘

8 齿轮箱

9 开口

10 开口

11 形成元件

11b 头

11c 肋

12 形成元件

12a 插塞

12b 头

13 形成元件

13b 头

13c 肋