专利名称：一种用于具有旋转编码器的电机的套件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于具有旋转编码器的电机的套件(Bausatz)，其中旋转编码器用于确定电机的电机轴的位置。
背景技术：
公知的是向电机提供旋转编码器以确定电机的电机轴的位置。典型地，这种旋转编码器包括固定到电机轴上的传感器和实体量具(Mafiverk0rperung)。电机轴的旋转进而实体量具的旋转可通过传感器来记录并以电信号的形式被输出。为此，可以使用很多不同变型的旋转编码器，例如电容式旋转编码器、电感式旋转编码器、磁阻旋转编码器、光学旋转编码器、磁性旋转编码器或电位旋转编码器。旋转编码器能够直接地安装在电机中。为此，每个电机直径和每种类型的旋转编码器需要不同的旋转编码器壳体和在电机上相应的适配连接。取决于旋转编码器的技术，传感器的正确位置非常重要。典型地，传感器的正确位置通过旋转编码器壳体的形状被预先确定。因此，传感器必须被装配到旋转编码器的壳体中并基本上通过其外轮廓来定位参照。由于这个原因，外轮廓的磨削必须非常精确，因而是昂贵的。而且，公知的是借助销将旋转编码器固定在电机上。此处的缺点为金属销的高成本和塑料销的稳定性不充分。
发明内容
因此，本发明的目的是提供用于具有旋转编码器的电机的套件，所述套件允许将旋转编码器的传感器容易且精确地定位电机上，对传感器进行良好的保护和容易组装。为此，本发明提出，套件包括电机和旋转编码器，所述旋转编码器具有实体量具和带传感器电子设备的传感器，其中旋转编码器的实体量具能够安装于在电机的后端面处从电机露出的电机轴上，旋转编码器的传感器和相关联的传感器电子设备(associated sensor electronics)嵌入在塑料盘中，电机侧固定件布置在电机的后端面处，并且所述塑料盘包括设计为与电机侧固定件互补的传感器侧固定件。这意味着旋转编码器的实体量具安装在电机的端面处，电机轴从电机露出。借助布置在该端面上的电机侧固定件和布置在塑料盘上的传感器侧固定件，塑料盘因而旋转编码器的传感器被固定在电机的电机轴从电机露出的地方。因此，传感器被安装得邻近实体量具。通过电机侧固定件和塑料盘的传感器侧固定件，在电机和旋转编码器之间实现了标准化的连接，而不管电机类型和旋转编码器类型。这意味着通过两个固定件预先限定了旋转编码器的传感器的位置，从而，能够确保实体量具和传感器之间相对于电机轴的纵向轴线在轴向和径向上良好的定位精度。具有相关联的传感器电子设备的敏感传感器通过被嵌入到塑料盘中而受到了保护，例如免于碰撞的影响。在一个实施例中，可以设置为两个固定件中的一个为套筒形且另一个固定件具有互补形状，以使得固定件能够插入到彼此中。因而套筒形的固定件形成了用于第二固定件的插座，从而两个固定件相对于彼此的简单连接是可能的。固定件仅仅需要插入到彼此中。优选地，可以设置为套筒形的固定件形成了用于形成为柱形轴的另一个固定件的柱形插座。按照惯例，电机的壳体为柱形，从而固定件的非常简单的构造是可能的。在另一个有利的实施例中，可以设置为电机侧固定件在电机壳体上形成为柱形孔或柱形轴，并且嵌有传感器的塑料盘为柱形并且至少部分地形成为具有柱形轴或柱形孔的传感器侧固定件。在这种情况下，传感器侧固定件因此由塑料盘自身形成。如果电机侧固定件被形成为柱形孔，则塑料盘被形成为柱形轴或柱形盘并且能够被简单地插入到电机壳体的柱形孔中。优选地，电机壳体为此包括圆环状凸起，塑料盘能够插入到圆环状凸起中。然而，如果电机侧固定件形成为柱形轴，塑料盘至少部分地包括柱形孔并且能够被装配到电机的电机壳体上以包围形成为柱形轴的电机侧固定件。在这种情况下，在电机上的固定件也优选地形成为圆环状凸起。在塑料盘上也设置圆环状凸起，该圆环状凸起的内径对应于电机壳体上的圆环状凸起的外径。在电机壳体上的电机侧固定件和形成传感器侧固定件的塑料盘关于它们的尺寸优选地选择为——使得用于旋转编码器的固定装置最大具有电机壳体的直径。然而，还可以设置为，传感器侧固定件形成为安装在塑料盘上的套筒。在这种情况下，能够非常容易地制造之后形成为圆柱形盘的塑料盘。单独的套筒安装在塑料盘上，并且塑料盘借助套筒安装在电机壳体的固定件上。这样，能够容易地将套筒连接在电机上，实现了简单且更快地组装套件。根据另一修改例，可以设置为用塑性材料涂覆具有相关联的传感器电子设备的传感器以便形成塑料盘。这样，能够非常容易地制造具有嵌入的传感器的塑料盘。在注塑成型期间，在注塑模具中良好地定位传感器是可能的，从而能够获得用于定位传感器所必需的精度。而且，可以设置为塑料盘被提供有抵抗电磁干扰场的保护(protection)。因此， 保护传感器免受电磁的外部影响，从而不会使测量值失真。为了允许简单制造，可以设置为通过以下这些实现抵抗电磁干扰场的保护通过应用到塑料盘上的高导电的漆涂层和/或并入到塑料盘中的导电填充物和/或安装在塑料盘上的具有屏蔽效果的插入件。在又一修改例中，提出的是，嵌有传感器和传感器电子设备的塑料盘在套筒中是可移位的，从而调节实体量具和传感器之间的最优距离。这使得容易组装套件，在旋转编码器的传感器和实体量具之间在轴向上具有良好的定位精度。实体量具放置在电机的电机轴上以便选定其预期位置。塑料盘插入其中的套筒被装配到电机上。之后，将塑料盘朝内推动直到其邻接实体量具。现在再将塑料盘向外拉动直到获得传感器和实体量具之间的最优轴向距离。为了允许传感器信号的简单实现和容易求值，可以设置为传感器电子设备连接到电缆上，并且用于电缆的应力消除(strain relief)提供在塑料盘中。在另一个优选的实施例中，设置为具有相关联的传感器电子设备的传感器安装在印刷电路板上，并且印刷电路板包括用于电机的电连接器。例如，电连接器用作用于电机的电机绕组的连接器。在直流电机的情况下，连接器还可用作用于换向电刷的触点。因此， 电机的电力供应通过印刷电路板的电力供应来实现，能够实现电机的容易的电力连接。
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优选地，可以设置为电接触元件布置在印刷电路板上或者电机绕组上，其形成用于电机的电连接器。这致使电机的电力供应尤其容易。如果将印刷电路板嵌入其中的塑料盘借助固定件固定到电机，则电接触元件(例如销)与印刷电路板的电力供应单元和电机的连接器接触。这确保了电机的电力供应。在本发明的另一实施例中，设置为塑料盘在后端面的区域中插入到电机的壳体中，其中壳体形成电机侧固定件并且塑料盘形成传感器侧固定件。对于该实施例，寻求单独的保护。该实施例的优点在于，带有旋转编码器的传感器的塑料盘被整合在电机的壳体中， 从而得到了良好的保护。而且，该实施例产生了极其紧凑的构造。有利地，可以设置为塑料盘形成有用于电机的电机轴的轴承座。这种措施也允许实现电机的极其紧凑的构造。实用的是，可以设置为具有嵌入其中的传感器和相关联的传感器电子设备的塑料盘布置在电机轴上的转子和实体量具之间。这允许实现电机轴的良好支承和电机的非常紧凑的结构。本发明进一步涉及由上述套件形成的电机，所述电机包括旋转编码器，所述旋转编码器具有传感器和实体量具，所述传感器具有相关联的传感器电子设备，传感器和传感器电子设备嵌入到塑料盘中，其中塑料盘插入到电机的壳体中并形成有用于电机的电机轴的轴承座。如上所述，电机的这种构造允许极其紧凑的结构。而且，本发明还涉及一种利用注塑成型来制造用于电机套件的塑料盘的方法，所述塑料盘具有嵌入其中的旋转编码器的传感器，所述传感器具有相关联的传感器电子设备，所述传感器和所述传感器电子设备布置在印刷电路板上。相应的目的是提供允许容易制造塑料盘的方法。根据本发明，为此设置为将具有传感器的印刷电路板引入到注塑模具中，以及用塑性材料涂覆具有传感器的印刷电路板，其中将传感器安装在其上的印刷电路板定位在注塑模具中，从而传感器在塑料盘中的位置相对于塑料盘的外部尺寸被限定。通过这样，相对于塑料盘的外部尺寸获得了传感器的良好的定位精度。这意味着在每个塑料盘中，传感器被布置在精确限定的位置上，所述精确限定的位置是相对于旋转编码器的实体量具固定到电机上的位置来选择的。塑料盘借助其外周固定到电机上，从而获得旋转编码器的实体量具和传感器的非常精确的对准。在方法的一个修改例中，可以设置为将销设置在注塑模具中，所述销接合在印刷电路板中的孔中，从而限定传感器在塑料盘中的位置。这样能够将传感器容易地定位在注塑模具中。方法的另一个非常简单的修改例设置为将型腔设置在注塑模具中，传感器放置到型腔中因而被定位。然而，也可以设置为将印刷电路板通过引线框(lead frame)固定在注塑模具中，从而定位传感器。在这种情况下，引线框也可以形成用于电机的绕组的电连接器。可选择地，还能够设置为将具有传感器的印刷电路板放置到塑料盘的预涂覆元件上并将印刷电路板完全地封装。这允许塑料盘的完全闭合，从而实现对传感器的尤其好的保护
下面将借助图更加详细地描述本发明的实施例。在图中图1示出了套件的分解视图，图2a_2d示出了在不同的实施例中塑料盘安装在其上的电机的后端面的局部剖面图，图3a_;3b示出了电机触点的不同的实施例，图4a_4f示出了传感器嵌入其中的塑料盘的不同的实施例，图5a4b示出了用塑性材料涂覆传感器和传感器电子设备，图6a_6c示出了将塑料盘插入到套筒中，以及图7示出了电机的其它实施例。
具体实施例方式图1示出了用于电机2的套件1的分解视图，电机2具有用于确定电机2的电机轴5的位置的旋转编码器。套件1包括电机2，电机2优选地具有柱形壳体3。在壳体3的后端面4处，电机2的电机轴5从壳体3露出。套件1进一步包括旋转编码器的实体量具6。在套件1的组装状态下，实体量具6 固定到电机2的电机轴5上的限定位置上。套件1的旋转编码器进一步包括具有相关联的传感器电子设备的传感器，所述传感器电子设备和传感器嵌入在塑料盘7中。塑料盘7在其面向电机2的一端处设置有传感器侧固定件8。该传感器侧固定件8能够安装、优选地装配到电机侧固定件(图1中未示出) 上。于是传感器侧固定件8和电机侧固定件在电机2和布置在塑料盘7中的旋转编码器的传感器之间形成标准化的接口。这两个固定件被实现为使得任意类型的传感器能够被安装在任意类型的电机中。固定件能够插入到彼此中，此外它们能够通过胶合、嵌接(calking)、 焊接等彼此连接。图加示出了塑料盘7安装在其上的电机2的后端的局部剖面图。电机2的壳体 3在电机轴5从壳体3露出的后端面4处设置有电机侧固定件9。与塑料盘7相关联的传感器侧固定件8具有相对于电机侧固定件9互补的形状。因此，两个固定件8，9彼此互补配合并一起形成塑料盘7与电机2上的旋转编码器的传感器10的连接。优选地，传感器侧固定件8或电机侧固定件9为套筒形，并且相应的另一个固定件9 ；8具有互补的形状，也即其优选地为能够插入到套筒中的销的形式。因此，固定件8，9能够插入到彼此，这允许容易的连接。优选地，两个固定件8，9中为套筒形的那一个具有柱形形状，因此形成用于相应的另一个/第二个固定件9 ；8的柱形插座。另一个/第二个固定件9 ；8于是形成为柱形轴并能够被简单地插入到套筒中。如上面已经描述的，该连接的稳定性能够通过胶合、嵌接、焊接等加强。在图加示出的实施例中，电机侧固定件9在电机2的端面处形成为圆环状凸起。 所述圆环状凸起包围实体量具6设置在其上的电机轴5。传感器侧固定件8由装配到塑料盘7上的中空的柱形套筒8形成。套筒8能够固定地连接到塑料盘7上。然而，还可想到的是，塑料盘7布置为在套筒8中是可移动的。形成为圆环状凸起的电机侧固定件9的外径dl和传感器侧固定件8即套筒的内径d2适合于彼此，从而套筒8能够容易地装配到并保持在圆环状凸起9上。这意味着套筒8进而塑料盘7被保持在电机2的后端面4处的限定位置上。安装于印刷电路板11上的旋转编码器的传感器10以及传感器10的传感器电子设备被嵌入在塑料盘7中。传感器电子设备被连接到电缆12上，电缆12向控制器传输传感器信号并确保电力供应。传感器电缆12同样嵌入在塑料盘7中。所述嵌入被实现为使得提供用于电缆12的应力消除。传感器电缆12优选为扁平带状电缆。分别使用圆形电缆或独立绞合线(individual strands)也是可以的。其上布置有传感器10和传感器电子设备的印刷电路板11被嵌入在塑料盘7中以相对于塑料盘7的外部尺寸选定限定位置。因此， 传感器10的位置通过塑料盘7的外部尺寸而限定。因此，传感器10相对于电机2的位置通过传感器侧固定件8的内径d2和电机侧固定件9的外径dl而限定。该位置被选择为使得传感器10和布置在电机2的电机轴5上的实体量具6相对于电机2的纵向轴线23在径向上相对于彼此最优地对准，并且传感器10和实体量具6之间的径向偏移量保持最小值。 因此，旋转编码器的高精度是可能的。在传感器10和实体量具6之间相对于纵向轴线23 的轴向距离也通过传感器侧固定件8和电机侧固定件9调节。两个固定件8，9的形状被标准化，以使得任意旋转编码器可以被安装在任意电机中。这允许在不同类型的电机和不同类型的旋转编码器之间的大量可行组合。因此，电机侧固定件9和传感器侧固定件8被配置为使得它们能够根据接合原理的轴/孔而插入到彼此并固定到彼此。该连接的稳定性能够通过胶合、焊接、嵌接等加强。 在图加中示出的实施例的示例中，装配到塑料盘7上的传感器侧固定件8即套筒形成了孔，形成为圆环状凸起的电机侧固定件9能够作为轴插入该孔中。图2b示出了两个固定件的另一个实施例的示例。仅示意性地图示了塑料盘7 ；未图示传感器和印刷电路板。下面将仅解释区别。在该实施例的示例中，传感器侧固定件8' 也为单独的套筒，塑料盘7被引入到其中。电机侧固定件9'也在电机2的后端面4处形成为圆环状凸起。传感器侧固定件8'即套筒的外径d2'稍小于电机侧固定件9'的内径 dl'。这意味着在这种情况下，传感器侧固定件8'被引入到电机侧固定件9'中，以使得电机侧固定件9'形成孔并且传感器侧固定件8'形成被引入到孔中的轴。在图2c中示出了固定件的另一个实施例。此处，还是仅解释与上述实施例的区别。在图2c中示出的实施例的示例中，传感器侧固定件由塑料盘7自身形成。塑料盘7为柱形，从而柱形塑料盘7的周表面对形成传感器侧固定件8"，并作为轴被引入到电机侧固定件9"中。再次，电机侧固定件9"在电机2的端面4处形成为圆环状凸起，并形成用于容纳由塑料盘7形成的轴的孔。电机侧固定件9"的内径dl"稍大于柱形塑料盘7的外径 d2"，以使得塑料盘7能够容易地被引入到并保持在电机侧固定件9"中。图2d示出了固定件的另一个实施例的示例。在这种情况下，也仅解释与上述实施例的区别。再次，电机侧固定件9"‘形成在电机2的后端面4处并具有圆环状凸起的形状。在塑料盘7面向电机2的一侧，同样形成圆环状凸起8"‘，其形成了传感器侧固定件。 在塑料盘7上的圆环状凸起8〃 ‘的内径d2〃 ‘稍大于在电机2上的圆环状凸起9〃 ‘的外径dl “‘，以使得这些凸起被推动进入彼此，从而将塑料盘7保持在电机2上。这意味着在该实施例的实例中，传感器侧固定件8"‘形成孔，电机侧固定件9"‘作为轴被引入到该孔中。
如从图加至2(1所看到的，具有传感器侧固定件8，8'，8"，8〃 ‘的塑料盘7优选地被设计为使得其外径最大程度上对应于电机2的外径。图3a示出了旋转编码器固定到其上的电机2的又一实施例。电机轴5在电机2 的后端面4处从电机2露出。旋转编码器的实体量具6安装在电机轴5上。电机侧固定件 9在电机2的端面4处形成为圆环状凸起。在该圆环状凸起9中，布置了例如销25的电接触元件，电接触元件连接到电机2上并形成电机连接器。这些电机连接器可形成用于电机的电机绕组的连接器。在直流电机的情况下，电机连接器用作用于换向电刷的触点。在塑料盘7中，凹进部或孔设置在分配给销25的地方，以使得销25能够通至印刷电路板11上， 此处这些销25在电连接点沈处被连接到印刷电路板11的电端子上。因此，电机能够经由电连接器26和形成为电机触点的销25被连接到电力供应单元上。在图3a示出的实施例中，旋转编码器的传感器10位于印刷电路板11的上侧上， 因此布置在塑料盘7的背离电机2的一侧。传感器的这种布置在用于电机的套件的所有其它所述的实施例中也是可以的。然而，基本上，传感器在印刷电路板上任意其它的位置也是可以的。在图北示出了电接触元件的另一实施例。在该实施例中，形成电机触点并将电机 2连接到电力供应单元上的销25'(例如其呈电缆12的形式)被安装在传感器10的电路板11上。为此，塑料盘7在其边缘区上设置有凹进部27，此处销25'从塑料盘7突出，例如以引线框的形式，被向下弯曲并安装在合适的反向触点沈‘(counter-contact)上。销 25'能够与反向触点沈‘结合，例如，通过插入、焊接等。在图北中，传感器侧固定件和电机侧固定件被形成为使得圆环状凸起在电机2的端面4处向上突出并且塑料盘7被引入到并保持在该圆环状凸起中。还能够设置为印刷电路板的区域横向地突出塑料盘，即在周表面上，以形成触点。电机队列例如能够焊接到这些触点上。图如示出了塑料盘7的实施例的剖面图。印刷电路板11具有安装在其上的传感器10和旋转编码器的相关联的传感器电子设备，印刷电路板11被嵌入在塑料盘7中。印刷电路板11借助电缆12连接到用于电力供应和用于传输传感器10的传感器信号的控制器上。优选地，电缆12被实现为扁平带状电缆。优选地，具有安装在其上的传感器10、传感器电子设备和电缆12的印刷电路板11涂覆有塑性材料13以便形成塑料盘7。此处电缆 12直接用塑料盘7的塑性材料13涂覆以便获得应力消除。例如，热固塑料，两种成分的铸模树脂，部分聚合的单成分树脂，例如Macromelt ，或者还有热塑性塑料被用作塑性材料。 为了获得传感器10和相关联的传感器电子设备免受电磁干扰场的保护，塑料盘7至少部分地涂覆有高导电漆涂层14。因此，塑料盘7形成用于旋转编码器的传感器10和相关联的传感器电子设备的壳体。借助该壳体保护电子设备免受环境影响，例如潮湿、热或碰撞。电子部件和传感器10从而得到很好的保护。图4b示出了塑料盘7'的另一实施例。在下文中将仅解释区别。再次，印刷电路板11具有安装在其上的传感器10、相关联的传感器电子设备以及电缆12，印刷电路板11 被嵌入在塑料盘7'中。在电缆12从塑料盘7'露出的区域中，电缆12由盖15密封，所述盖由比塑料盘7'的塑性材料13具有更大粘性的材料制成。盖15形成用于电缆12的应力消除。如果塑料盘7'由热固塑料制成则上述是尤其需要的。抵抗电磁干扰场的保护通过具有屏蔽效果的至少一个插入件16形成。图如的剖面图示出了塑料盘7"的另一实施例。在这种情况下，也将仅解释与上述示例的区别。再次，传感器10安装在其上的印刷电路板11和旋转编码器的传感器电子设备嵌入在塑料盘7"中。用于电缆12的插口(plug) 18设置在印刷电路板11上，传感器 10的信号借助电缆12传输到控制器上并且保证了电力供应。插口 18被注塑成型到塑料盘 7"中。还可以设置为仅注塑成型有插口销(plug pins)。用于电缆12的应力消除分别通过插口 18的插口壳体或通过电缆12的电缆绝缘材料来完成。在传感器10的区域中，凹进部设置在塑料盘7"的底侧上，即在分配给实体量具6的一侧上，所述凹进部至少具有传感器10的尺寸。抵抗电磁干扰场的保护通过塑料盘7"的塑料模塑料13 (plastic molding compound)中所含有的导电填充物17来实现。图4d示出了塑料盘的另一实施例。塑料盘7"‘与上述塑料盘的区别在于，连接电缆12从柱形塑料盘7" ’向上以一角度突出。优选地，连接电缆12的突出角度大约为 45°。该实施例允许轴向或径向电缆出口。在图4d中，不同的电缆出口通过连续虚线标注。图如还示出了塑料盘的另一实施例。塑料盘7"“被形成为使得印刷电路板11 安装在塑料盘7"“的底部上。也就是说，印刷电路板11仅在一侧上被涂覆。传感器10因此安装在印刷电路板11的上侧上。而且，印刷电路板11上的电连接点没有被涂覆。在连接电缆12遇到印刷电路板的区域中，即在印刷电路板11上安装有连接插口(connecting plug)的区域中，因此设置了凹进部。这在图4f中示出的塑料盘7"“的俯视图中能够明显看出ο而且，这些实施例的各种组合是可以的。例如，凹进部在所有实施例中都可以设置在传感器前方。可选地，传感器能够布置在印刷电路板的上侧上。而且，对于塑料盘来说可以包括抵抗电磁干扰场的若干保护器件，即漆涂层和/或插入件和/或导电填充物。现在将借助图如和恥说明用于制造具有印刷电路板11的塑料盘7的方法，所述印刷电路板11包括嵌入在塑料盘7中的旋转编码器的传感器10和传感器电子设备。最初，将其上安装有传感器10的印刷电路板11引入到注塑模具中。将其上安装有传感器10的印刷电路板11定位在注塑模具中以使得传感器10在塑料盘7中的位置相对于塑料盘7的外部尺寸被限定。为了有助于将印刷电路板11定位在注塑模具中，可以设置为在注塑模具中设置销，并且印刷电路板设置有销接合到其中的孔，从而限定印刷电路板在注塑模具中的位置， 从而限定传感器在塑料盘中的位置。如在图fe中恥所图示的，可以可选地设置为注塑模具包括冲模(die) 19，所述冲模19包括用于传感器10的壳体的插座或型腔观。在这种情况下，传感器10进而印刷电路板11通过冲模19中的型腔28被对准在注塑模具中。型腔28在冲模19中的径向位置对应于实体量具6在电机2上的径向位置，以使得传感器10和实体量具6的位置适合于彼此。将印刷电路板定位在注塑模具中的另一种可行方案能够通过向印刷电路板提供引线框来实现，所述引线框固定在注塑模具中，从而使传感器定位在注塑模具中。另一种可行方案是提前涂覆塑料盘的一部分，以将具有传感器的印刷电路板放置在塑料盘的预涂覆元件上，随后用塑性材料完全封装印刷电路板。
注塑模具包括外壁，所述外壁限定了塑料盘7的外轮廓。如果传感器侧固定件8 由单独的套筒形成，则可以设置为注塑模具的外壁通过该套筒形成。在这种情况下，塑性材料被注入到套筒中，以使得塑料盘7被形成在套筒中，因此直接结合到套筒中。套筒于是具有壶(pot)的形状，塑料盘7形成壶的底部。根据上述可行方案中的一种，将具有传感器10 的印刷电路板11对准在注塑模具中，以使得传感器10安装在其上的印刷电路板11被选定在塑料盘7中的预定位置。因此，传感器10的位置相对于塑料盘7的外轮廓在尺寸上是稳定的。如果根据上述可行方案中的一种定位具有传感器10的印刷电路板11，则注塑模具的盖20被放置在套筒上或注塑模具的边缘上。该盖20包括开口 21，液体塑性材料13通过所述开口 21被填充到注塑模具中。注塑成型(injection molding)或重铸(recasting) 被配置为防止对传感器电子设备、传感器10和电缆12固定到其上的印刷电路板11的损坏。优选地，使用利用热固塑料、热塑性塑料注塑成型、两种成分的铸模树脂或部分聚合的单成分树脂的低压加工。为了获得抵抗电磁干扰场的保护，塑性材料13可设置有导电填充物。而且，引入具有屏蔽效果的插入件到塑料盘中或者用导电漆涂层至少部分地涂覆塑料盘也是可以的。由于塑料盘7的外轮廓相对于与电机2的接口被标准化以及传感器10相对于塑料盘7的外轮廓被对准，因此获得了传感器10期望的径向对准，从而获得了安装在电机2 的电机轴5上的实体量具6和传感器之间的最优的相互作用。而且，在注塑成型期间可以免于在印刷电路板11上安置销，所述销可以在安置以后通过热压模被填充或压在一起。当组装套件1时，塑料盘必须通过传感器侧固定件被固定到电机侧固定件上。由于两个固定件相对于彼此互补地形成，并且由于优选地固定件中的一个形成为轴而另一个固定件形成为孔，因此两个固定件仅须插入到彼此以将塑料盘固定到电机上。如前面所述，传感器10的位置在注塑成型加工中就已经相对于塑料盘7的外部尺寸从而相对于传感器侧固定件被限定。通过这样，传感器10的径向位置相对于安装在电机轴5上的实体量具6的径向位置被确定。传感器侧固定件和电机侧固定件能够被实现为使得它们也限定传感器10和实体量具6之间的轴向距离。这在传感器侧固定件被固定地连接到塑料盘7上时也适用。如果传感器侧固定件形成为单独的套筒或者如果传感器侧固定件由塑料盘7的周表面形成，则须调节传感器10和实体量具6之间的轴向距离。这在图6a至6c中被示出。将塑料盘7推动进套筒8中(图6a)，并将其引入到套筒8中直到塑料盘7的底侧面 22靠在实体量具6上(图6b)。之后，再将塑料盘拉出以测定尺寸，以使得塑料盘7的底侧面22和实体量具6之间的最优距离、因此传感器10和实体量具6之间的最优距离被调节 (图 6c)。图7示出了电机2. 1的另一实施例。该实施例需要单独的保护。电机2. 1包括壳体3. 1，布置在电机轴5. 1上的定子33和转子34安装在壳体3. 1中。在壳体3. 1的前侧的端壁35中，形成用于电机轴5. 1的第一轴承座36。在电机2. 1的后侧的端壁4. 1的区域中，为传感器10. 1嵌入其中的塑料盘7. 1设置了插入孔。塑料盘7. 1基本上依照上述实施例形成。下面将仅解释区别。
塑料盘7. 1基本上为柱形，塑料盘7. 1的周表面形成了传感器侧固定件8. 1。塑料盘7. 1通过插入孔被引入到电机2. 1的壳体3. 1中。壳体3. 1的内壁形成电机侧固定件 9. 1。为了获得固定的连接，可以设置为塑料盘7. 1被胶合、焊接到电机壳体3. 1或与电机壳体3.1嵌接。传感器10. 1安装在其上的印刷电路板11. 1被嵌入在塑料盘7.1中。印刷电路板11. 1通过连接电缆12. 1被连接到电力供应单元。用于定子的电子换向器的触点可以设置在塑料盘7. 1上。塑料盘7. 1进一步包括中心孔37，电机轴5. 1穿过该中心孔37。 在塑料盘7. 1中的孔37的一部分形成为提供用于电机轴5. 1的第二轴承座四。球状轴承优选地用作轴承30，31，它们被插入到电机2. 1的壳体3. 1中的第一轴承座36中并被插入到塑料盘7. 1的第二轴承座四中。在电机轴5. 1的后端处安装实体量具6. 1，该实体量具 6. 1同样可以通过电机壳体3. 1的插入孔被推动到电机轴5. 1上。这意味着塑料盘7. 1布置在转子34和实体量具6. 1之间的电机轴上。该插入孔通过帽32被盖住。许多不同的变体可用作旋转编码器。例如，可以使用电容式旋转编码器、电感式旋转编码器、磁阻旋转编码器、光学旋转编码器或电位旋转编码器。由于在塑料盘和电机之间标准化的机械接口，所以不再需要为每种新类型的旋转编码器或每种新类型的电机构建修正的旋转编码器壳体。旋转编码器上的可能改变的电缆变体可以通过不同的注塑模具插入物来处理。不需要构建新的壳体。
权利要求
1.一种用于具有旋转编码器的电机O ；2. 1)的套件(1 ；1. 1)，旋转编码器用于确定所述电机O ；2. 1)的电机轴(5 ；5. 1)的位置，套件(1 ；1. 1)包括电机O ；2. 1)和旋转编码器， 所述旋转编码器具有实体量具(6 ；6. 1)并具有带传感器电子设备的传感器(10 ；10. 1)，其中所述旋转编码器的所述实体量具(6 ；6. 1)能够被安装在所述电机轴(5 ；5. 1)上，所述电机轴在所述电机O ；2. 1)的后端面G ；4. 1)处从所述电机O ；2. 1)露出，所述旋转编码器的所述传感器(10 ；10. 1)和相关联的传感器电子设备被嵌入在塑料盘(7 ；7' ；7" ；7"‘； 7" “ ；7. 1)中，电机侧固定件(9 ；9' ；9" ；9" ‘ ；9. 1)布置在所述电机O ；2. 1)的所述后端面G ；4. 1)处，并且所述塑料盘(7 ；7' ；7" ；7"‘；““)包括被设计为与所述电机侧固定件(9;9' ；9" ；9" ‘ ；9.1)互补的传感器侧固定件(8 ;8' ；8" ；8" ‘ ；8. 1)。
2.根据权利要求1所述的套件(1;1.1)，其特征在于，两个固定件中的一个(8;8"‘； 9' ；9〃 ；9.1)为套筒形且另一个固定件(9 ;9〃 ‘ ；8' ；8〃 ；8. 1)具有互补的形状，以使得所述固定件(8，9;8'，9' ；8"，9〃 ；8" ‘，9〃 ‘ ；8. 1，9. 1)能够插入到彼此中。
3.根据权利要求2所述的套件(1;1.1)，其特征在于，所述另一个固定件(9;9" ’ ； 8' ；8" ；8.1)形成为柱形轴，所述套筒形的固定件(8 ;8" ‘ ；9' ；9" ；9. 1)形成为用于所述另一个固定件的柱形插座。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的套件(1)，其特征在于，所述电机侧固定件(9， 9'，9"，“‘)在所述电机壳体上形成为柱形孔或柱形轴，并且嵌有所述传感器(10)的塑料盘(7;7' ；7")为柱形的且至少部分地形成为具有柱形轴或柱形孔的传感器侧固定件(8" ；8"‘)。
5.根据权利要求1至3中的一项所述的套件(1)，其特征在于，所述传感器侧固定件 (8,8')形成为安装在所述塑料盘(7)上的套筒。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的套件(1;1.1)，其特征在于，所述传感器(10; 10. 1)和相关联的传感器电子设备涂覆有塑性材料(1 ，以便形成所述塑料盘(7，7'， 7〃，7〃 ‘，7〃 “，7. 1)。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的套件(1)，其特征在于，所述塑料盘(7，7'， ")被提供有抵抗电磁干扰场的保护。
8.根据权利要求7所述的套件(1)，其特征在于，抵抗电磁干扰场的保护通过应用到所述塑料盘(7)上的高导电漆涂层(14)和/或并入到所述塑料盘(7")中的导电填充物 (17)和/或安装在所述塑料盘(7')上的具有屏蔽效果的插入件(16)而实现。
9.根据权利要求5至8中的一项所述的套件(1)，其特征在于，嵌有所述传感器(10) 和所述传感器电子设备的所述塑料盘(7)在所述套筒(8)中是可移位的，从而调节所述实体量具(6)和所述传感器(10)之间的最优距离。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的套件(1；1. 1)，其特征在于，所述传感器电子设备被连接到电缆(12;12. 1)上，并且在所述塑料盘(7;7' ；7〃 ；7〃 ‘ ；7〃 ‘‘ ；7. 1)中提供用于所述电缆的应力消除。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的套件(1；1. 1)，其特征在于，所述传感器(10 ； 10. 1)和相关联的传感器电子设备安装在印刷电路板(11 ；11. 1)上，并且所述印刷电路板 (11 ；11. 1)包括用于所述电机O ；2. 1)的电连接器，26)。
12.根据权利要求11所述的套件(1)，其特征在于，电接触元件05，25')布置在所述印刷电路板(11)上或电机绕组上，所述电接触元件形成用于所述电机O)的电连接器。
13.根据权利要求1至12中的一项所述的套件(1.1)，其特征在于，所述塑料盘(7. 1) 在所述后端面(4. 1)的区域中插入到所述电机(2. 1)的所述壳体(3. 1)中，其中所述壳体 (3. 1)形成所述电机侧固定件(9. 1)而所述塑料盘(7. 1)形成所述传感器侧固定件(8. 1)。
14.根据权利要求13所述的套件(1.1)，其特征在于，所述塑料盘(7. 1)形成有用于所述电机(2. 1)的电机轴(5. 1)的轴承座(29)。
15.根据权利要求13或14所述的套件(1.1)，其特征在于，嵌有所述传感器(10. 1)和相关联的传感器电子设备的所述塑料盘(7. 1)布置在所述电机轴(5. 1)上的转子(30)和所述实体量具(6. 1)之间。
16.一种由根据权利要求13至15中的一项所述的套件形成的电机(2. 1)，包括旋转编码器，所述旋转编码器具有传感器(10. 1)和实体量具(6. 1)，所述传感器具有相关联的传感器电子设备，所述传感器和所述传感器电子设备嵌入在塑料盘(7. 1)中，其中所述塑料盘(7. 1)被插入到所述电机(2. 1)的壳体(3. 1)中并形成有用于所述电机(2. 1)的电机轴 (5. 1)的轴承座(29)。
17.一种利用注塑成型来制造用于根据前述权利要求中的一项所述的电机套件(1 ；I.1)的塑料盘(7;7' ；7" ；7" ‘ ；7" “ ；7.1)的方法，所述塑料盘具有嵌入其中的旋转编码器的传感器(10 ；10. 1)，所述传感器(10 ；10. 1)具有相关联的传感器电子设备，所述传感器布置在印刷电路板(11 ；11. 1)上，包括下列步骤将具有所述传感器(10 ；10. 1)和所述传感器电子设备的所述印刷电路板(11 ；11. 1) 引入到注塑模具中，以及用塑性材料(13)涂覆所述印刷电路板(11 ；11. 1)和所述传感器(10 ；10. 1)，其中，将其上安装有所述传感器(10 ；10. 1)的所述印刷电路板(11 ；11. 1)定位在所述注塑模具中以使得所述传感器(10 ；10. 1)在所述塑料盘(7 ；7' ；7" ；7" ‘ ；7" “ ；7. 1)中的位置相对于所述塑料盘(7;7' ；7〃 ；7" ‘ ；7〃 〃 ；7. 1)的外部尺寸被限定。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，将销设置在所述注塑模具中，所述销接合在所述印刷电路板(11 ；11. 1)中的孔中，从而限定所述传感器(10 ；10. 1)在所述塑料盘 (7 ；7' ；7〃 ；7〃 ‘ ；7〃 “ ；7. 1)中的位置。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，将型腔08)设置在所述注塑模具中，将所述传感器(10 ；10. 1)放置在所述型腔08)中从而定位传感器。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，通过引线框将所述印刷电路板(11;II.1)固定在所述注塑模具中，从而定位所述传感器(10 ；10. 1)。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，将具有所述传感器(10；10. 1)的所述印刷电路板(11;11. 1)放置到所述塑料盘(7;7' ；7" ；7" ‘ ；7" “ ；7. 1)的预涂覆元件上并将所述印刷电路板完全封装。
全文摘要
本发明涉及一种用于具有旋转编码器的电机(2)的套件(1)，旋转编码器用于确定电机的电机轴(5)的位置。提出了一种套件，借助于该套件，能够将旋转编码器的传感器(10)简单并精确地定位在电机上；对传感器进行良好保护以及简化组装。为此，本发明提出套件包括电机和旋转编码器，所述旋转编码器具有实体量具并具有带传感器电子设备的传感器(10)，其中所述旋转编码器的实体量具可以置于在电机的后端面处从电机突出的电机轴上，旋转编码器的传感器(10)与传感器电子设备嵌入塑料盘(7)中，电机侧固定件(9)布置在电机(2)的后端面处，并且塑料盘(7)包括设计为与电机侧固定件(9)互补的传感器侧固定件(8)。
文档编号G01D11/30GK102257364SQ200980150847
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月15日 优先权日2008年12月16日
发明者布鲁诺·翁特纳瑞, 弗洛里安·施密特, 贝托尔德·普斯陶, 雷托·克尔纳, 马克·埃瑞克·比塞-格拉维茨, 马里奥·吕斯曼 申请人:麦克森发电机股份公司