CN101896745A - 借助密封物料对壳体的密封 - Google Patents
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Abstract
一种传感器壳体(10)被借助密封物料(7)密封以防止灰尘的侵入,方式是在相互对接的壳体部件(1,2,3;8,9)的分界面处这样地构造凹槽,使得使得所述凹槽在组装状态下构成至少一条通道(4)。在壳体部件的组装和固定后,通过一个入口(5)将密封物料(7)注入所述通道(4)内。由此使得即使复杂的接触几何形状也能够以简单的方式彼此相对密封。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于密封由多个壳体部件组成的壳体以防止在相互对接的壳体部件的分界面之间侵入灰尘的方法。此外,本发明还涉及一种与之相适应的、包括多个壳体部件的壳体组件。本发明对于内部容纳有在检验有价文件时使用的传感器的壳体具有特殊的意义。
背景技术
传感器壳体、尤其是带有光学传感器的壳体,为了能够长期提供可靠的测量结果,必须相对于灰尘密封地构造。传感器壳体通常由多个壳体部件组装而成,其中,相互对接的壳体部件以泡沫橡胶或用密封物料密封。为此,相互对接的壳体部件的分界面在组装之前设有密封物料(例如硅树脂)或者配备有泡沫橡胶密封件。不过,在形状复杂的壳体部件相接时,例如在背切和其它的三维接触几何形状的情况下,这可能非常困难并且在局部是不可能的。
发明内容
因此,本发明所要解决的技术问题在于,建议一种用于密封由多个壳体部件组成的壳体以防止灰尘侵入的方法,该方法即使在复杂的接触几何形状的情况下也能够提供可靠的密封。本发明所要解决的另一技术问题在于,提供一种适于实施该方法的壳体组件。
根据本发明的方法规定,首先组装要彼此相对密封的壳体部件,并将它们彼此相对固定,从而构成一完整的壳体或至少子壳体,该子壳体稍后被补充为完整的壳体。完整的壳体是指处于完全封闭封闭的构造形式的壳体,该壳体不具有灰尘可以通过的开口。这样地组装壳体部件,使得在彼此相对密封的壳体部件之间、尤其是在彼此对接的壳体部件之间的相互对接的分界面上构造一条封闭的通道。为此,例如可以在所述相互对接的分界面中的一个或两个中设置凹槽,其在与各自的另一个分界面或各自的另一个凹槽的共同作用时构成封闭通道。在本发明的范畴内,封闭的通道是指一条具有周围封闭的通道横截面的通道。换句话说,在相互对接的壳体部件的组装之后,所述通道完全在壳体壁内部延伸。这并不排除,通道在其起点、以及必要时在其终点具有朝外的开口。
因此,通道具有至少一个入口和一个或必要时多个出口。在壳体部件组装并彼此相对固定之后,密封物料通过入口填充入所述通道内。在此,密封物料被引入待密封的壳体部件的相互对接的分界面之间。密封物料的充填一直进行到该通道的整个长度都充有密封物料。
在充填密封物料时从通道中排出的空气可以沿通道和/或通过分界面之间的狭窄缝隙排出。反之,密封物料则由于其表面张力而不能通过相互对接的分界面之间的缝隙流出,而是沿通道进行分布。通道优选具有至少一个出口,密封物料可以从该出口流出。这种设计的优点在于,根据密封物料从出口的流出可以以简单的方式可视地检验充填过程是否结束。只要通道分支为多条通道支路,那么就优选为每条通道支路都设置至少一个这样的出口。在这种分支的情况下有利的是,通道支路的出口具有一个相比于通道支路收缩的横截面,以便通过缩小的横截面阻滞密封物料流。通过这种方式,所有的通道支路都可以用密封物料完整且均匀地充填。为进一步改善多通道支路的充填,也可以设有多个入口,例如为每条通道支路各设一个入口。
利用本发明可以使最复杂的壳体部件可靠地灰尘密封地彼此相对密封。因此,在背切的情况下也可以密封,也就是例如在这种情况下,即,为使壳体部件就位,形成通道的分界面在组装时不能简单地彼此相互上下叠置,而必须彼此相对在旁边移动,也可以密封。在这种情况下,传统的泡沫橡胶密封件或硅树脂的密封物料不能在组装之前设在分界面上。与之相比,在根据本发明的方法中先通过组装构成封闭的通道,然后就在组装之后以简单的方式通过密封物料的充填而形成可靠的密封。
因为密封物料在壳体或子壳体的组装之后才注入,所以在壳体部件的组装时不会出现密封物料的涂脏。这在高质量的传感器壳体、尤其在光学传感器壳体的情况下具有特殊的意义,所述光学传感器壳体容纳有一窗口,传感器可以通过该窗口采集测量信号,该窗口要保持干净。通过根据本发明的方法,可以将传感器窗口可靠且干净地相对于传感器壳体密封。在密封传感器窗口时,优选在传感器壳体内的凹槽和窗口面之间构成用于密封物料的通道。
根据本发明的壳体或子壳体优选用于容纳一个或多个用于检验有价文件的传感器,所述传感器使用在用于处理有价文件的机器中。在传感器壳体内,可以布置例如光学和/或磁和/或电容传感器的测量元件。这些传感器在此通常布置在一条输送路线上,有价文件沿着该输送路线被输送经过所述传感器。
在壳体部件可以相互插接时,可以优化壳体部件的组装和固定。作为壳体部件的相互插接的替代或补充,壳体部件可以通过搭锁连接彼此相对固定。这可能对于简单的壳体部件几何形状是足够的。作为替代或补充,尤其是在密封物料以较高注入压力向通道内充填的情况下,壳体部件可以彼此通过螺纹连接或者以其它方式相对固定连接。
理想的是,在密封物料充填到通道内之前,检查容纳在壳体内的传感器的功能。如果检验不合格,那么可以例如通过松开各壳体部件通过相互插接和/或搭锁连接和/或螺栓形成的相对固定,毫无困难地拆开壳体或子壳体。在拆开后可以形成传感器和/或传感器部件的功能,必要时替换个别部件,并重新组装壳体或子壳体。在成功地检验了功能之后才以密封物料进行对通道的充填。由此,由本发明获得的另一优点是,省去了在传感器的功能有缺陷时对密封物料的移除和对分界面的清洁以及与之相关的拆卸。
考虑持久弹性且良好地附着在分界面上的材料、尤其是硅树脂或丙烯酸作为密封物料,只要该材料没有明显的体积收缩即可。如果存在敏感构件,那么要考虑密封件没有有害气体(例如醋酸)排出,因为这种气体会腐蚀敏感的表面。所用的密封物料的选择也取决于通道截面和通道长度。通道越长和/或通道的横截面越小,密封物料就必须有更好的流动性。
在用硅树脂作为密封物料时,在光学传感器壳体的横截面积至少为10mm2、优选至少15mm2、尤其为约16mm2的通常的结构尺寸的情况下是最佳的。通道横截面的高度和宽度的比例,或者一般而言,两个最极端的横截面尺寸的比例X,在任何情况下在通道的纵向部段中连续地为0.8<X<1.2,并优选为例如X=1。在通道的交叉或分支处,横截面比例可以不同地选择。理想的通道横截面是方形或尤其是圆形的。在此,通道横截面不必一定由两个相互对接的壳体部件的分界面构成。也可能的是,通道由三个或更多个相互对接的壳体部件构成。
附图说明
下面结合附图示例地说明本发明。在附图中:
图1a示出了一种由多个壳体部件组成的子壳体;
图1b示出了缺少一个壁的图1a所示子壳体在借助密封物料密封之前的状态;
图1c示出了图1a所示的子壳体的由密封物料充填的通道;
图2a示出了一个由两个相互连接的壳体部件组成的壳体在组装和密封之前的状态;
图2b以局部剖视图示出了一个图2a所示的壳体在组装和密封之后的状态;
图3a至图3c以横截面图示出了各种在多于两个的相互邻接的壳体部件之间构成的密封通道。
具体实施方式
图1a示出了处于组装状态的子壳体10,其包括三个壳体部件1、2和3。图1b示出了同一个子壳体,但没有壳体部件3。在图1b中可见密封物料通道4的两个通道支路4a和4b的走向。通道支路4a、4b被实现为壳体部件1、2和3的相互对接的分界面内的凹槽。因此,通过壳体部件3获得了一个封闭的密封物料通道4。密封物料通道4具有一个入口5和三个出口6,其中在图1a中有一个而在图1b中有两个出口是可见的。
用通行的(例如由密封物料制造商提供的)分配器和喷嘴将密封物料施加到入口5内。例如,可以借助通过压缩空气驱动的分配器(例如:源自GLT公司)将密封物料注入到入口5内。遵守由密封件制造商预定的加工条件、尤其是凹槽的洁净度、加工温度和加工时间。为了能够实现简单的操作,优选选择一种可在室温下加工的密封物料。理想的是,使入口5的形状和横截面与分配器的横截面相匹配并相应地优选为圆形。
如果仅设有一个出口6(参见后面的图2a和图2b),出口的横截面几何形状就是不重要的。不过如果如当前的实施例中一样,密封物料通道4分支为多个通道支路,每个通道支路分别在其端部具有一个出口6,以用于流出过量的密封物料,那么出口的横截面积优选构造得比通道4和通道支路4a、4b的最窄的横截面积还要小。通道支路的出口的横截面在这种情况下优选也小于入口的横截面。通过出口的较小横截面积提高了流阻,因此在充填密封物料时,在过量的密封物料流出出口之前首先使通道4完全以密封物料充填。一旦过量的密封物料从出口流出,就可以推断出通道4以及通道支路4a、4b的充填已经结束。图1c示出了最终形成的密封7。根据密封物料类型可能需要在壳体投入使用之前使密封物料硬化。
图2a和图2b以第二个简单的例子示出了上述的壳体密封过程。在此,盖板8安放在容器状的壳体主体9上。在此,可以例如是带有(在此未示出的)窗口和容纳在该壳体主体9内的(同样未示出的)光学传感器的光学传感器壳体,该光学传感器采集通过窗口进入的光线强度。传感器壳体的尺寸通常在5cm至25cm的范围内。图2a示出了带有形成在其中的凹槽的壳体盖板8,所述凹槽与壳体主体9共同作用形成通道4。盖板中的入口5可容易地从上方接近。从入口5延伸出两个通道支路,这两个通道支路在一个侧面出口6处会合。密封物料在没有气泡的情况下注入至入口5内。一旦密封物料流出出口6,那么这就表明充填过程已成功完成。出口6这样地布置,使其可以容易地从外部被看到。图2b的局部剖视图中示出了由密封物料形成的密封7。
图3a至图3c示意地示出了多种可能性,如密封物料通道4可以由多于两个(在此由三个或四个)壳体部件构成。在此,壳体横截面可以是方形的、圆形的或矩形的和/或采取其它形状。
Claims (24)
1.一种用于密封包括多个壳体部件(1、2、3;8、9)的壳体(10)以防止灰尘侵入的方法,其中,相互对接的至少两个所述壳体部件借助密封物料(7)相对彼此密封,该方法包括下列步骤:
a)这样地组装和固定多个壳体部件(1、2、3;8、9)以形成所述壳体(10)或子壳体(10),使得在相对密封的两个壳体部件之间构成至少一条封闭的通道(4),该通道具有至少一个用于所述密封物料(7)的入口(5),以及
b)通过所述至少一个入口(5)用所述密封物料(7)充填所述至少一条通道(4)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通道(4)具有至少一个用于所述密封物料(7)的出口(6),所述出口的横截面积尤其小于最窄的通道横截面积,其中,充填步骤优选一直进行到所述密封物料(7)在所有所述至少一个出口(6)流出为止。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,通过相互插接和/或通过一个或多个搭锁连接和/或通过螺纹连接相对彼此固定所述壳体部件(1、2、3;8,9)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,采用持久弹性的材料、尤其是硅树脂或丙烯酸作为密封物料(7)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,这样地构造所述通道(4),使得所述通道的纵向部段内的所述通道横截面的两个极值尺寸的长度比例X为0.8<X<1.2。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述长度比例X=1,尤其是所述通道横截面为圆形或方形。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,这样地构造所述通道横截面,使得该通道的横截面积尤其在使用硅树脂作为密封物料(7)的情况下,被构造为至少10mm2、优选至少15mm2、尤其为约16mm2。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其特征在于,所述通道恰好具有一用于充填所述密封物料(7)的入口(5)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,在所述壳体部件组装和固定时形成唯一一个必要时分支有支路(4a、4b)的通道(4)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,在执行步骤b)之前检查所述壳体或子壳体和/或检查容纳在所述壳体或子壳体内的传感器和/或容纳在所述壳体或子壳体内的传感器部件的功能的另一步骤,并且在检验结果为不合格的情况下,拆开所述壳体(10)或子壳体(10)并重新执行步骤a)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,在所述壳体(10)或子壳体(10)中容纳有一光学传感器,其中,至少一个壳体部件配备有一窗口或者是窗口。
12.一种包括多个壳体部件(1、2、3;8、9)的壳体组件,由所述壳体部件能组成一壳体(10)或至少一个子壳体(10),其中,至少两个在所述壳体或子壳体的组装状态下相互对接的所述壳体部件的分界面这样构造,使得在所述壳体或子壳体的组装状态下在所述分界面之间形成至少一个封闭的通道(4),所述通道具有至少一个用于充填密封物料的入口(5)且必要时具有用于流出充填到所述通道(4)内的密封物料的至少一个出口(6)。
13.根据权利要求12所述的壳体组件,其特征在于在所述多个壳体部件中的至少一个上的插接连接和/或搭锁连接,使得所述壳体部件能通过相互插接相对彼此固定。
14.根据权利要求12或13所述的壳体组件,其特征在于在所述多个壳体部件中的至少一个上的螺纹连接,使得所述壳体部件可以通过螺纹连接相对彼此固定。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的壳体组件,其特征在于,在所述壳体(10)或子壳体(10)的组装状态下形成的通道(4)被这样地构造,使得所述通道(4)的纵部段内的通道横截面的两个极值尺寸的长度比例X为0.8<X<1.2。
16.根据权利要求15所述的壳体组件,其特征在于,所述长度比例X=1,尤其是所述通道横截面为圆形或方形。
17.根据权利要求15或16所述的壳体组件,其特征在于,这样地构造所述通道横截面,使得通道横截面积尤其在使用硅树脂作为密封物料(7)的情况下,被构造为至少10mm2、优选至少15mm2、尤其为约16mm2。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的壳体组件,其特征在于,所述至少一个出口(6)的横截面积被构造得小于所述通道的最窄横截面积。
19.根据权利要求12至18中任一项所述壳体组件,其特征在于,在组装状态下形成唯一一个、必要时分支有支路(4a、4b)的通道(4)。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的壳体组件,其特征在于,所述壳体部件(1、2、3;8、9)具有至少一个窗口。
21.一种壳体或子壳体,由根据权利要求12至20中任一项所述的壳体组件构成,其特征在于,所述壳体部件借助充填所述至少一个通道(4)的密封物料(7)相对彼此密封,尤其是防止灰尘的侵入。
22.根据权利要求21所述的壳体,其特征在于,所述密封物料(7)包括一种持久弹性的材料、尤其是硅树脂或丙烯酸。
23.根据权利要求21或22所述的壳体,其特征在于,对于存在至少一个出口(6)的情况,所述密封物料(7)封闭所述出口(6)。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的壳体组件,其特征在于,在所述壳体内容纳有一传感器、尤其是光学传感器。
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