旋转编码器的制作方法

本发明涉及一种用于机动车、工程机械、农业机械或专用机械的旋转编码器。

背景技术：

1、旋转编码器是旋转角度的传感器并且用于测量两个部件相对于彼此的旋转或平移运动。旋转编码器广泛应用在机动车、工程机械和农业机械或专用机械中，例如用于确定横杆位置、踏板位置或铲斗的倾斜角。

2、例如ep 2 870 434 b1公开了一种用于机动车的水平传感器，包括壳体、可旋转地支承在壳体上的转子和至少部分地被壳体包围的印刷电路板，所述印刷电路板包括呈导体迹线结构形式的定子，其中，壳体具有外部成型的柱体，所述柱体具有圆环形的横截面，其中，转子具有布置在转子的外侧上并且与定子对应的转子结构，其中，转子在柱体中可旋转地引导和卡锁。

3、为了对运行使用合格，旋转编码器必须经受各种功能检验，例如力检验、机械连接的拔出检验或者防止介质侵入的密封性检验。由于旋转编码器的大量应用，这些旋转编码器在大量的为相应应用而配置的实施方式中制造，其中，尤其是用于连接到外部部件上的尺寸和接口有规律地变化。每个这样的实施方式必须通过对合格所需的测试，这在实践中造成不利的高耗费。

技术实现思路

1、本发明的任务是，提出一种用于机动车、工程机械、农业机械或专用机械的旋转编码器的备选设计方案，其中，尤其是在方案上考虑简单的可配置性。

2、该任务从根据权利要求1的前序部分所述的旋转编码器出发结合特征部分的特征来解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。

3、本发明提出一种旋转编码器，其具有至少一个转子、传感器单元和壳体，所述转子具有抗相对转动地接纳在所述转子上的转子元件，所述传感器单元被构造用于确定所述转子元件的角位置，其中，所述传感器单元接纳在所述壳体中并且所述转子可旋转地支承在所述壳体上，其中，所述转子元件相对于所述传感器单元布置在设定位置中，使得所述转子的旋转运动能够借助于所述传感器单元来探测。根据本发明，所述转子多件式地构造并且包括转子支架以及抗相对转动地接纳在所述转子支架上的转子适配器，其中，所述转子支架可旋转地支承在壳体上，并且其中，转子元件抗相对转动地接纳在转子支架上。

4、在此，本发明从如下构思出发，即，模块化地构建旋转编码器，使得利用壳体、传感器单元和转子支架连同转子元件形成中央的合格单元，该合格单元提供传感器功能并且也满足所有对于运行使用的其他要求，并且合格单元通过连接在很大程度上任意成形的和设计尺寸的转子适配器形成单独配置的旋转编码器。转子适配器是旋转编码器与例如机动车的部件、例如底盘中的横杆的接口。尤其关于传感功能性、机械负载能力和密封性的用于对旋转编码器合格的耗费在使用根据本发明的模块化的方案时限制于中央单元的测试并且因此不必重新针对旋转编码器的每种配置进行。

5、优选地，转子适配器借助于卡扣连接接纳在转子支架上。卡扣连接通过至少一个接合伙伴的有弹性的张紧来构成，也就是说，在形成形状锁合的情况下借助于弹性变形和回弹来构成。例如，转子适配器具有可弹性弯曲的臂，该臂具有端部侧的卡锁凸耳，这些卡锁凸耳弹性地张紧到转子支架上的对应的接纳部中。

6、在有利的实施方式中，转子支架具有插座形的接纳区段，在所述接纳区段中接纳转子适配器的对应的连接区段。尤其，转子支架的接纳区段和转子适配器的连接区段分别具有大致柱体形的轮廓，其中，接纳区段构造成空心柱体形并且形成用于连接区段的接纳空间。

7、例如，转子适配器具有径向突出的转子臂、轴向突出的销或插座形的构型。由此，例如形成不同的接口，用于连接转子与例如机动车的部件，其中，根据本发明的模块化构造的旋转编码器的设计方案实现了转子适配器的原则上任意种类的具体实施方式。例如伸出的转子臂具有在30mm至120mm范围内的长度，并且在转子臂的远侧端部上布置有连接器件，例如用于接纳螺钉或销栓的孔。

8、在另外的实施方式中，旋转编码器包括壳体座，其中，壳体借助于卡扣连接接纳在壳体座上。壳体座是旋转编码器的定子侧的接口，用于与例如机动车的部件连接。壳体座可以根据具体的应用在很大程度上任意地成形和确定尺寸以及具有连接器件、例如孔的适宜的数量和布置。

9、此外，旋转编码器尤其包括插座，其中，所述插座借助卡扣连接接纳在所述壳体上，并且所述旋转编码器包括电接触器件，通过所述电接触器件在所述传感器单元和所述插座之间形成至少间接的电连接。插座构成用于操控和读取传感器单元的供电和数据接口。插座可以针对旋转编码器的每个具体应用而单独地配置。

10、关于用于探测转子元件相对于定子、也就是说相对于传感器单元的角位置的测量原理，根据本发明的旋转编码器可实现不同的实施方式。传感器单元尤其构造为在传感器印刷电路板上的平面的激励线圈和接收线圈的组件，并且转子元件具有金属的传导性。由此，实现的感应式的角度传感器由文献de 197 38 836a1已知。其中描述了感应式的角度传感器，具有定子元件和转子元件以及评估电路，所述定子元件具有被加载周期性的交流电压的激励线圈以及多个接收线圈，所述转子元件根据其相对于定子元件的角位置预设激励线圈和接收线圈之间的感应耦合的强度，所述评估电路用于由在接收线圈中感应的电压信号来确定转子元件相对于定子元件的角位置，其中，所述转子元件构造至少一个短路线路，所述至少一个短路线路至少在子区域上沿着所述转子元件的环周方向构造周期性重复的环形结构。这种感应式的角度传感器的特征尤其在于紧凑的结构、可实现的高的分辨能力和相对于制造和安装公差的特别高的不敏感性。

11、备选地，传感器单元可以构造为霍尔传感器或磁阻传感器，其中，转子元件由磁性材料形成。于是，旋转编码器的测量原理基于在磁性的转子元件旋转运动时磁通变化的探测。

12、在有利的实施方式中，旋转编码器包括输出印刷电路板，该输出印刷电路板被构造成处理和输出可以通过磁场传感器产生的测量信号。借助于输出印刷电路板可以针对具体的应用如下地配置旋转编码器，使得通过数据接口传输的信号具有所期望的格式。

技术特征：

1.一种用于机动车、工程机械、农业机械或专用机械的旋转编码器(100)，所述旋转编码器至少包括转子(1)、传感器单元(2)和壳体(3)，所述转子具有抗相对转动地接纳在所述转子上的转子元件(12)，所述传感器单元被构造成用于确定转子元件(12)的角位置，其中，传感器单元(2)接纳在壳体(3)中，并且转子(1)可旋转地支承在壳体(3)上，其中，转子元件(12)相对于传感器单元(2)布置在设定位置中，使得转子(1)的旋转运动能够借助于传感器单元(2)来探测，

2.根据权利要求1所述的旋转编码器(100)，其特征在于，所述转子适配器(11)借助于卡扣连接被接纳在转子支架(10)上。

3.根据权利要求1或2所述的旋转编码器(100)，其特征在于，所述转子支架(10)具有插座形的接纳区段(10a)，在所述接纳区段中接纳转子适配器(11)的对应的连接区段(11a)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的旋转编码器(100)，其特征在于，所述转子适配器(11)具有径向突出的转子臂(11b)、轴向突出的销(11c)或插座形的构型。

5.根据前述权利要求中任一项所述的旋转编码器(100)，其特征在于，所述旋转编码器(100)包括壳体座(4)，其中，壳体(3)借助于卡扣连接被接纳在壳体座(4)上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的旋转编码器(100)，其特征在于，所述旋转编码器(100)包括插座(5)，其中，插座(5)借助于卡扣连接被接纳在壳体(3)上，并且旋转编码器(100)包括电接触器件(6)，通过所述电接触器件在传感器单元(2)与插座(5)之间形成至少间接的电连接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的旋转编码器(100)，其特征在于，所述传感器单元(2)被构造为在传感器印刷电路板(7)上的平面的激励线圈和接收线圈的组件、被构造为霍尔传感器或被构造为磁阻传感器。

8.根据前述权利要求中任一项所述的旋转编码器(100)，其特征在于，所述旋转编码器(100)包括输出印刷电路板(8)，所述输出印刷电路板被构造成用于处理和输出能由传感器单元(2)产生的测量信号。

技术总结
本发明涉及一种用于机动车、工程机械、农业机械或专用机械的旋转编码器(100)，至少包括转子(1)、传感器单元(2)和壳体(3)，转子具有抗相对转动地接纳在其上的转子元件(12)，传感器单元被构造成用于确定转子元件(12)的角位置，传感器单元(2)接纳在壳体(3)中，转子(1)可旋转地支承在壳体(3)上，转子元件(12)相对于传感器单元(2)布置在设定位置中，使得转子(1)的旋转运动能够借助于传感器单元(2)来探测，转子(1)多件式地构造，转子包括转子支架(10)以及抗相对转动地被接纳在其上的转子适配器(11)，转子支架(10)可旋转地支承在壳体(3)上，转子元件(12)抗相对转动地被接纳在转子支架(10)上。

技术研发人员：J·伯霍斯特,S·库尔曼,C·马斯曼
受保护的技术使用者：海拉有限双合股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/11