基于磁体的转角测量系统转让专利

申请号 : CN201580074631.0

文献号 : CN107209026B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : M.福尔托斯

申请人 : 弗瑞柏私人有限公司

摘要 :

本发明涉及一种基于磁体的转角测量系统(100),其用于检测传动轴(4)的转动,所述基于磁体的转角测量系统(100)具有传动轴(4),与所述传动轴(4)在自由端部(43)上抗扭地连接的激励器单元(5),静止的传感器单元(7),所述传感器单元为了检测所述传动轴(4)的转动而与所述激励器单元(5)在功能上配合作用。为了使转角测量系统(100)对磁干扰进行屏蔽,建议所述传动轴(4)在所述自由端部(43)的区域中具有同轴的凹部(41),以构成空心轴部段(42)。

权利要求 :

1.一种基于磁体的转角测量系统(100),其用于检测传动轴(4)的转动,所述基于磁体的转角测量系统(100)具有传动轴(4),

与所述传动轴(4)在自由端部(43)上抗扭地连接的激励器单元(5),静止的传感器单元(7),所述传感器单元为了检测所述传动轴(4)的转动而与所述激励器单元(5)在功能上配合作用,其特征在于,

所述传动轴(4)在所述自由端部(43)的区域中具有同轴的凹部(41),以构成空心轴部段(42),其中,所述激励器单元(5)借助延伸通过所述凹部(41)的固定装置(9)固定在所述传动轴(4)上,其中,在空心轴部段(42)的区域中、在所述传动轴(4)和固定装置(9)之间构成径向的间隙(46)。

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,

所述凹部(41)构造为截锥形。

3.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,

配设第一屏蔽体(1),所述第一屏蔽体具有相对所述传动轴(4)同轴的环形盘(10),该所述环形盘在所述激励器单元(5)和所述传动轴(4)之间布置,所述第一屏蔽体还具有径向地在外部在所述环形盘(10)上围绕的第一轴向部段(12a)。

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,

所述第一屏蔽体(1)与所述传动轴(4)抗扭地连接。

5.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,

在所述第一屏蔽体(1)和所述传动轴(4)之间布置有第一距离保持件(81)。

6.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,

在所述第一屏蔽体(1)和所述激励器单元(5)之间布置有第二距离保持件(82)。

7.按照权利要求5所述的基于磁体的转角测量系统(100),其特征在于,

所述第一屏蔽体(1)具有第二轴向部段(12b),所述第一屏蔽体(1)能以所述第二轴向部段(12b)径向地贴靠在所述传动轴(4)和/或所述距离保持件(81)上。

8.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,

所述第一屏蔽体(1)以环形盘的轴向的端侧面(11)以定义的间距(61)与所述空心轴部段(42)的自由端部(43)相间隔。

9.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,

配设第二屏蔽体(2),所述第二屏蔽体具有轴向的筒形部段(21),所述轴向的筒形部段(21)至少径向地包围所述第一屏蔽体(1)的第一轴向部段(12a),其中,在所述第一轴向部段(12a)和所述第二屏蔽体之间构造有确定的间隙(6)。

10.按照权利要求9所述的基于磁体的转角测量系统(100),其特征在于,

所述第一屏蔽体(1)和/或所述第二屏蔽体(2)具有轴向的支承部段(24),所述传动轴(4)的轴承(44)贴靠在所述支承部段上。

11.按照权利要求9所述的基于磁体的转角测量系统(100),其特征在于,

所述第一屏蔽体(1)和/或所述第二屏蔽体(2)具有至少一个凸肩(13、22、23),所述传感器单元(7)和/或壳体(8)能固定在所述凸肩上。

12.按照权利要求11所述的基于磁体的转角测量系统(100),其特征在于,

配设至少部分地包围所述转角测量系统(100)的壳体(8)。

13.按照权利要求12所述的基于磁体的转角测量系统(100),其特征在于,

所述壳体(8)能轴向地安装在所述第一屏蔽体(1)上和/或所述第二屏蔽体(2)上。

14.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,

所述激励器单元(5)具有磁体支架(50),所述磁体支架(50)带有至少一个固定在磁体支架(50)上的磁体(51a、51b)。

说明书 :

基于磁体的转角测量系统

[0001] 本发明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,其具有与传动轴在自由的或者说轴向的端部上抗扭地连接的激励器单元,并且具有静止的传感器单元,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。
[0002] 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自由端部上。
[0003] 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、尤其在电动机或者说发电机的传动轴上时,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。
[0004] 由专利文献DE 38 13 610 A1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。
[0005] 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。
[0006] 因此,本发明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。
[0007] 上述技术问题按照本发明通过具有权利要求1的特征的转角测量系统解决。
[0008] 根据本发明,传动轴在自由端部的区域中具有同轴的凹部或者说凹缺部,使得在传动轴的该区域中构成空心轴部段,其中,所述激励器单元借助延伸通过所述凹部的固定装置固定在所述传动轴上,其中,在空心轴部段的区域中、在所述传动轴和固定装置之间构成径向的间隙。在此,传动轴可以是单独构造的轴件、传动轴或就是电机或磁式制动器的轴。传动轴可以至少部分地构成为实心轴。通过构造同轴的凹部,传动轴中感应的磁场在自由端部的区域中可以向传动轴的径向的外部区域中导引并且在此集中用于导出。尤其地,通过凹部实现径向向外导出在传动轴中产生的磁场。以此可以把被空心轴部段径向地包围的空腔近似磁隔绝,使得该区域特别适于把测量单元耦连在传动轴上。为此,激励器单元的固定装置可以有利地在凹部的区域中直接布置在传动轴上。因此不需要用于测量单元的额外的轴。为了布置例如构造为轴向的螺栓的固定装置,在传动轴中可以在凹部的底部上构造孔,其中,该孔优选地与传动轴同轴并且具有与螺栓对应的螺纹。因此,激励器单元可以以相当简单的方式安装在传动轴的自由端部上。备选地,固定装置可以通过能径向地插入传动轴的螺栓、尤其平头螺栓构成。附加地或者备选地,可以规定激励器单元粘接在传动轴上。固定装置本身优选地由不导磁或不易导磁的材料制成。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。
[0009] 优选地,传动轴空心轴部段的区域中在传动轴和固定装置之间构成径向的间隙。为此,凹部的直径的尺寸可以使得固定装置至少在自由端部的区域中可以无接触地通过凹部或者说通过空心轴部段延伸。优选地,在凹部的底部上构造传动轴的轴向的第二端侧面,固定装置在该第二端侧面上与传动轴接触并且固定在传动轴上。在一种设计方案中,固定装置至少在空心轴部段的区域中被距离保持件或者说间隔套筒包围,该距离保持件或者说间隔套筒由不导磁的材料构成。螺栓以此可以以特别有效的方式磁绝缘,使得可以防止螺栓在空心轴部段的区域中的磁感应。布置间隔套筒尤其可以使得磁场在两个导体之间传输时被分散得比较广,以便防止接收材料的局部磁饱和。
[0010] 在传动轴的自由端部上的凹部优选构造为截锥形,使得在空心轴部段的区域中剩余的和轴向地超出实心轴的材料环沿自由端部的方向圆锥形地变细或者说变尖地汇聚。该截锥形实现在传动轴中产生的磁场的比较均匀的、径向向外的导出。备选地(并且根据要求),凹部也可以构造为半球形的或以其它形状构造。
[0011] 在本发明的一种设计方案中配设第一屏蔽体,第一屏蔽体具有相对传动轴同轴的环形盘,该环形盘优选地轴向地在激励器单元和传动轴之间布置,第一屏蔽体还具有在径向外部上、在环形盘上围绕的第一轴向部段。所述环形盘优选地具有同轴的开口,至少固定装置通过该开口延伸。优选地,该开口的直径仅略大于固定装置的直径。开口也可以用于把环形盘相对于固定装置定心。此外,传动轴的一部分也可以通过该开口延伸。第一轴向部段可以从一侧超出环形盘。备选地,第一轴向部段可以从两侧、尤其以相同的部分在环形盘上突出。第一轴向部段在此可以在空心轴部段的区域中至少部分地包围传动轴。以此实现转角测量系统比较节省空间的构造。第一轴向部段可以构造为筒形部段,以便形成非常大的围绕的面。第一屏蔽体优选是导磁的或者说优选地具有比较高的导磁性,使得例如在环形盘的开口的区域中感应的磁场可以通过环形盘径向地向外并且通过径向地在外部在环形盘上布置的第一轴向部段传递或者说向相邻的部件上传导。优选地,第一屏蔽体由所谓的Mu-金属、即镍铁合金制成。备选地,第一屏蔽体由钢制成。以此实现对在传动轴中产生的磁场的导向并且因而实现转角测量系统的测量单元的有效屏蔽。
[0012] 第一屏蔽体优选地与传动轴抗扭地连接。为此,第一屏蔽体以环形盘的轴向的端侧面贴靠在空心轴部段的自由端部上和/或在距离保持件上,并且例如借助激励器单元的固定装置固定在传动轴上。由此,在传动轴中产生的并且存在于空心轴部段中的磁场能够以此直接通过端侧面向环形盘中导引。在环形盘中,感应的磁场可以径向向外地向第一轴向部段中导引,以便屏蔽测量单元。以此实现测量单元特别有效和比较节省空间的屏蔽。
[0013] 已经表明,第一屏蔽体和传动轴之间的确定的距离对于磁场从传动轴向第一屏蔽体上的均匀和稳定的传输是特别合适的。因此,在第一屏蔽体和传动轴之间优选布置有第一距离保持件。第一距离保持件优选由不导磁或不易导磁的材料制成。优选地,不仅轴向而且径向包围传动轴的自由端部的第一距离保持件是合适的。第一距离保持件尤其构造为能在自由端部上插装的套筒。第一屏蔽体以此可以既沿轴向也沿径向相对于传动轴以确定的距离布置和定位。为了固定第一距离保持件,第一距离保持件优选地具有开口,固定装置通过该开口延伸,使得第一距离保持件可以沿传动轴的方向预紧。
[0014] 为了避免磁场从第一屏蔽体向激励器单元传输,可以在第一屏蔽体和激励器单元之间布置第二距离保持件。第二距离保持件优选由不导磁或不易导磁的材料制成。第二距离保持件可以是能装入第一屏蔽体的凹空部中的用于定位的垫片。
[0015] 第一屏蔽体优选地具有第二轴向部段,第一屏蔽体能以第二轴向部段径向地贴靠在传动轴和/或距离保持件上。第一屏蔽体尤其可以以第二轴向部段插装或者说套装在传动轴的自由端部上和/或距离保持件上。以此实现非常大的传输面用于磁场从传动轴向第一屏蔽体传输。因而可以在端侧和/或径向地在传动轴上进行磁场的传输。此外,实现比较简单和精确的定心。
[0016] 在本发明的一种实施方式中,第一屏蔽体至少以环形盘的与传动轴的自由端部对置地布置的轴向的端侧面以定义的轴向间距与空心轴部段的自由端相间隔。此外,第一屏蔽体也可以相对于传动轴径向间隔地布置。以此可以在第一屏蔽体和传动轴之间构成轴向的和/或径向的间隙,使得第一屏蔽体相对于传动轴可以是静止的。为了把磁场从传动轴向第一屏蔽体传输,环形盘的内部的开口的直径优选小于传动轴在自由端部上的空心轴部段的内直径。在传动轴的自由端部上存在于空心轴部段中的磁场以此可以通过在传动轴与第一屏蔽体之间构成的间隙以有限的程度轴向地向环形盘上传输或者说感应。以此可以尤其均匀并且稳定地传输磁场,而不会在环形盘中发生磁过饱和。在备选的设计方案中,此处所提到的间隙也可以由不导磁的距离保持件替代或者说实现。此外,为了有效地导引磁场,环形盘和第一屏蔽体的轴向的部分可以材料比较少地或者说薄地构造。以此实现有效的屏蔽和转角测量系统比较小的重量,使得制造成本被降低。
[0017] 尤其优选的是配设第二屏蔽体,第二屏蔽体具有轴向的筒形部段,轴向的筒形部段至少径向地包围第一屏蔽体的第一轴向部段,其中,在第一轴向部段和轴向的筒形部段之间构造有确定的间隙。优选地,第一屏蔽体是导磁的并且由钢或所谓的Mu金属制成。第一屏蔽体和第二屏蔽体之间的径向的距离可以在筒的轴向的长度上是不变的。以此可以实现磁场的大面积和均匀的传输。此外,在安装时,第二屏蔽体可以以比较简单的方式插装在第一屏蔽体之上。第二屏蔽体可以构造为静止的,并且尤其构造为至少测量单元的外壳。因此,在转角测量系统的转动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、尤其第二屏蔽体上传递。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。
[0018] 第一屏蔽体和/或第二屏蔽体可以包括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。第一屏蔽体和/或第二屏蔽体例如具有凸肩,传动轴的轴承贴靠在该凸肩上。以此实现转角测量系统或者说测量单元相对于传动轴的精确定向以及节省空间的结构。
[0019] 第一屏蔽体和/或第二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。例如,在第一屏蔽体和/或第二屏蔽体上可以构造带有螺栓孔型的凸缘,具有对应的配合凸缘和对应的螺栓孔型的壳体借助螺栓固定在屏蔽体上。各屏蔽体本身例如可以通过该凸肩或者其他凸肩例如在机器侧确定。此外,第一屏蔽体可以在凸肩上固定在第二屏蔽体上。此外,在第一屏蔽体和/或第二屏蔽体上可以设置用于固定传感器单元的凸肩或连接件。第二屏蔽体尤其具有传感器支架可以轴向地装入和固定的凸肩。因此,一方面可以把转角测量系统的组件相互定向,使得在转动的和静止的组件之间构成的间隙可以相当小,另一方面,转角测量系统可以相当节省空间地构造。
[0020] 优选地,配设至少部分地包围转角测量系统的壳体。测量单元和第一屏蔽体和/或第二屏蔽体尤其可以被壳体轴向地和/或径向地包围。壳体优选由钢制成。以此实现测量单元或者说转角测量系统相对于干扰的特别有效的屏蔽,所述干扰在外部出现在转角测量系统上并且会负面影响转角测量系统。
[0021] 壳体优选能轴向地安装在第一屏蔽体上和/或第二屏蔽体上。优选地,壳体构造为能轴向地安装在转角测量系统、尤其测量单元上的器皿式部件。以此实现有效屏蔽以及转角测量系统的相当简单的安装。
[0022] 激励器单元可以具有磁体支架,磁体支架带有至少两个固定在其上的磁体。以此实现激励器单元相当简单和低成本的制造和安装。磁体支架是导磁的并且直接相对传感器布置,以此构成双重屏蔽,其精确确定磁场系统,以此保证在传感器上、尤其在韦根传感器的磁比例并且实现传感器的多圈功能。
[0023] 在本发明的一种设计方案中,传动轴在背离自由端部(其上布置有激励器单元)或者说与其对置的轴端区域上、尤其在自由的第二端部上同轴地与第二轴连接,其中,传动轴由不导磁的或不易导磁的材料、例如钛或黄铜支承,第二轴由钢制成。以此可以实现测量单元相对于磁干扰的额外的屏蔽。
[0024] 以下参照附图根据三个优选实施方式进一步阐述本发明。
[0025] 图1示意性地示出根据本发明的转角测量系统的第一实施方式的立体视图,其中部件以分解图示出,
[0026] 图2以侧剖视图示意性地示出了第一实施方式的局部,
[0027] 图3以侧剖视图示意性地示出转角测量系统的根据本发明的第二实施方式的局部,
[0028] 图4以侧剖视图示意性地示出转角测量系统的根据本发明的第三实施方式的局部。
[0029] 图1至图4分别示出转角测量系统100,其规定了测量单元101直接安装或者说直接耦连在传动轴4上,其中,测量单元101包括激励器单元5和传感器单元7。转角测量系统100尤其布置在传动轴4的轴向的端部上,使得不需要用于测量单元101的额外的轴。
[0030] 传动轴4通常是由钢制成的实心轴,该实心轴适用于至少部分地被磁化。传动轴4尤其可以在运行中通过未示出的电机或通过未示出的、与传动轴4接触的磁式制动器磁化。为了避免以此产生的测量误差,尤其在与传动轴4直接接触的基于磁体的测量单元101中产生的测量误差,需要把测量单元101相对于这种磁场屏蔽。在此,这种屏蔽尤其通过转角测量系统100的导磁的组件1、2、4、8的几何构造实现,使得干扰测量的磁场在测量单元101周围被偏转。
[0031] 如图1和图2所示,传动轴4在自由端部43上具有空心轴部段42,该空心轴部段42沿传动轴4的自由端部的方向圆锥形地汇聚。在自由端部43上以此构成在传动轴4中的筒形或截锥形的凹部41,其中,在传动轴4的轴向的端侧上存在窄的环绕的端侧面43a。凹部41例如可以借助车刀或通过同轴的钻孔制成。在凹部41的底部构造传动轴4的被空心轴部段42包围的第二端侧面43b,第二端面被相对传动轴4同轴的孔45穿过。孔45中构造有螺纹,该螺纹与固定装置9、在此为螺栓啮合。螺栓9由不导磁或不易导磁的材料制成,例如借助钛铝钒合金,使得在传动轴4中感应的磁场在传动轴4的自由端部43上不经螺栓9传输,而是仅向外部区域中或者说空心轴部段42中导引。空心轴部段42的圆锥形设计实现向空心轴部段42中导引的磁场的集中。
[0032] 为了把导入空心轴部段42的磁场向外导出或者说导出到测量单元101周围,设置第一屏蔽体1,第一屏蔽主体1具有环形盘10和径向地在外部在环形盘10上围绕的第一轴向部段12a。如图2所示,第一屏蔽体1以第二轴向部段12b轴向地设置在传动轴4上或者说在第一距离保持件81上,并且与传动轴4抗扭地连接。
[0033] 第一距离保持件81以相对传动轴4同轴地定向的、具有盖的套筒的形式构造,距离保持件形状合适地轴向地套装在传动轴4的自由端部43上。在第一距离保持件81的盖上设置有开口,螺栓9穿过该开口延伸。第一屏蔽体1精确配合地套装在第一距离保持件81上,使得第一屏蔽体1和第一距离保持件81能通过螺栓9固定在传动轴4上。第一距离保持件81布置在传动轴4和第一屏蔽体1实现了,第一屏蔽体1以相对于传动轴4确定的轴向的和径向的距离被布置。尤其地,端侧面11以及在第二轴向部段12b上径向内部构造的传输面15以相对于传动轴4不变的距离布置。以此实现磁场从传动轴4向第一屏蔽体1上均匀的和连续的传输。
[0034] 已经表明,可以通过把第一屏蔽体1与传动轴4隔开,并且因而通过限制从传动轴4向第一屏蔽体1上的磁传输优化磁场的导出。间隙或不导磁的距离保持件可以用作第一屏蔽体1和传动轴4之间的限制器件。因此,第一距离保持件81优选由不具有或仅仅具有很小导磁性的材料制成,例如由铝制成。以此实现磁场从传动轴4向第一屏蔽体1上在较长时期内稳定的传输,而在传输面11、15或者说在第一屏蔽体1的过渡材料中不会发生磁场浓度升高或者甚至磁饱和。
[0035] 第一屏蔽体1的环形盘10具有同轴的开口14,螺栓9延伸通过该开口。第一屏蔽体1以此可以预紧在传动轴4的轴向的端侧面43a上。在环形盘10径向外部构造第一轴向部段12a、尤其构造同轴的筒形部段。第一轴向部段12a从环形盘10朝向两侧地并远离传动轴4地延伸。第一屏蔽体1由导磁材料制成,例如由铁或钢制成。集中在空心轴部42的侧部中的磁场以此能够向环状盘10中并且向第一屏蔽体1的第二轴向部12b中传输,并且通过第一屏蔽体1径向地向外向第一轴向部段12a中导引。在安装状态中,第一屏蔽体1的第一轴向部段
12a由静止的第二屏蔽体2径向地包围。
[0036] 第二屏蔽体2包括凸缘22,轴向的筒形部段21从该凸缘延伸。第二屏蔽体2的轴向的筒形部段21以微小的径向的距离包围第一屏蔽体1的第一轴向部段12a,使得第一屏蔽体1在第二屏蔽体2中能自由转动。第一轴向部段12a的在外部的径向的传输面16和筒形部段
21的内部的径向的传输面26以此以微小的间隙相对地布置。磁场以此可以从第一屏蔽体1向第二屏蔽体2传输并且继续导引。在此,第二屏蔽体2具有轴向的支承部段24,传动轴4的轴承44贴靠在该支承部段上。以此实现测量单元101相对于传动轴4的精确定向。
[0037] 第一轴向部段12a至少部分地径向地包围布置有激励器单元5的空间。励磁单元5包括固定有两个永久磁铁51a、51b的磁体支架50。激励器单元5通过螺栓9与传动轴4抗扭地连接,使得在运行中,磁体51a、51b构成与传动轴4的转动相应的旋转磁场,该旋转磁场由传感器单元7检测。为了避免磁场从第一屏蔽体1向磁体支架50导引,在第一屏蔽体1和激励器单元5之间设置不导磁的第二距离保持件82。在此,第二距离保持件82构造为在环形盘10上的轴向的凹部中设置的垫片,从而防止垫片82以及螺栓9相对于环形盘10的滑动或移位。
[0038] 因此,螺栓9延伸通过磁体支架50、第二距离保持件82、第一屏蔽体1和第一距离保持件81直至传动轴4中,使得转角测量系统100的上述组件固定在传动轴4上。在此,螺栓9优选地同轴地与传动轴4连接,并且相对于空心轴部段42的径向内部的侧壁无接触地布置在凹部41中。
[0039] 传感器单元7是静止的,并且尤其包括固定在传感器支架72上的传感器71,例如霍尔传感器和/或韦根传感器。在一种实施方式中,传感器71适于检测传动轴4的每次转动。传感器单元7还可以包括未示出的电子处理装置。传感器支架72构造为盘形件,其在安装状态中贴靠在第二屏蔽体2的凸肩23上。传感器支架72以此构成用于布置在第一屏蔽体1的轴向部段12a内的激励器单元5的盖。
[0040] 最后,静止的壳体8至少部分地包围第一屏蔽体1和第二屏蔽体2。在此,壳体8可以以简单的方式插装在第二屏蔽体2的筒形部段21上,并且借助螺栓91固定在第二屏蔽体2的凸缘22上。壳体8可以由钢制成,使得从第二屏蔽体2向壳体8中的传输的磁场能够被向外导出。
[0041] 应当清楚的是,至少传动轴4、第二屏蔽体2、第一距离保持件81、第一屏蔽体1、第二距离保持件82、螺栓9、传感器支架72和壳体8具有共同的纵轴线。因此可以把具有磁屏蔽的高分辨率的磁式多圈传感器单元7集成在电机中。
[0042] 图3中示出了本发明的备选设计方案,其大部分相应于图1和图2中所示的设计方案,例如除了第一屏蔽体1相对于传动轴4的设计和布置以外。
[0043] 在图3中所示的转角测量系统100的设计方案中,再次设置带有构成在自由端部43上的空心轴部段42的传动轴4。第一屏蔽体1以环形盘10的端侧面11直接贴靠在传动轴4的轴向的端侧面43a上。在此没有设置第一距离保持件81。存在于传动轴4中的磁场可以以此进行向第一屏蔽体1中的直接传输。为了把磁场从第一屏蔽体1向第二屏蔽体2上导引,径向地在外部在环形盘10上构造围绕的轴向部段12a,轴向部段12a是筒形构造的并且本身从环形盘10在一侧沿远离传动轴4的方向延伸。与轴向部段12a相对地又有距离地布置第二屏蔽体2的筒形部段21。以此可以进行测量单元101的有效屏蔽。
[0044] 图4中示出了本发明的备选设计方案,其大部分相应于图1和图2所示的设计方案,例如除了第一屏蔽体1相对于传动轴4的设计和布置以外。
[0045] 图4中所示的转角测量系统100的设计方案中再次设置有传动轴4,传动轴4在自由端部43上具有截锥形的、带有凹部41的空心轴部段42。第一距离保持件81设置在凹部41中,该距离保持件与传动轴4抗扭地连接并且其轴向长度明显超出凹部41的轴向长度。第一距离保持件81以此超出传动轴4的自由端部43。第一距离保持件81优选由仅具有很小导磁性的材料制成,例如由铝制成。构造为螺栓的固定装置9延伸穿过第一距离保持件81。螺栓9同样由不导磁或不易导磁的材料制成,使得在传动轴4中感应的磁场不通过第一距离保持件81和/或螺栓9导引,而是集中在设置在空心轴部段42的径向在外布置的侧部中。
[0046] 在第一距离保持件81的从空心轴部段42突出的自由端部上,激励器单元5的磁体支架50借助螺栓9预紧在传动轴4上。两个永磁体51a、51b固定在磁体支架50上,在运行中两个永磁体形成相应于传动轴4的转动的旋转磁场,该旋转磁场可以由传感器单元7的传感器71检测。传感器71被图4中未示出的壳体8包围。
[0047] 第一屏蔽体1以环形盘10的端侧面11以相对于传动轴4的轴向的端侧面43a确定的距离布置,使得在第一屏蔽体1和传动轴4之间构成轴向的间隙61。第一屏蔽体1在此构造为转角测量系统100的静止的部件。第一屏蔽体1可以两件式地构造,使得第一屏蔽体1具有两个半部,两个半部适于径向地相互插装或者说安装。此外,第一屏蔽体1可以通过凸缘固定在图4中未示出的壳体8上。螺栓9和第一距离保持件81延伸通过环形盘10的同轴的开口14。该开口14的直径小于空心轴部段42的径向内侧部的直径。径向地在外部在环形盘10上构造有沿环绕的轴向的部段12a,该部段构造为筒形,并且从环形盘10单侧地沿远离传动轴4的方向延伸。第一屏蔽体1是静止的并且不与传动轴4连接。第一屏蔽体1由导磁的材料制成,例如由铁或钢制成。集中在空心轴部段42的侧部中的磁场以此可以通过轴向的间隙61向环形盘10中传输,并且最终径向向外向激励器单元5和传感器单元7周围的轴向的部段12a中导引。测量单元101以此可以相对于传动轴4中感应的磁场被有效地屏蔽。
[0048] 附图标记列表
[0049] 100             转角测量系统
[0050] 101             测量单元
[0051] 1               第一屏蔽体
[0052] 10              环形盘
[0053] 11              环形盘的前侧面/端侧面
[0054] 12a             第一轴向端部
[0055] 12b             第二轴向端部
[0056] 13              凸肩、连接件、凸缘
[0057] 14              同轴的开口
[0058] 15              径向的传输面
[0059] 16              径向的传输面
[0060] 2               第二屏蔽体
[0061] 21              筒
[0062] 22              凸肩、连接件、凸缘
[0063] 23              凸肩、连接件、凸缘
[0064] 24              支承部段
[0065] 26              径向的传输面
[0066] 4               传动轴
[0067] 41              凹部
[0068] 42              空心轴部段
[0069] 43              自由端部
[0070] 43a             在自由端部上的轴向的端侧面
[0071] 43b             在凹部内的轴向的端侧面
[0072] 44              轴承
[0073] 45              具有螺纹的孔
[0074] 46              径向的间隙
[0075] 5               激励器单元
[0076] 50              磁体支架
[0077] 51a             永磁体、磁体
[0078] 51b             永磁体、磁体
[0079] 6               径向的距离、间隙
[0080] 61              轴向的距离、间隙
[0081] 7               传感器单元
[0082] 71              传感器
[0083] 72              传感器支架
[0084] 8               壳体
[0085] 81              第一距离保持件
[0086] 82              第二距离保持件、垫片
[0087] 9               固定装置、螺栓
[0088] 91              螺栓