DE20019639U1 - Brushless drive motor with integrated rotary encoder - Google Patents
Brushless drive motor with integrated rotary encoderInfo
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10.10.
16. November 2000 Anwaltsakte: 14426.3-L1180-58-nemNovember 16, 2000 Attorney File: 14426.3-L1180-58-nem
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2020
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Gegenstand der Erfindung ist ein bürstenloser Antriebsmotor mit Drehgeber nach dem Oberbegriff des Schutzspruchs 1.The subject matter of the invention is a brushless drive motor with rotary encoder according to the generic term of claim 1.
Ein derartiger Antriebsmotor ist bspw. mit einem Motor der Firma Yokogawa bekanntgeworden, der u.a. auch über die Firma Litton vertrieben wird. Dieser bürstenlose Antriebsmotor wird für Antriebsaufgaben im Werkzeugmaschinenbau, in der Fertigungstechnik, in der Robotik und für mittlere Drehmomente im Bereich von 4 Nm bis bspw. 500 Nm verwendet.Such a drive motor has become known, for example, with a motor from Yokogawa, which is also sold by Litton, among others. This brushless drive motor is used for drive tasks in machine tool construction, in production technology, in robotics and for medium torques in the range of 4 Nm to 500 Nm, for example.
Er wird bei Geschwindigkeiten von etwa 0,5 bis 5 Umdrehungen pro Sekunde eingesetzt und hat äußere Durchmesser im Bereich von etwa 100 mm bis 300 mm.It is used at speeds of about 0.5 to 5 revolutions per second and has outer diameters in the range of about 100 mm to 300 mm.
Die wiederholbare Schrittgenauigkeit liegt bei etwa +/-1 arc sec. 5The repeatable step accuracy is approximately +/-1 arc sec. 5
Derartige bürstenlose Antriebsmotoren mit integriertem Drehgeber haben sich bewährt.Such brushless drive motors with integrated encoders have proven themselves.
Der bekannte Antriebsmotor weist hierbei die axiale Hintereinanderfolge der Teile Rotor-Antriebsteil-Lagerebene und Sensorebene auf.The known drive motor has the axial sequence of the parts rotor-drive part-bearing plane and sensor plane.
Die genannten Ebenen und Teile sind also axial übereinander angeordnet und zwar in der oben stehenden Reihenfolge.The levels and parts mentioned are arranged axially one above the other in the order shown above.
An dem sich drehendem Rotor greift hierbei ein Lastaufnahmemittel an, welches mit dem Rotor drehfest verbunden ist. Über dieses Lastaufnahmemittel wird also die Last auf den Rotor übertragen, der seinerseits über die Lagerebene dreht und jenseits der Lagerebene die Sensorebene angeordnet ist.A load-bearing device, which is connected to the rotor in a rotationally fixed manner, engages the rotating rotor. The load is transferred to the rotor via this load-bearing device, which in turn rotates above the bearing plane, and the sensor plane is arranged beyond the bearing plane.
Wenn nun eine entsprechende Last auf den Rotor angreift, dann entwickelt dieser Rotor ein relativ hohes Kippmoment, weil die Last zunächst über die gesamte axiale Länge des Rotors auf das Lager eingeleitet wird und erst in axialer Richtung hinter dem Lager die Sensorebene des Drehgebers angeordnet ist.If a corresponding load is applied to the rotor, this rotor develops a relatively high tilting moment because the load is initially introduced onto the bearing over the entire axial length of the rotor and the sensor plane of the encoder is only arranged in the axial direction behind the bearing.
Der dergestalt aufgebaute Motor mit integriertem Drehgeber hat also den Nachteil, daß der Drehgeber ein relativ hohes Kippmoment vom Rotor erfährt, weil die gesamte Last des Lastaufnahmemittels über den Rotor auf die Lager und von dort erst jenseits der Lager auf den Sensor übertragen wird.The motor constructed in this way with an integrated rotary encoder has the disadvantage that the rotary encoder experiences a relatively high tilting moment from the rotor, because the entire load of the load-carrying device is transferred via the rotor to the bearings and from there to the sensor only beyond the bearings.
Die absolute Genauigkeit des Drehgebers liegt deshalb etwa lediglich bei +/- 5 arc sec mit einer Wiederholgenauigkeit von +/-1 arc sec.The absolute accuracy of the encoder is therefore only +/- 5 arc sec with a repeatability of +/-1 arc sec.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde einen bürstenlosen Universalmotor mit integriertem Drehgeber der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine wesentlich höhere Schrittgenauigkeit des Drehgebers mit einer besseren Wiederholgenauigkeit bei etwa gleichen Antriebsdaten gegeben ist.The invention is therefore based on the object of developing a brushless universal motor with an integrated rotary encoder of the type mentioned at the beginning in such a way that a significantly higher step accuracy of the rotary encoder with a better repeatability is achieved with approximately the same drive data.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Schutzanspruches 1 gekennzeichnet.To achieve the stated object, the invention is characterized by the technical teaching of claim 1.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß nun ausgehend von dem Lastbereich am Rotor (Rotordeckel) unmittelbar unter dem Rotor die Sensorebene für den Drehgeber angeordnet ist und sich in axialer Richtung an diese Sensorebene nun unmittelbar die Lagerebene für die Drehlagerung des Rotors anschließt und erst danach in axialer Richtung sich der Antriebsteil für den Rotor anschließt.An essential feature of the invention is that, starting from the load area on the rotor (rotor cover), the sensor plane for the rotary encoder is arranged directly below the rotor and, in the axial direction, the bearing plane for the rotary bearing of the rotor is immediately connected to this sensor plane and only then, in the axial direction, the drive part for the rotor is connected.
Es wird also erfmdungsgemäss eine andere Abfolge der genannten Teile beansprucht, nämlich von der Lastaufnahme des Rotors ausgehend eine unmittelbar in axialer Richtung dahinter angeordnete Sensorebene, die direkt vor der Lagerebene angeordnet ist, an die sich in axialer Richtung der Antriebsteil anschließt.According to the invention, a different sequence of the mentioned parts is therefore claimed, namely, starting from the load bearing part of the rotor, a sensor plane arranged immediately behind it in the axial direction, which is arranged directly in front of the bearing plane, to which the drive part is connected in the axial direction.
Dies ist ein wesentlicher Unterschied zum Stand der Technik, denn beim Stand der Technik war die eingangs genannte Abfolge gegeben, die mit dem Nachteil behaftet war, daß die Last über die gesamte Rotorlänge übertragen wurde und dieser in axialer Richtung (weit) entfernt von dem Lastaufnahmemittel in der Lagerebene gelagert war.This is a significant difference to the state of the art, because the state of the art used the sequence mentioned above, which had the disadvantage that the load was transmitted over the entire length of the rotor and that it was mounted (far) away from the load-bearing device in the bearing plane in the axial direction.
Erst jenseits der Lagerebene (in axialer Richtung) war die Sensorebene angeordnet. Dies bedeutete im Stand der Technik, daß die Sensorebene relativ weit entfernt von dem Lastaufnahmemittel am Rotor entfernt war.
30The sensor plane was only located beyond the bearing plane (in the axial direction). In the state of the art, this meant that the sensor plane was relatively far away from the load-bearing device on the rotor.
30
Hier setzt die Erfindung ein, die vorsieht, daß das Lastaufnahmemittel am Rotor unmittelbar direkt benachbart an der Sensorebene liegt und die SensorebeneThis is where the invention comes in, which provides that the load-carrying device on the rotor is located directly adjacent to the sensor plane and the sensor plane
:" '".I Cs i ! i:" '".I Cs i ! i
ihrerseits unmittelbar vor der Lagerebene angeordnet ist, so daß evtl. auf die Rotorglocke einwirkende Kippmomente die Sensorebene nur wenig oder gar nicht beeinflussen.which in turn is arranged directly in front of the bearing plane, so that any tilting moments acting on the rotor bell have little or no influence on the sensor plane.
Diese Kippmomente werden also nicht über die gesamte Länge der Rotorglocke auf die Sensorebene übertragen, sondern auf kürzestem Wege, wie es die Erfindung vorsieht.These tilting moments are therefore not transmitted to the sensor plane over the entire length of the rotor bell, but over the shortest possible path, as provided for by the invention.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß statt des üblichen Antriebsmotors mit in axialer Richtung gerichteten Statorwicklungen statt dessen eine Transversalflußmaschine vorgesehen wird.In a particular embodiment of the invention, it is provided that instead of the usual drive motor with stator windings directed in the axial direction, a transverse flux machine is provided instead.
Die Anordnung einer Transversalflußmaschine hat den Vorteil, daß höhere Drehmomente bei höheren Drehzahlen, gleichem Raumvolumen und vergleichbaren Leistungen erreicht werden können.The arrangement of a transverse flux machine has the advantage that higher torques can be achieved at higher speeds, the same volume and comparable performance.
Es ist damit nun erstmals möglich, wegen der höheren Drehzahlen auch höhere Taktzahlen zur Betätigung der entsprechenden Maschine zu erreichen, was vorher nicht möglich war.Due to the higher speeds, it is now possible for the first time to achieve higher cycle rates for operating the corresponding machine, which was not possible before.
Wichtig bei der Erfindung ist also, daß die Last nicht über die glockenförmige Rotorglocke auf den Rotor eingeleitet wird und ein entsprechendes Kippmoment auf die Rotorglocke ausübt, sondern daß das Lastaufnahmemittel unmittelbar an der Stirnseite des Rotors ansetzt und unmittelbar an dieser Ebene und unterhalb dieser Ebene die Sensorebene für den Drehgeber angeordnet ist. Ein eventuelles Verkippen der Rotorglocke wird dann nicht mehr der Sensorebene in der nachteiligen Form als die Schrittgenauigkeit beeinflussende Fehlergröße mitgeteilt, so wie es beim Stand der Technik bekannt ist und hingenommen wird.What is important in the invention is that the load is not introduced onto the rotor via the bell-shaped rotor bell and exerts a corresponding tilting moment on the rotor bell, but that the load-bearing device is attached directly to the front side of the rotor and the sensor plane for the rotary encoder is arranged directly on this plane and below this plane. Any tilting of the rotor bell is then no longer communicated to the sensor plane in the disadvantageous form as an error variable affecting the step accuracy, as is known and accepted in the prior art.
Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist, daß statt eines optischen Sensors im Drehgeber ein magnetoresistiver Sensor verwendet wird. Damit können höhere Auflösungen erzielt werden als vergleichsweise bei optisch wirkenden Sensoren.Another important feature of the invention is that a magnetoresistive sensor is used in the rotary encoder instead of an optical sensor. This allows higher resolutions to be achieved than with optical sensors.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, daß es nun erstmals möglich ist, im Drehgeber selbst Speicherelemente vorzusehen, mit denen es möglich ist, bestimmte Motorparameter in diesen Speicherelementen abzuspeichern.Another essential feature of the invention is that it is now possible for the first time to provide storage elements in the rotary encoder itself, with which it is possible to store certain motor parameters in these storage elements.
Hierzu sind unmittelbar auf dem feststehenden Lagering des Drehgebers entsprechende Leiterplatten befestigt, auf denen entsprechende Speicherelemente angeordnet sind. Derartige Speicherelemente können sein EPROMs oder auch EEPROMs.For this purpose, circuit boards are attached directly to the fixed bearing ring of the rotary encoder, on which corresponding memory elements are arranged. Such memory elements can be EPROMs or EEPROMs.
Selbstverständlich sind auch alle anderen bekannten, digitalen Speicher hierfür geeignet.Of course, all other known digital storage devices are also suitable for this purpose.
Wichtig ist also, daß der kleinbauende Universalmotor trotzdem in seinem Ringraum unterhalb der drehenden Rotorglocke Platz läßt für einen Drehgeber, in dem sogar ortsfeste Leiterplatten am Umfang verteilt angeordnet sind und auf denen entsprechende Schaltungskomponenten integriert sind.It is therefore important that the compact universal motor still leaves space in its annular space below the rotating rotor bell for a rotary encoder, in which even stationary circuit boards are arranged distributed around the circumference and on which corresponding circuit components are integrated.
Von weiterem Vorteil ist die Ausbildung des Meßrades des Drehgebers als Maßverkörperung aus Messing mit einer Oberflächenbeschichtung aus Kobalt. Diese Beschichtung hat sehr gute hartmagnetische Eigenschaften und ist außerdem mechanisch sehr hart.Another advantage is that the measuring wheel of the rotary encoder is made of brass with a cobalt surface coating. This coating has very good hard magnetic properties and is also very mechanically hard.
Auf dieser Kobaltbeschichtung werden vier parallele, magnetisierte Spuren von jeweils ca. 250 Mikrometer Länge abwechselnd in Form von Nord- und Südpolen aufgebracht, deren Phasenlagen zueinander sich stetig verändern.Four parallel, magnetized tracks, each approximately 250 micrometers long, are applied to this cobalt coating, alternating in the form of north and south poles, whose phase positions to each other constantly change.
Der Abtastblock besteht aus vier magnetoresistiven Vollbrücken zur Abtastung der Magnetspuren des Maßstabs. Eine Signalaufbereitung und Auswertung inklusive einer zugeordneten Schnittstelle ist unmittelbar auf den Leiterplatten am ortsfesten Teil des Drehgebers integriert.The scanning block consists of four magnetoresistive full bridges for scanning the magnetic tracks of the scale. Signal processing and evaluation, including an associated interface, is integrated directly on the circuit boards on the stationary part of the encoder.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.The invention is explained in more detail below with reference to drawings which merely illustrate one embodiment. Further features and advantages of the invention will become apparent from the drawings and their description.
Es zeigen:Show it:
Figur 1: Schnitt durch eine Ausführung eines Universalmotors nach der Erfindung;Figure 1: Section through an embodiment of a universal motor according to the invention;
Figur 2: Schnitt durch den Universalmotor nach Figur 1, jedoch mit vereinfachter Darstellung durch Weglassung bestimmter Teile;Figure 2: Section through the universal motor according to Figure 1, but with simplified representation by omitting certain parts;
1 Figur 3: die Draufsicht auf den Statorteil bei entferntem Rotordeckel; 1 Figure 3: the top view of the stator part with the rotor cover removed;
Figur 4: die Draufsicht auf den Rotordeckel;
15Figure 4: the top view of the rotor cover;
15
Figur 5: perspektivische Darstellung des Drehgebers.Figure 5: Perspective view of the rotary encoder.
Der Universalmotor ist in den Figuren 1 und 2 schematisiert dargestellt.The universal motor is shown schematically in Figures 1 and 2.
Eine Statorbohrung 1 ist in einer Statorbüchse 2 eingearbeitet, die das Statorpaket 3 trägt. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist statt der hohlen Statorbüchse 2 eine Vollwelle vorgesehen, welche also keine axiale Statorbohrung 1; gemäß Figur 1 und 2 aufweist. Die hohle Statorbüchse 2 benötigt im Vergleich zur Vollwellen-Ausführung eine geringere Energiezufuhr, jedoch einen erhöhten Fertigungsaufwand, bietet aber die Möglichkeit der Durchführung insbesondere elektrischer Leitungen bei z.B. Montageautomaten. Hingegen ist die Vollwelle kostengünstiger und weist eine höhere Laufruhe bei erhöhtem Energieaufwand auf.A stator bore 1 is incorporated in a stator bushing 2, which carries the stator package 3. In another embodiment of the invention, a solid shaft is provided instead of the hollow stator bushing 2, which therefore does not have an axial stator bore 1 ; as shown in Figures 1 and 2. The hollow stator bushing 2 requires less energy than the solid shaft version, but requires more manufacturing effort, but offers the possibility of passing through electrical cables in particular, for example in automatic assembly machines. The solid shaft, on the other hand, is more cost-effective and runs more smoothly with more energy expenditure.
Diese Statorbüchse 2 kann ebenso wie die Vollwellen-Ausführung einen Außendurchmesser von über 50 mm besitzen, was beim Stand der Technik bisher aufgrund hoher Kosten nur mit Resolver-Drehgeber mit reduzierter Genauigkeit und nicht mit hoch auflösenden SinCos (magnetoresistiver) Drehgeber möglich war. ,This stator bush 2, like the solid shaft version, can have an outer diameter of more than 50 mm, which was previously only possible with resolver encoders with reduced accuracy and not with high-resolution SinCos (magnetoresistive) encoders due to high costs.
Aus Vereinfachungsgründen ist das aktive Statorteil in Figur 2 schematisiert dargestellt, während in Figur 1 das Statorpaket 3 als 2-phasiges Statorpaket einer Tranversalflußmaschine dargestellt ist.
5For reasons of simplification, the active stator part is shown schematically in Figure 2, while in Figure 1 the stator package 3 is shown as a 2-phase stator package of a transverse flux machine.
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Jeder der beiden Flußwicklungen in Figur 1 des Statorpaketes 3 sind einer Reihe von Magnetstäben 36 zugeordnet, die gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind die radial außen von Kurzschlußblechen 37 eingefaßt sind.Each of the two flux windings in Figure 1 of the stator package 3 is assigned to a row of magnetic bars 36 which are evenly distributed around the circumference and are surrounded radially on the outside by short-circuit plates 37.
Der Stator 2, 3 wird von einem glockenförmigen Rotor 4 umgeben, der drehend auf der Statorbüchse 2 aufgesetzt ist und lediglich von einem ringförmigen Kreuzrollenlager 8 getragen wird.The stator 2, 3 is surrounded by a bell-shaped rotor 4, which is mounted in a rotating manner on the stator bushing 2 and is only supported by an annular crossed roller bearing 8.
Die Magnetstäbe 36 und die Kurzschlußbleche 37 sind Teil des Rotors, während dem Stator lediglich der mit 3 bezeichnete Teil des Statorpaketes zugeordnet ist.The magnetic bars 36 and the short-circuit plates 37 are part of the rotor, while only the part of the stator package designated with 3 is assigned to the stator.
Der Rotor 4 ist aus montagetechnischen Gründen zweigeteilt. Er besteht aus einem hülsenförmigen Rotorunterteil 5 und aus einem darauf angesetzten Rotordeckel 6, wobei die beiden Teile über eine Trennfuge 7 miteinander verbunden sind, wobei im Bereich der Trennfuge nun das umlaufende Kreuzrollenlager 8 angeordnet ist.The rotor 4 is divided into two parts for assembly reasons. It consists of a sleeve-shaped rotor base 5 and a rotor cover 6 attached to it, with the two parts being connected to one another via a parting line 7, with the rotating cross roller bearing 8 now being arranged in the area of the parting line.
Die beiden Teile 5, 6 werden durch die Verschraubungen 28 verbunden, die in Figur 4 den Rotordeckel 6 durchgreifen.The two parts 5, 6 are connected by the screw connections 28, which pass through the rotor cover 6 in Figure 4.
Der Rotor 4 bildet eine obere Rotorbohrung 10 aus, in welche z. B. ein lastübertragendes Teil eingreifen kann.The rotor 4 forms an upper rotor bore 10 into which, for example, a load-transmitting part can engage.
In einer anderen Ausgestaltung - siehe Figur 4 - ist ein Antriebsteil über Schrauben welche in die Gewindebohrungen 27 eingreifen mit dem Rotordeckel 6 drehfest verbunden. Der Rotordeckel 6 treibt also über diese lastübertragende Verbindung das Teil an, welches eine entsprechende Last auf den Rotordeckel 6 ausübt.In another embodiment - see Figure 4 - a drive part is connected to the rotor cover 6 in a rotationally fixed manner via screws which engage in the threaded holes 27. The rotor cover 6 thus drives the part via this load-transmitting connection, which exerts a corresponding load on the rotor cover 6.
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Zur Abdichtung des Rotordeckels an der Statorbüchse 2 ist eine Dichtung 11 vorgesehen.A seal 11 is provided to seal the rotor cover on the stator bush 2.
Neuerungsgemäss ist nun im Innenraum des Rotordeckels 6 ein umlaufender Ringraum 13 vorgesehen in dem der Drehgeber gemäss Figur 5 angeordnet ist.According to the innovation, a circumferential annular space 13 is now provided in the interior of the rotor cover 6 in which the rotary encoder is arranged according to Figure 5.
Die Trennung zwischen Rotor 4 und Stator 1, 2 ist im übrigen durch einen Trennspalt 12 gemäss Figur 2 gegeben.The separation between rotor 4 and stator 1, 2 is provided by a separating gap 12 according to Figure 2.
Der Drehgeber ist also unter Beanspruchung eines geringen Raumbedarfes in dem Ringraum 13 angeordnet und besteht im wesentlichen aus einem unteren, feststehenden Lagering 14, der über Schrauben 15 an zugeordneten Lagerflächen 16 des Stators stirnseitig befestigt ist.
Am Umfang des Lagerings 14 sind hierbei drei verschiedene Teile befestigt. Es sind zwei Leiterplatten 17, 18 befestigt, die über entsprechende Signalverbindungen miteinander verbunden sind und auf denen elektrische Komponenten und Speicherbausteine enthalten sind.The rotary encoder is thus arranged in the annular space 13 while taking up little space and essentially consists of a lower, fixed bearing ring 14, which is fastened to the front side of the associated bearing surfaces 16 of the stator via screws 15.
Three different parts are attached to the circumference of the bearing ring 14. Two circuit boards 17, 18 are attached, which are connected to one another via corresponding signal connections and on which electrical components and memory modules are contained.
Ferner ist ein Abtastblock 19 auf dem Lagering 14 befestigt. Der Abtastblock 19 ist hierbei einseitig mit einer Paßschraube 22 auf dem Lagering 14 befestigt, während die gegenüberliegende Seite in radialer Richtung einstellbar und feststellbar ausgebildet ist.Furthermore, a scanning block 19 is attached to the bearing ring 14. The scanning block 19 is attached to the bearing ring 14 on one side with a fitting screw 22, while the opposite side is designed to be adjustable and lockable in the radial direction.
Zur Einstellung des Abtastblockes 19 in Bezug zu dem innen, umlaufenden Meßrad 20 ist zunächst eine Einstellschraube 23 vorgesehen, die als Exzenterschraube ausgebildet ist und die sich exzentrisch an dem Lagering 14 abstützt.To adjust the scanning block 19 in relation to the inner, rotating measuring wheel 20, an adjusting screw 23 is provided, which is designed as an eccentric screw and which is supported eccentrically on the bearing ring 14.
Eine einmal gewählte Einstellung des Abtastblockes 19 in radialer Richtung wird dann mit der Klemmschraube 24 festgesetzt.
30Once the setting of the scanning block 19 in the radial direction has been selected, it is then fixed with the clamping screw 24.
30
Der Abtastblock 19 ist also in den Pfeilrichtungen 38 einstellbar und feststellbar auf dem Lagering 14 befestigt.The scanning block 19 is therefore adjustable in the direction of the arrows 38 and is fixed to the bearing ring 14 in a lockable manner.
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Innen umlaufend ist ein Meßrad 20 vorgesehen, welches aus Messing besteht und welches wie vorher im allgemeinen Beschreibungsteil beschriebenen Kobaltbeschichtung trägt.
5A measuring wheel 20 is provided on the inside, which is made of brass and which has a cobalt coating as previously described in the general description section.
5
Dieses Meßrad läuft bspw. in Pfeilrichtung 21 um.This measuring wheel rotates in the direction of arrow 21.
Um den Abtastblock 19 mit den Einstellschrauben 22, 24 betätigen zu können ist im Rotordeckel eine Zugangsöffnung 26 vorgesehen, so daß bei einer bestimmten Drehlage des Rotordeckels die Einstellanordnung des Abtastblockes 19 frei von oben her zugänglich ist und leicht einstellbar ausgebildet ist.In order to be able to operate the scanning block 19 with the adjusting screws 22, 24, an access opening 26 is provided in the rotor cover, so that at a certain rotational position of the rotor cover the adjustment arrangement of the scanning block 19 is freely accessible from above and is designed to be easily adjustable.
In Figur 3 ist die Draufsicht auf den Geber schematisiert dargestellt, wo erkennbar ist, daß die einzelnen Teile 17,18,19 durch entsprechende Kabel 25 miteinander verbunden sind.
15Figure 3 shows a schematic top view of the sensor, where it can be seen that the individual parts 17, 18, 19 are connected to one another by corresponding cables 25.
15
Das mehradrige Kabel 25 kann dann durch eine entsprechende, sich in axialer Richtung erstreckende und durch den Stator greifende Statoröffnung 39 nach außen geführt werden.The multi-core cable 25 can then be led out through a corresponding stator opening 39 extending in the axial direction and reaching through the stator.
Das in Pfeiirichtung 21 umlaufende Meßrad 20 trägt an seiner Stirnseite mehrere Bohrungen 35, in welche zugeordnete Schrauben 34 eingreifen, die im Rotordeckel 6 verankert sind.The measuring wheel 20 rotating in the direction of the arrow 21 has on its front side several bores 35 into which engage associated screws 34 which are anchored in the rotor cover 6.
Wichtig bei der Erfindung ist nun die Hintereinanderfolge von Antriebsteil 30, der sich axial daran anschließenden Lagerebene 31, der sich daran anschließenden Sensorebene 32 und dem sich daran in axialer Richtung anschließenden Lastbereich 33.What is important in the invention is the sequence of the drive part 30, the axially adjoining bearing plane 31, the adjoining sensor plane 32 and the load area 33 adjoining it in the axial direction.
Es ergibt sich nämlich der Vorteil, daß der Lastbereich 33 unmittelbar an der Stirnseite der Rotorglocke angreift und das unmittelbar unter dieser Rotorglocke die Sensorebene 32 mit dem Ringraum 13 für die Aufnahme des Drehgebers nach Figur 5 angeordnet ist. In axialer Richtung dahinter folgt sofort die Lagerebene 31 für dasThis results in the advantage that the load area 33 acts directly on the front side of the rotor bell and that the sensor level 32 with the annular space 13 for accommodating the rotary encoder according to Figure 5 is arranged directly below this rotor bell. In the axial direction behind this, the bearing level 31 for the
genannte Kreuzrollenlager, so daß evtl. auf die Rotorglocke einwirkende Kippmomente nur sich wenig auf die Sensorebene 32 auswirken, weil die Lagerebene 31 unmittelbar an die Sensorebene 32 in axialer Richtung anschließt. Derartige Kippmomente werden im übrigen auch von der unmittelbar sich daran anschließenden Lagerebene 31 aufgenommen, so daß also der Rotor gegen Verkippen in optimaler Weise gelagert ist. Dies war beim Stand der Technik nicht der Fall.so-called cross roller bearings, so that any tilting moments acting on the rotor bell have only a small effect on the sensor plane 32, because the bearing plane 31 is directly connected to the sensor plane 32 in the axial direction. Such tilting moments are also absorbed by the immediately adjacent bearing plane 31, so that the rotor is optimally supported against tilting. This was not the case with the prior art.
Erst jenseits der Lagerebene 31 schließt sich dann der Antriebsteil 30 an, der zum Drehantrieb des Rotors 4 bestimmt ist.Only beyond the bearing plane 31 is the drive part 30 connected, which is intended for the rotational drive of the rotor 4.
Es wurde bereits schon darauf hingewiesen, daß das Transversalflußprinzip ein bevorzugtes Antriebsprinzip der Erfindung ist, die Erfindung hierauf aber nicht beschränkt ist. Es können sämtliche andere Antriebsprinzipien verwendet werden, wesentlich bei der Erfindung ist nur, daß sich axial an das Antriebsteil 30 unmittelbar die Lagerebene 31 anschließt, daran axial die Sensorebene 32 und daran axial der Lastbereich 33.It has already been pointed out that the transverse flux principle is a preferred drive principle of the invention, but the invention is not limited to this. All other drive principles can be used, the only important thing in the invention is that the bearing plane 31 is directly connected axially to the drive part 30, the sensor plane 32 is connected axially to this and the load area 33 is connected axially to this.
Durch die Verwendung einer magnetoresistiven Sensorik werden zunächst einmal bessere Absolutwerte des Drehgebers erreicht als im Stand der Technik. Durch die verkippungssichere Lagerung des Rotors werden diese Werte nochmals verbessert, insbesondere aber auch die Wiederholbarkeit des Schrittwinkels.By using a magnetoresistive sensor, better absolute values of the rotary encoder are achieved than with the state of the art. These values are further improved by the tilt-proof bearing of the rotor, but in particular the repeatability of the step angle is also improved.
Aufgrund der Möglichkeit der Anordnung von Speichermitteln im Drehgeber (siehe Leiterplatten 17, 18) ist es nun erstmals möglich auch die Motordaten in dem Drehgeber zu speichern und damit eine feste Zuordnung von Steuerung und Motor zu vermeiden. Jeder Steuerung ist also ein entsprechender Motor zugeordnet. Wird ein neuer Motor an die Steuerung angeschlossen, dann liest diese zunächst einmal die im Drehgeber gespeicherten Motordaten aus, um sich so auf den neuen Motor einzustellen. Es bedarf keiner Kalibrierung und keiner Meßvorgänge, weil aufgrund der im Drehgeber gespeicherten Motordaten jeder Motor individuell an die Steuerung angeschlossen wird und von der Steuerung als solche erkannt wird.Due to the possibility of arranging storage media in the encoder (see circuit boards 17, 18), it is now possible for the first time to store the motor data in the encoder and thus avoid a fixed assignment of controller and motor. Each controller is therefore assigned a corresponding motor. If a new motor is connected to the controller, it first reads the motor data stored in the encoder in order to adjust to the new motor. No calibration or measuring processes are required because each motor is individually connected to the controller based on the motor data stored in the encoder and is recognized as such by the controller.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10237203A1 (en) * | 2002-08-14 | 2004-02-26 | Deere & Company, Moline | transverse flux |
| DE102007031239B4 (en) * | 2007-07-05 | 2016-01-21 | Compact Dynamics Gmbh | Auxiliary unit of an internal combustion engine |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2532985B2 (en) * | 1974-07-31 | 1977-07-07 | Sony Corp, Tokio | DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION OF A MAGNETIC FIELD |
| US4223255A (en) * | 1977-10-28 | 1980-09-16 | Goldman Gary S | Electric wheel |
| DE2608561C2 (en) * | 1975-03-14 | 1982-10-21 | Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven | Commutatorless electrical machine with an at least partially permanent magnet rotor |
| EP0076519B1 (en) * | 1981-10-06 | 1986-03-05 | Hitachi, Ltd. | Encoder with position detecting device |
| US4758768A (en) * | 1987-09-25 | 1988-07-19 | Penn Engineering & Manufacturing Corp. | 12-step commutation device for an electric motor |
| US4806808A (en) * | 1986-09-12 | 1989-02-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Printed circuit board for external rotor motor with recess for Hall transducers |
| DE3915623C1 (en) * | 1989-05-12 | 1990-12-20 | Herbert Prof. Dr.-Ing. 3300 Braunschweig De Weh | Permanent magnet electrical machine - has magnetic flow direction crossing direction of motor movement and permanent magnetic excitation |
| EP0942517A2 (en) * | 1998-03-03 | 1999-09-15 | ABB Daimler-Benz Transportation (Technology) GmbH | Transverse flux machine |
| WO2001031766A1 (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-03 | Fisher & Paykel Appliances Limited | Polyphase transverse flux motor |
-
2000
- 2000-11-17 DE DE20019639U patent/DE20019639U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2532985B2 (en) * | 1974-07-31 | 1977-07-07 | Sony Corp, Tokio | DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION OF A MAGNETIC FIELD |
| DE2608561C2 (en) * | 1975-03-14 | 1982-10-21 | Naamloze Vennootschap Philips' Gloeilampenfabrieken, 5621 Eindhoven | Commutatorless electrical machine with an at least partially permanent magnet rotor |
| US4223255A (en) * | 1977-10-28 | 1980-09-16 | Goldman Gary S | Electric wheel |
| EP0076519B1 (en) * | 1981-10-06 | 1986-03-05 | Hitachi, Ltd. | Encoder with position detecting device |
| US4806808A (en) * | 1986-09-12 | 1989-02-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Printed circuit board for external rotor motor with recess for Hall transducers |
| US4758768A (en) * | 1987-09-25 | 1988-07-19 | Penn Engineering & Manufacturing Corp. | 12-step commutation device for an electric motor |
| DE3915623C1 (en) * | 1989-05-12 | 1990-12-20 | Herbert Prof. Dr.-Ing. 3300 Braunschweig De Weh | Permanent magnet electrical machine - has magnetic flow direction crossing direction of motor movement and permanent magnetic excitation |
| EP0942517A2 (en) * | 1998-03-03 | 1999-09-15 | ABB Daimler-Benz Transportation (Technology) GmbH | Transverse flux machine |
| WO2001031766A1 (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-03 | Fisher & Paykel Appliances Limited | Polyphase transverse flux motor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10237203A1 (en) * | 2002-08-14 | 2004-02-26 | Deere & Company, Moline | transverse flux |
| DE102007031239B4 (en) * | 2007-07-05 | 2016-01-21 | Compact Dynamics Gmbh | Auxiliary unit of an internal combustion engine |
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