旋转编码器的制作方法
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的旋转编码器(drehgeber)。
旋转编码器或旋转角传感器用于检测(例如，轴的)旋转角。在每种情况下，扫描整体式测量元件
已知具有各种传感器原理的旋转编码器。光学旋转编码器使用编码盘(codescheibe)，该编码盘调制光发射器的信号，使得以透射或反射方式布置的光接收器接收角信号。光学旋转编码器的另一变型是偏振编码器(polarisationsencoder)。在磁性旋转编码器中，永磁体或其磁场的旋转运动利用霍尔传感器检测。还可以设想更不常见的传感器形式，例如利用法拉第效应使磁通密度或磁场光学可见的磁光传感器，通过这样继而确定随轴一起旋转的磁体的旋转位置。
在卫生应用中，特别是在食品和饮料工业中，编码器需要高稳定性和鲁棒性。在这里，通常在高压下进行清洗(“冲洗”)。为此，密封等级根据ipx9k进行了标准化。相应的编码器必须承受常规的清洗，例如在水温至少为80℃和压力为80巴至100巴的情况下的日常清洗。此外，也可以使用化学物质，例如用于溶脂的化学物质。因此，相应应用中的传统编码器通常在几个月后会出现故障。
lenord+bauer公司提供了一款名为gel2010的磁性增量旋转编码器，该旋转编码器符合ip67防护等级。在此，在轴上设置了密封件。然而，这种密封件不足以防止在高温和高压下多次清洗过程中流体会进入。然而，一旦流体克服密封件，它将最终与电子器件接触，旋转编码器将不再工作。
在ep1452835a1中，描述了一种旋转编码器，该旋转编码器包括具有两个轴承环和一个密封件的滚动轴承。然而，这种密封件仅可设想用于抵御天气影响，但不耐卫生应用中常规的清洗。
us5969518a1涉及一种用于测量转速的装置。在此，针对两个彼此相对旋转的环，密封件封闭轴承的一侧。这种密封件也仅用于保护免受环境影响，但可能不会阻止定向的清洁射流。
us2002/0125883a1公开了一种具有用于滚动轴承的传感器的测量装置。在此，传感器安装有密封罩。然而，传感器在编码盘一侧设置的位置根本不是用于密封旋转编码器的关键点。
因此，本发明的任务在于降低旋转编码器对外部影响的易受侵蚀性
该任务通过专利权利要求1的旋转编码器得以实现。旋转编码器具有轴，轴的旋转位置需要确定。轴从传感器或传感器的壳体突出，并且轴离开旋转编码器的区域称为过渡区域。整体式测量元件随轴一起旋转，并且该整体式测量元件又被传感器扫描。通过评估传感器信号获得所需的旋转位置。在此，根据本发明，具体的测量原理并不重要，即整体式测量元件和传感器的特性作为任何已知的解决方案，其中一些在开始时示例性地提及了。
本发明基于这种基本思想，即附加地密封旋转编码器的抵抗清洁射流的薄弱部位，即轴从旋转编码器突出的过渡区域。在过渡区域中安装了保护盖。该保护盖阻止以高压定向到旋转编码器上的清洁射流或定向到过渡区域上的其他流体和介质。然后，流体可能仍然聚集在过渡区域中，但是定向的清洁射流被破坏。无压力地残留在旋转编码器上的流体(例如，湿气膜)不会再进入到旋转编码器中，至少可以采取简单的附加措施。
本发明的优点在于，旋转编码器长期地且无功能中断地承受卫生范围内常规清洁过程(“冲洗”)的严酷条件。因此，旋转编码器成为卫生就绪的旋转编码器(“直冲式编码器”)，并可以遵守ipx9p密封等级。在此，保护盖可以以极低的成本制造，并且可以布置在过渡区域处，并且适于各种轴直径。
优选地，保护盖由耐压材料制成。保护盖应承受住由高压和高温的水或其他清洁介质组成的清洁射流。金属，特别是不锈钢，以及某些塑料都适用于此。然而，典型的密封材料(如，柔性塑料)不符合保护盖的要求。
优选地，密封件布置在保护盖下方。下方在这里的意思是保护盖也保护密封件免受清洁射流的影响。因此，密封件位于保护盖和余下的旋转编码器之间。密封件不暴露在清洁射流中，并且也不必吸收清洁射流的压力。在密封件上的可设想到的简单的流体聚集是没有问题的，这样的流体聚集可以通过密封件而容易地远离旋转编码器内部。
优选地，密封件被布置成围绕轴。例如，环形的密封件围绕轴同心放置。
优选地，保护盖也被布置成围绕轴。然后，该保护盖也以粗略的几何描述形成环，但优选地具有如下所述的更多的结构。围绕轴的密封件和/或保护盖的布置覆盖了所有可设想到的侧向进入区域(eindringbereiche)。
优选地，保护盖形成轴的延伸部分。这种结构方式中的保护盖像帽子一样位于轴上，并包围轴的、从旋转编码器突出的上部。保护盖的中心部分充当轴的一部分，以使轴突出的部分在长度和/或直径上与旋转编码器应用的连接要求匹配。
优选地，保护盖以压配合的方式布置在轴上。因此，保护盖和轴之间的中间空间至少几乎是紧密的。任何残留的泄漏有可能使流体最多在缓慢蔓延的过程(kriechvorgang)中进入，因此是完全没有压力地进入。然后，保护盖下方的密封件防止进一步挤进传感器内部。
优选地，保护盖在其外圆周上具有侧向突出部
优选地，保护盖在其内圆周上具有侧向突出部。该突出部现在是几何配对件，用于与轴接触的内接触面，该内接触面被扩大，因此具有改进的密封性和减压效果。
优选地，侧向突出部被构造成内侧比外侧短。由此，在外部更好地利用了较大的可用区域。优选地，侧向突出部指向相同的方向，平行于旋转编码器方向上的轴。
优选地，保护盖具有两个同心的圆柱形套筒部分以及作为连接基面的圆环的形状。这是在保护盖的内侧和外侧具有侧向的突出部的几何形状的另一种可替代的描述。圆环是实际的保护盖，圆柱形套筒部分在与壳体和轴接触的接触面处提供附加的密封和附加的压力保护，从而支持该功能。
附图说明
下面将示例性地基于实施方式并参考附图示对本发明的其它特征和优点进行更详细的阐述。在附图中：
图1示出了在轴的出口区域中具有保护盖的旋转编码器的剖视图；
图2示出了出口区域的部分示图，以说明由于保护盖清洗液为了仍然进入到旋转编码器中而必须经过的路径；以及
图3示出了具有保护盖的旋转编码器的另一实施方式的剖视图，其中保护盖现在充当轴的一部分，并在长度和/或直径上与之匹配。
图1示出了用于卫生应用(例如，食品或饮料工业)的旋转编码器10(“直冲式编码器(washdownencoder)”)的剖视图，该旋转编码器还耐高压和高温的清洁射流12(reinigungsstrahlen)。旋转编码器10的功能是确定轴14的相应的旋转位置和/或旋转速度，轴14的上部16从旋转编码器10的典型的圆柱形壳体18中突出。轴14的直径可以如图所示朝上部16陡然变细，或者也可以可替代地设置恒定的直径。
在示出的作为光学编码器的实施方式中，旋转编码器具有随轴14旋转的编码盘20。具有光源24和光接收器26的传感器22扫描编码盘20并产生相应的传感器信号。控制和评估单元28根据传感器信号计算出所需的角信号，并将该角信号提供至输出端30。光学编码器的图示是非常示意性的，并且限于几个功能块。对本发明来说，旋转编码器10的角度测量具体如何实现并不重要。可替代地，可以设想对旋转编码器本身已知的任何传感器原理，包括前面提到的示例。包括绝对旋转编码器(如增量旋转编码器)，并且旋转编码器10可以具有任何接口和输出格式。
当用于卫生应用时，挑战在于定向且以高压作用在旋转编码器10上的清洁射流12和类似的外部影响不能导致任何东西进入到旋转编码器10中并损坏旋转编码器的电子器件。为此，旋转编码器10在过渡区域32中具有保护盖34，在该过渡区域中轴14的上部16从壳体18中突出。
保护盖34由耐用的、抗压力材料制成，例如不锈钢、另一种金属或具有适当鲁棒性的塑料。该保护盖大致呈环形，并且围绕轴14、16同心布置。在朝向壳体18过渡的外侧和朝向轴14、16过渡的内侧，保护盖分别具有侧向突出部34a-34b。由此，产生保护盖34的几何形状，该几何形状具有两个同心的圆柱形套筒部分以及圆环形的连接基面，或者如图1所示圆环形的连接基面也是覆盖面。利用内侧的侧向突出部34b，保护盖34以压配合(presspassung)的方式安装在轴14、16上，这提供了附加的密封效果。
优选地，还有附加的密封件36位于保护盖34下方，该密封件例如被构造成同心地围绕轴14的密封环。密封件36应将仍然穿过保护盖34进入的流体挡在旋转编码器10之外。
图2示出了过渡区域32的部分示图，以图示由于保护盖34的作用任何仍然进入的流体为了仍然挤进密封件36而必须经过的路径38。可以看出，所有直接的路径都被保护盖34阻挡。在保护盖34下方多次弯折的有可能残留的路径38确保了流体最多只可以在很小程度上聚集在密封件36上，并且实际上没有压力地或者总是以明显降低的压力聚集在密封件36上。密封件36可以有效地针对这种液膜将旋转编码器10密封起来。
利用所呈现的旋转编码器10的构型并通过保护盖34的保护效果，可以实现根据保护等级ipx9k的设计。在测试中，旋转编码器10即使在高压和高温下多次清洁循环之后以及在多次清洁循环之间使用溶脂剂之后仍保持完全有效运转。
图3示出了具有保护盖34的旋转编码器10的另一实施方式的剖视图。在先前的实施方式中，保护盖34被构造成环形的，具有中心开口，轴14或其上部16在该中心开口中出来。在图3中，保护盖34包围轴16的上部，并形成一种具有中心突起的帽，该帽现在本身充当轴的上部。这种类型的保护盖一方面完全密封保护盖34和轴14、16之间的内接触表面。此外，由此可以通过保护盖34以非常简单的方式形成轴14、16的长度和/或直径不同的旋转编码器10的变型。
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