带有集成在转子轴中的发射器轮廓的转子位置系统的制作方法

本发明涉及一种用于相对于电机的定子确定转子的位置的转子位置系统，其中转子位置系统具有传感器以及与传感器处于有效连接中的发射器轮廓(Geberkontur，有时候称为信号装置轮廓)。

此外本发明涉及一种带有定子、转子以及用于相对于定子确定转子的位置的转子位置系统的电机。

此外本发明涉及一种转子。

背景技术：

在电机的运行中相对于定子精确确定转子的位置是必要的。对此在现有技术中应用所谓的转子位置系统。转子位置系统通常由静态地布置的传感器以及与传感器处于有效连接中的动态地布置的发射器(Geber，有时候称为信号装置)组成。为了确定位置发射器具有发射器轮廓，该发射器轮廓能够由传感器识别或读出。发射器的制造精确性对于在传感器处到达的位置信号或通过传感器获取的位置信号的精确性是决定性的。

为了达到发射器的高的制造精确性，发射器在现有技术中构造为分离的发射器轮(Geberrad，有时候称为信号装置轮)并且利用高的精确性制造并且接着与转子支撑体相连接或接合。

在文件DE102004033082A1中描述了涡流传感器组件，尤其用于距离测量或角度测量。涡流传感器组件具有带有用于产生涡流的线圈的传感器以及可传导的发射器，其中传感器和发射器能够相对于彼此运动。发射器具有轨迹，该轨迹由传感器扫描并且该轨迹这样地设计，即使得在扫描中产生脉冲形的信号。发射器以发射器轮的形式固定在转子轴处。

文件DE102012205760A1涉及一种回转的电机，尤其电动机或者发电机。电机具有转子轴，该转子轴带有布置在转子轴上的转子。此外设置有带有发射器轮的转子位置发射器。

在文件D202012002027U1中描述了回转的电机，其中传感器轨迹施加到卷绕式端盖(Wickelkopfabdeckung)上。

技术实现要素：

本发明的任务是，关于待获取的位置信号的精确性进一步改善用于相对于电机的定子确定转子的位置的转子位置系统。

对此根据本发明提出了用于相对于电机的定子确定转子的位置的转子位置系统，其中转子位置系统具有传感器以及与传感器处于有效连接中的发射器轮廓。根据本发明发射器轮廓集成到转子的转子轴中。

转子位置系统用于获取位置信号，通过该位置信号能够任何时候相对于定子精确地确定转子的位置。对此转子位置系统的传感器静态地并且因此不同于转子本身不可运动地布置。集成到转子轴中的发射器轮廓动态地布置。这意味着，发射器轮廓相对于静态地布置的传感器与转子一起运动或者转动。

传感器和发射器轮廓彼此处于有效连接中。对此不可理解为直接的机械的连接。相反地传感器布置成与发射器轮廓间隔开并且布置成与转子或与转子轴间隔开。

例如能够设置有感应式传感器。因为转子轴由可导电的材料制成，故集成到转子轴中的发射器轮廓同样可导电。传感器或在传感器中的线圈能够加载有高频的电流，由此在该传感器的较近的周围环境中产生高频的磁场，其中通过集成到转子轴中的发射器轮廓产生涡流。涡流本身再次产生与传感器或传感器的线圈的磁场反向的磁场。视在传感器和通过发射器轮廓形成的面之间的距离而定该反向场具有不同的大小。从中能够确定在传感器和通过发射器轮廓形成的面之间的距离。

此外应用光学传感器是可行的。借助于光学的测量信号可测量在传感器和通过发射器轮廓形成的面之间的距离。

基于所获取的在传感器和通过发射器轮廓形成的面之间的距离能够相对于定子确定转子的精确的位置。

通过发射器轮廓集成到转子的转子轴中，能够实现总系统的或在传感器处产生的位置信号的特别高的精确性。

对于在背景技术中应用且与转子支撑体相连接的发射器轮而言总系统的精确性通过转子支撑体、发射器轮以及连接影响的单部分公差的总和确定。不仅发射器轮的发射器轮廓、发射器轮与转子支撑体的连接以及转子支撑体本身具有公差，由此得出了对于总系统的相对长的公差链以及因此更高的不精确性。

反之根据本发明设置的转子位置系统具有短得多的公差链。分离的元件的与发射器轮廓的连接或接合不是必要的。发射器轮廓直接地集成到转子轴中。

优选地转子位置系统因此不具有分离的发射器轮。分离的发射器轮与转子轴的接合因此有利地不再是必要的。

发射器轮廓优选地至少局部地印入(einprägen)到转子轴中和/或印上(aufprägen)到转子轴上。发射器轮廓能够例如借助于压印、冲压、锻造、激光处理、腐蚀(电腐蚀方法)、铣削和/或锉削印入到转子轴中和/或印上到转子轴上。特别优选地发射器轮廓在第一步骤中借助于压印、冲压、锻造、激光处理或者腐蚀印入到转子轴中和/或印上到转子轴上并且然后借助于铣削加工和/或磨削加工精加工，以为了获得尽可能地高的精确性。

原则上发射器轮廓能够具有任何合适的形状和特征。优选地发射器轮廓具有在转子轴中的凹口和/或在转子轴上的突起部。

此外优选地设置成，发射器轮廓端侧地集成到转子轴中。对此应理解的是，发射器轮廓在转子轴的端侧的端部的区域中集成到转子轴中。完全特别优选地发射器轮廓在转子轴的端侧的面上集成到转子轴中。

还优选地设置成，发射器轮廓关于转子轴的纵轴线径向地取向或集成到径向地相对于纵轴线取向的面中。对此应理解的是，发射器轮廓在这样的面上延伸或布置在这样的面上，即该面以相对于转子轴的纵轴线成某一角度的方式取向，其中该角度为大于0°。特别优选地发射器轮廓在基本上垂直于转子轴的纵轴线取向的面上延伸。

转子轴优选地具有关于转子轴的纵轴线径向地从转子轴的圆周侧凸出的突出部。在此发射器轮廓集成到转子轴的突出部中。突出部是转子轴的一部分或与转子轴构造成单件。

例如突出部能够环状地布置在转子轴的圆周侧上或布置成环状地围绕转子轴周围。圆周侧应理解成由转子轴周向地构造的侧面或转子轴的周缘面(Mantelflaeche，有时称为柱面)。

特别优选地突出部部分区段地布置并且因此关于转子轴的总长度仅仅局部地布置。特别优选地转子轴沿其纵轴线仅仅具有唯一的突出部。原则上突出部能够布置在转子轴的每个任意的区域中。但是完全特别优选地突出部布置在转子轴的端侧的端部的区域中。

此外优选地设置成，突出部基本上构造成圆盘形。圆盘形地径向地从转子轴的圆周侧凸出的突出部构造了两个基本上彼此平行地布置的环状的面。发射器轮廓在此优选地集成到第一环状的面中或者集成到第二环状的面中。

突出部优选地在区段中完全地围绕转子轴周围布置。第一和第二环状的面优选地径向地相对于纵轴线取向。优选地第一环状的面向外指向并且第二环状的面向内指向。对此应理解的是，在第一环状的面和转子轴的第一端侧的端部之间的距离小于在第二环状的面和转子轴的第二端侧的端部之间的距离。突出部能够如此布置，即使得第一环状的面以关于第一端侧的端部偏移尤其向内偏移的方式取向或布置。备选地转子轴的第一端侧的端部的端面能够至少部分地通过突出部的第一环状的面构造。

发射器轮廓关于转子轴的纵轴线能够优选地也布置在这样的面上，即该面沿着纵轴线并且与纵轴线间隔开地或平行于纵轴线延伸。发射器轮廓能够集成到圆周侧中或集成到转子轴的周向的侧面中。例如发射器轮廓能够印入到圆周侧中和/或印上到圆周侧上。在此优选地设置成，发射器轮廓部分区段地也就是说在沿转子轴的纵轴线的区段中布置。完全优选地发射器轮廓在该区段中完全地在圆周侧上围绕转子轴周围布置。例如发射器轮廓能够切向上也就是说沿转子轴的周缘布置。

根据本发明此外设置有带有定子以及可相对于定子运动的转子的电机，其中电机具有上面描述的转子位置系统。

根据本发明此外设置了用于电机的转子，其中与传感器处于有效连接中的发射器轮廓集成到转子的转子轴中。

附图说明

在下文中根据优选的实施方式示例性地解释了本发明。

其中：

图1示意性地示出了带有集成的发射器轮廓的转子轴的部分区段的图示，以及

图2示意性地示出了带有集成在转子的转子轴中的发射器轮廓的电机。

参考符号列表

100 转子位置系统

200 电机

10 转子

11 传感器

12 发射器轮廓

13 转子轴

14 罩壳

15 转子轴的纵轴线

16 转子轴的圆周侧

17 突出部

18 第一环状的面

19 第二环状的面

20 转子轴的第一端侧的端部

21 转子轴的第二端侧的端部

22 在罩壳中的转子轴的支撑件。

具体实施方式

图1示出了带有集成的发射器轮廓12的转子轴13的部分区段的图示。为了更好的总览起见在图1中未示出转子位置系统100的传感器11。

在转子轴13的第一端侧的端部20的区域中完全地围绕转子轴13周围布置了圆盘形的突出部17。圆盘形的突出部17径向地相对于转子轴13的纵轴线15布置并且径向地从转子轴13的圆周侧16延伸。突出部17是转子轴13的一部分并且与转子轴13单件式地构造。突出部17因此不是分离的与转子轴13相连接的构件。

通过圆盘形的突出部17构造了两个基本上相对而置的且相互平行地布置的环状的面18,19，即第一环状的面18以及第二环状的面19。第一环状的面18朝向转子轴13的第一端侧的端部20指向并且因此向外指向。第二环状的面19向内或朝向第二端侧的端部21取向。发射器轮廓在第一环状的面18上集成到突出部17中并且因此集成到转子轴13中。原则上发射器轮廓12能够具有任何合适的形状和设计方案。在图1中示出的示例中在突出部17的第一环状的面18中设置有彼此间隔地布置的凹口，其构成了发射器轮廓12。

图2示出了带有转子10的电机200。为了更好的总览起见在图2中未示出电机200的定子。转子轴13借助于合适的支撑件22支撑在罩壳14中。转子轴13或转子10在此可围绕其纵轴线15转动。

静态地并且因此不可运动地相对于转子轴13间隔开地设置有转子位置系统100的传感器11。传感器11与集成到转子轴13中的发射器轮廓12处于有效连接中。在图2中示出的示例中发射器轮廓12如也在图1中那样集成到圆盘形的突出部17中。尤其在此发射器轮廓12设置在突出部17的第一环状的面18上。