基于磁体的转角测量系统技术方案

一种基于磁体的转角测量系统(100)，其用于检测传动轴(1)的转动，所述基于磁体的转角测量系统具有带轴向的第一轴端区域(13)的传动轴(1)、在第一轴端区域(13)上与传动轴(1)抗扭地连接的激励器单元(5)、静止的传感器单元(6)，所述传感器单元为了检测传动轴(1)的转动而与激励器单元(5)在功能上配合作用。为了实现转角测量系统相当紧凑的构造以及转角测量系统相对磁干扰的有效屏蔽，建议至少第一轴端区域(13)由不导磁的材料制成。

Angle measuring system based on magnet

An angle measurement system based on magnet (100), which is used for detecting the drive shaft (1) rotates, the angle measurement system based on magnet having a first end of the shaft axial region (13) of the drive shaft (1), in the first end of the shaft region (13) and the drive shaft (1) connect the torsional actuator unit (5), a sensor unit (6), the sensor unit to detect the drive shaft (1) and the rotation of the actuator unit (5) with functions. In order to achieve a fairly compact construction of the angular measurement system and the effective shielding of the angle measuring system with respect to magnetic interference, it is recommended that at least the first shaft end region (13) be made of non-magnetic material.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于磁体的转角测量系统本专利技术涉及一种用于检测传动轴的转动的、基于磁体的转角测量系统，其具有带轴向的第一轴端区域的传动轴、在第一轴端区域上与传动轴抗扭地连接的激励器单元、静止的传感器单元，所述传感器单元为了检测传动轴的转动而与激励器单元在功能上配合作用。这种转角测量系统用于测量轴的转动，并且通常也称为角度测量装置，转角传感器或旋转编码器。它们特别用于控制和监视机器和车辆。在此，非接触式转角测量系统、例如电或磁感应系统，起着特殊的作用，因为它们由于无磨损的传感技术而具有很长的使用寿命。在基于磁体的转角系统中、尤其在磁式多圈绝对值编码器中，借助测量单元感应式地检测轴的旋转，其中，所述测量单元尤其包括旋转的激励器单元、如永磁体，和具有至少一个传感器、例如霍尔和/或韦根传感器的静止的传感器单元。为此，测量单元大多布置在待监测的轴的轴向的第一轴端区域上或者说待监测的轴的自由端上。然而，在基于磁体的转角测量系统直接布置或者说安装在传动轴上、尤其在电动机/发电机或磁式制动器的传动轴上时，经常出现轻微的测量误差。这种测量误差大多由从外部作用于转角测量系统上的干扰引起。这样的干扰例如是在电动机或电磁制动器的运行中传动轴被磁化而产生的磁场，并且该磁场通过通常由钢制成的轴传递，并且最终在转角测量系统上改变由激励器单元形成的旋转磁场，从而在传感器单元中引起测量误差。因此，为了改善测量精度需要避免转角测量系统中的这种干扰。由专利文献DE3813610A1已知具有扫描装置的角度测量装置，其中，扫描装置相对于电的干扰因素被屏蔽。为此，扫描装置在壳体中电绝缘地固定并且与评估单元的接地电势连接。此外，壳体与驱动单元电接触，使得源自驱动单元的控制件的干扰信号不会对测量值产生负面影响。然而，在此的缺点是磁感应干扰因素没有被屏蔽，并且因此尤其在基于磁体的角度测量系统中在传感器单元中仍然引起测量误差。此外，用于角度测量装置的屏蔽的装置构造得非常复杂并且包括大量的部件。因此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种用于检测传动轴的转动的转角测量系统，其实现精确且无干扰的测量，具有紧凑的构造并且易于安装。上述技术问题按照本专利技术通过具有权利要求1的特征的转角测量系统解决。根据本专利技术，至少第一轴端区域由不导磁的或仅微弱导磁(gering-)的材料、例如黄铜或钛制成。传动轴可以至少部分地构成为实心轴并且在其轴向的延伸长度上可以具有不同的导磁性，例如传动轴可以在朝向测量单元的轴向的第一轴端区域中不导磁，在相对的、背离测量单元的第二轴端区域中能导磁地构成。通过在第一轴端区域中构造不导磁的或微弱导磁的材料，可以至少在布置有测量单元的自由端的区域中防止传动轴中感应的磁场的继续传导。尤其可以以此防止沿轴向通过传动轴的磁干扰的传递，并且由此可以使得测量单元被磁屏蔽。此外，传动轴中感应的磁场在相应于第一轴端区域的轴向长度的相对测量单元的确定的轴向的距离中就可以被集中在传动轴中并且导出。尤其地，可以借助屏蔽体实现径向向外导出在传动轴中产生的磁场。因此，传动轴可以在第一轴端区域中近似完全磁绝缘，使得该区域特别适于把测量单元联接在传动轴上。基本上传动轴可以是一体构造的轴。在特别优选的设计方案中，传动轴构造为两件式或多件式，使得传动轴在其轴向的纵向扩展上由多个分开构造的轴件构成。因此，传动轴可以以相当简单的方式在其轴向长度上具有不同的导磁性。尤其地，传动轴在朝向测量单元的轴向的区域中可以具有比背离测量单元的轴向的区域中更低的导磁性和/或导电性。为了连接单个轴件，其可以相互嵌接和/或通过辅助器件相互固定。特别优选的是，传动轴包括单独构造的第一轴件和单独构造的第二轴件。在此，第一轴端区域优选地通过第一轴件构成，使得第一轴件不具有或仅具有小的导磁性。为此，第一轴件例如由黄铜制成。相反地，第二轴件可以是易导磁的并且例如由钢制成。因此，第二轴件可以是比较低成本的、常用的传动系的标准轴。单个轴件可以同轴地相互连接。为了特别稳定和抗弯地连接两个轴件，第一轴件和第二轴件可以至少部分地径向重叠。尤其地，第一轴件可以具有轴向地突出的轴颈或耦连部段，其被第二轴件至少部分地径向地包围，或者说其可以轴向地推入第二轴件的相应的凹部中。以此实现连接稳定性提高以及对第一轴件至少区域式的轴向和径向的磁屏蔽。第二轴件当然也可以具有插入到第一轴件的相应凹部中的轴向地突出的轴颈。优选地，第一轴件和第二轴件抗扭地相互连接。两个轴件的相互定位或固定优选通过摩擦焊接进行。第二轴件的转动以此可以直接传递到第一轴件上，实现精确地测量传动轴的转动。因此，第一轴件和第二轴件可以尤其材料配合地相互连接，例如通过在轴件的相对的轴向端面上的摩擦焊接。备选地或者额外地，第一轴件和第二轴件可以形状配合地相互连接，例如通过插接式连接，其中，轴件可以至少部分地径向重叠，并且如通过径向插入的平头螺钉固定。此外，第一轴件和第二轴件可以摩擦配合地相互连接，例如通过花键和/或螺栓连接。此外，也可以是上述连接方式的组合。因此，可以实现转角测量系统的特别稳定和紧凑的结构。在本专利技术的一个设计方案中，第一轴端区域通过固定装置构成，尤其通过不导磁的螺栓构成。例如，固定装置由钛或黄铜制成，使得可以防止在传动轴或轴部段中感应的磁场通过固定装置传递到激励器单元。固定装置可以用于将激励器单元与传动轴连接或者说固定在传动轴上。为此，固定装置有利地布置在传动轴的朝向测量单元的端侧的端部上。为了把激励器单元固定在传动轴上和为了避免不期望的从传动轴沿激励器单元的方向的磁干扰传递，可以在传动轴的轴向的端部上在激励器单元和传动轴之间额外地设置距离保持件或者说间隔套筒，距离保持件或者说间隔套筒由不导磁的材料制成。固定装置可以与传动轴尤其抗扭地连接。为了布置例如构造为轴向螺栓的固定装置，可以在传动轴中构造孔，其中，所述孔优选地与传动轴同轴地并且具有与螺栓对应的螺纹。激励器单元以此可以以比较简单的方式安装在传动轴的自由端上。附加地或者备选地，可以规定激励器单元粘接在传动轴上。转角测量系统以此可以特别紧凑和廉价。尤其优选的是配设屏蔽体，其具有至少在轴向的部段中径向地包围传动轴的轴向的筒形部段，其中，在屏蔽体和传动轴之间构成定义的气隙。至少在该轴向的部段的局部区域中、特别是在第二轴件上使得传动轴能导磁地制成、例如由钢制成。屏蔽体优选地由特别能导磁的材料制成，以便有效地导出存在于传动轴中的磁场。传动轴和屏蔽体之间的径向距离在轴向的长度上是不变的。以此可以实现从传动轴沿屏蔽体的方向的大面积的均匀的磁场传递。此外，在安装时屏蔽体可以以相当简单的方式安装在传动轴上。屏蔽体可以被构造成静止的、特别是构造为至少测量单元的外壳体。因此，在转角测量系统的旋转的部件中产生的磁场可以在传递位置上向至少一个静止的部件、尤其向屏蔽体上传递。以此可以增大用于屏蔽的面，而不需要额外的转动的部件和由此导致的传动轴上的过重。此外，可以提供相对外部产生的磁场的有效屏蔽。屏蔽体具有至少一个轴向的支承部段，传动轴的轴承贴靠在该支承部段上。屏蔽体例如具有凸肩，传动轴的轴承贴靠在该凸肩上。以此实现测量单元或者说转角测量系统相对于传动轴的精确定向和节省空间的结构。屏蔽体具有至少一个凸肩，传感器单元和/或壳体固定在该凸肩上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测传动轴(1)的转动的、基于磁体的转角测量系统(100)，具有：带轴向的第一轴端区域(13)的传动轴(1),在第一轴端区域(13)上与传动轴(1)抗扭地连接的激励器单元(5),和静止的传感器单元(6)，所述传感器单元为了检测传动轴(1)的转动而与激励器单元(5)在功能上配合作用，其特征在于，至少第一轴端区域(13)由不导磁的材料制成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.28 DE 102015101246.41.一种用于检测传动轴(1)的转动的、基于磁体的转角测量系统(100)，具有：带轴向的第一轴端区域(13)的传动轴(1),在第一轴端区域(13)上与传动轴(1)抗扭地连接的激励器单元(5),和静止的传感器单元(6)，所述传感器单元为了检测传动轴(1)的转动而与激励器单元(5)在功能上配合作用，其特征在于，至少第一轴端区域(13)由不导磁的材料制成。2.按照权利要求1所述的基于磁体的转角测量系统(100)，其特征在于，传动轴(1)构造为至少两件式的。3.按照权利要求1或2所述的基于磁体的转角测量系统(100)，其特征在于，所述传动轴(1)具有单独构造的第一轴件(11)和单独构造的第二轴件(12)，其中，第一轴端区域(13)通过第一轴件(11)构成。4.按照权利要求3所述的基于磁体的转角测量系统(100)，其特征在于，第一轴件(11)和第二轴件(12)至少部分地径向重叠。5.按照权利要求3或4所述的基于磁体的转角测量系统(100)，其特征在于，第一轴件(11)和第二轴件(12)抗扭地相互连接。6.按照上述权利要求之一所述的基于磁体的转角测量系统(100)，其特征在于，第一轴端区域(13)通过固定装置(2)构成。7.按照上述权利要求之一所述的基于磁体的转角测量系统(100)，其特征在于，设置屏蔽体(3)，所述屏蔽体具有至少在轴向的部段中径向地包围传动轴(1)的轴向的筒形部段(31)，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M福尔托斯，
申请(专利权)人：弗瑞柏私人有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL