[发明专利]轴承组件和包括这样轴承的旋转电动机械

说明书

技术领域

本发明涉及用于相对于支撑构件可旋转保持轴的轴承组件。该轴承组件当中包括适合于检测编码器衬垫的旋转参数的至少一个传感器。

本发明还涉及其中包括如上所述的轴承组件的电动机械，例如电动机。

背景技术

总的来说，轴承包括适合于在旋转轴周围一个相对于另一个旋转的内环和外环。在滑动轴承中，两个环滑动接触。在滚动轴承中，几个滚动体安装在两个环之间。这些滚动体可为球、滚子或针。因此，滚动轴承例如可为球轴承、滚子轴承或针轴承。

在轴承领域中，已经知晓利用转速计确定由轴承支撑的轴相对于支撑构件的转速，支撑构件例如为电动机械的壳体。如EP-A-1 933 155所述，可采用具有磁极的编码器垫圈，该磁极以随着轴承的旋转环旋转的方式固定，一个或多个传感器分布在编码器垫圈周围或者设置在其前面。空气间隙提供在编码器垫圈和该传感器或每个传感器之间。编码器垫圈的旋转参数的检测通过该空气间隙产生，因为编码器垫圈产生磁场的变化。

由FR-A-2 698 421可知采用形成传感器支撑构件的环形部件，用于设计为与永磁铁配合的传感器。

有效检测旋转参数的关键点是在传感器附近的编码器垫圈产生的磁场不应受到周围磁场的干扰。在编码器垫圈和该传感器或每个传感器之间的空气间隙不足以保护克服磁场干扰的范围内，这对于现有技术的装置不能保证。更为重要的是旋转检测的某些应用发生在很强的干扰磁场环境中，例如，在电动机械的转子和定子附近，其中产生强磁场。

发明内容

本发明针对于用新的轴承组件解决这些问题，该新轴承组件有效地检测与旋转环固定的编码器垫圈的旋转参数，即使它安装在磁干扰的环境中。

为此，本发明涉及用于相对于支撑构件可旋转保持轴的轴承组件，该轴承组件包括：轴承，具有旋转环和固定在支撑构件的机架内的固定环；编码器垫圈，其以随着旋转环旋转的方式固定；至少一个传感器，适合于检测编码器垫圈的至少一个旋转参数；传感器主体，用于保持该传感器；环形法兰，用于相对于固定环安装传感器主体。根据本发明，环形法兰具有第一裙件和第二裙件，其在它们之间且用法兰的底壁限定用于容纳传感器主体至少一部分的环形凹陷，并且其中在轴承组件的安装构造中，第一和第二裙件分别朝着旋转环和固定环延伸。

由于本发明，环形法兰的第一和第二裙件参与形成在编码器垫圈和该传感器或每个传感器之间限定的空气间隙周围的密闭防护物。这两个裙件的几何形状能使法兰与轴承一起构成屏蔽室或法拉第筒(Faraday cage)，其保护编码器垫圈和传感器(s)不受到电磁干扰。

在本说明书中，词语“轴向”、“径向”、“轴向地”和“径向地”涉及旋转环相对于轴承的固定环的旋转轴或者编码器垫圈的旋转轴。平行于这样的轴时是“轴向”方向，并且垂直于该轴且与其相交时是“径向”方向。垂直于轴向方向的表面是“轴向的”，并且垂直于径向方向且居中在旋转轴上时是“径向的”。“径向内部”部分是沿着径向方向靠近该轴线，反之为“径向外部”部分。旋转参数是编码器垫圈的旋转运动的代表。这样的参数可为角度、速度、位移、加速度或振动。

根据本发明优选但非必须的进一步方面，该轴承组件可结合下面的一个或几个特征，采取任何容许的构造：

该轴承组件包括安装装置用于固定法兰在支撑构件上。这些安装装置优选包括某些螺丝钉用于安装法兰在支撑构件上。

在安装构造中，第一裙件形成用于法兰的底部和旋转环之间的磁通量的第一优选通道的一部分。该第一优选通道可包括轴的一部分。该第一优选通道也可包括编码器垫圈的电枢的一部分。

在安装构造中，第二裙件形成用于固定环和法兰的底壁之间的磁通量的第二优选通道的一部分。当轴承组件包括机械装置以保持固定环在支撑构件的机架内时，第二优选通道可包括这些机械装置的一部分。这样的机械装置可包括卡环。作为选择，第二优选通道仅包括第二裙件。

轴承是滚动轴承，其滚动体安装在旋转环和固定环之间的滚动腔中，并且在安装构造中，滚动体形成用于旋转环和固定环之间的磁通量的第三优选通道的一部分。

作为选择，轴承是滑动轴承，并且用于磁通量的第三优选通道形成在内环和外环之间的界面。

第一、第二和第三优选通道一起形成封闭通道。

第二裙件具有至少一个开口用于传感器主体和机架的壁之间的直接接触。

本发明还涉及旋转电动机械，例如电动机，其壳体支撑旋转轴。根据本发明，该旋转电动机械包括如上所述的至少一个轴承组件。

附图说明