DD146869A1

DD146869A1 - TOUCHLESS SIGNALING DEVICE

Info

Publication number: DD146869A1
Application number: DD21694579A
Authority: DD
Inventors: Otto Koepke
Original assignee: Otto Koepke
Priority date: 1979-11-16
Filing date: 1979-11-16
Publication date: 1981-03-04

Abstract

Die Erfindung betrifft einen beruehrungslosen Signalgeber, der auf ein relativ schwaches Feld eines magnetischen Gebers anspricht und fuer die steuerungsmaeszige Erfassung von Bewegungszustaenden, Endlagen, Grenzwerten bzw. verschluessen Informationen der Digitaltechnik vorgesehen ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Signalgeber nach dem Prinzip des Schutzrohrkontaktes derart auszubilden, dasz die Feldversaerkung des magnetischen Gebers ermoeglicht wird. Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch geloest,dasz der Schutzrohrkontakt durch einen an der Spule anliegenden, vorzugsweise elektronischen Impulsgenerator mit einer Hilfsregung beaufschlagt ist, die die Kontaktzungen in mechanische Schwingungen verletzt. Im Ansprechbereich des Schutzrohrkontakt ueberlagert sich diese Hilfsregung mit der Grunderregung des aueszeren magnetischen Gebers im Verstaerkungsinne bei entsprechender Uebereinstimmung von dessen Polaritaet mit dem Feldverlauf innerhalb des Schutzrohrkontaktes. Dabei ist es erforderlich, dasz diese Grunderregung oberhalb der Abfalleregung des Schutzrohrkontaktes bemessen ist, waehrend die Hilfserregung vorzugsweise der Differenz zwischen der Ansprecherregung und der Abfallerregung des Schutzrohrkontaktes mindestens jedoch der Differenz zwischen der Anspecherregung und der Grunderregung entspricht.The invention relates to a contactless signal transmitter, which responds to a relatively weak field of a magnetic encoder and is provided for the control-moderate detection of Bewegungszustaenden, end positions, limits or occluded information of digital technology. The invention has for its object to form this signal generator according to the principle of the protective tube contact so dasz the Feldversaerkung the magnetic encoder is enabled. According to the invention, the object is achieved in that the protective tube contact is acted upon by a voltage applied to the coil, preferably electronic pulse generator with an auxiliary excitation, which violates the contact tongues into mechanical vibrations. In the response area of the protective tube contact, this auxiliary excitation overlaps with the basic excitation of the external magnetic encoder in the direction of amplification, with corresponding match of its polarity with the field profile within the protective tube contact. It is necessary that this fundamental excitation be rated above the rejection of the thermowell contact, while the auxiliary excitation preferably corresponds to the difference between the excitation excitation and the waste excitation of the thermowell contact, but at least the difference between the excitation excitation and the fundamental excitation.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen berüiirungslosen Signalgeber, der auf ein relativ schwaches Feld eines magnetischen Gebers anspricht und-für die steuerungsraäßige Erfassung von Bewegungszuständen, Endlagen, Grenzwerten bzw. verschlüsselten Informationen;der Digitaltechnik vorgesehen ist.The invention relates to a non-contact signal generator, which responds to a relatively weak field of a magnetic encoder and is provided for the control-wise detection of movement states, end positions, limit values or encrypted information, the digital technology.

Bekannte technische LösungenBekan nth For technical solutions

In der Steuerungstechnik ist z.B. durch die DE-PS 1 222 zur berührungslosen Auslösung von Sehaltvorgängen,ein derartiger Signalgeber allgemein als Schutzrohrkontakt (Reedkontakt) bekannt. Dieser Kontakt besteht aus zwei ferromagnetischen Metallfederzungen, die einen geringen Kontaktabstand aufweisen und axial in ein evakuiertes oder mit Schutzgas gefülltes Glasrohr eingeschmolzen sind, um die Kontaktanordnung zu schützen. Bei Einwirkung eines ausreichend starken Magnetfeldes ziehen die Kontaktzungen infolge magnetischer Polarisation einander bis zur Berührung an und schließen den zugehörigen Steuerstromkrois, über den sich der erforderliche Schaltvorgang vollzieht. Diese Schutzrohrkontakte haben den Nachteil, daß sie über eine relativ große Schalthysterese verfugen, da zum Ansprechen eine wesentlich höhere magnetische Feldstärke benötigt wird als zur Aufrechterhaltung der Kontaktgabe, so daß der Ein- bzw. Abschaltpunkt nicht symmetrisch zum Maximum der äußeren .. magnetischen Feldstärke liegen.In control engineering, e.g. by DE-PS 1 222 for contactless release of Sehaltvorgängen, such a signal generator generally known as a protective tube contact (reed contact). This contact consists of two ferromagnetic metal spring tongues, which have a small contact distance and are melted axially into an evacuated or filled with inert gas glass tube to protect the contact assembly. Under the influence of a sufficiently strong magnetic field, the contact tongues due to magnetic polarization attract each other to the touch and close the associated Steuerstromkrois over which the required switching operation takes place. These protective tube contacts have the disadvantage that they have a relatively large switching hysteresis, as to respond a much higher magnetic field strength is required to maintain the contact, so that the input or shutdown are not symmetrical to the maximum of the outer .. magnetic field strength ,

Bei einer weiteren Ausführung des Schutzrohrkontaktes nach der DE-PS 1 298 602 wird eine Verkleinerung der Schalt-, hysterese dadurch erreicht, daß das Schutzrohr von einer Wicklung umgeben ist, die beim Schließen oder Öffnen des Schutzrohrkontaktes von diesem selbst direkt oder über einIn a further embodiment of the protective tube contact according to DE-PS 1 298 602 a reduction of the switching, hysteresis is achieved in that the protective tube is surrounded by a winding when closing or opening of the protective tube contact of this itself directly or via a

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zusätzliches Relais an eine äußere Spannungsquelle mit einstellbarer Ausgangsspannung angeschlossen wird. Dadurch entsteht ein zusätzliches Magnetfeld, wodurch das äußere Feld-des magnetischen Gebers geschwächt oder verstärkt wird. Dieser Einrichtung haftet der Nachteil an, daß der Schutzrohrkontakt nicht frei verfügbar ist 'bzw. ein zusätzliches Kontaktelement für die' Zu- oder Abschaltung der Wicklung vorgesehen werden muß, wodurch sich der notwendige .. Aufwand .,in umfangreichen Steuerungsanlagen beträchtlich erhöht.und eine zusätzliche Verschleißstelle gegeben ist.additional relay is connected to an external voltage source with adjustable output voltage. This creates an additional magnetic field, weakening or amplifying the external field of the magnetic transmitter. This device has the disadvantage that the protective tube contact is not freely available 'or an additional contact element for the 'connection or disconnection of the winding must be provided, whereby the necessary .. effort., Extensively increased in extensive control systems.und additional wear point is given.

Ziel der Erfindung Object of the invention

Die Erfindung hat einen berührungslos arbeitenden Signalgeber zum. Ziel, der bereits bei kleinen äußeren Feldstärken anspricht und darüber hinaus einen nahezu symmetrischen An~ Sprechbereich aufweist.The invention has a contactless signal generator for. Target that responds even at small external field strengths and also has a nearly symmetrical An ~ speech area.

Wesen der Erfindung Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Signalgeber nach dem Prinzip des Schutzrohrkontaktes derart auszubilden, daß die Feldverstärkung des magnetischen Gebers kontaktlos ermöglicht wird.The invention has the object of providing this signal generator according to the principle of the protective tube contact in such a way that the field amplification of the magnetic encoder is made possible without contact.

.,

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schutzrohrkontakt durch einen an der Spule anliegenden, vorzugsweise elektronischen Impulsgenerator mit einer Hilfserregung beaufschlagt ist, die die Kontaktzungen in mechanische Schwingungen versetzt. Im Ansprechbereich des Schutzrohrkontaktes überlagert sich diese Hilfserregung mit der Grunderregung des äußeren magnetischen Gebers im Verstärkungssinne bei entsprechender Übereinstimmung von dessen Polarität mit dem Feldverlauf innerhalb des Schutzrohrkontaktes. Dabei ist es erforderlich, daß diese GrunderregungAccording to the invention the object is achieved in that the protective tube contact is acted upon by an applied to the coil, preferably electronic pulse generator with an auxiliary excitation, which causes the reeds in mechanical vibrations. In the response range of the protective tube contact, this auxiliary excitation superimposed on the basic excitation of the external magnetic encoder in the sense of amplification with appropriate compliance of its polarity with the field profile within the protective tube contact. It is necessary that this basic excitation

oberhalb der Abfallerregung des Schutzrohrkontaktes bemessen ist, während die Hilfserregung vorzugsweise der Differenz zwischen der Ansprecherregung und der Abfallerregung des .Schutzrohrkontaktes, mindestens jedoch der Differenz zwischen der Ansprecherr.egung und der Grunderregung entspricht.is dimensioned above the waste excitation of the thermowell contact, while the auxiliary excitation preferably corresponds to the difference between the response of the excitation and the waste excitation of the protective tube contact, but at least the difference between the Ansprecherr.egung and the ground excitation.

Wenn das magnetische Feld des beispielsweise an einem bewegten Maschinenteil angebrachten Gebers den Schutzrohrkontakt erreicht, addiert sich dessen Grunderregung mit der impulsartigen Hilfserregung, die bei weiterer Annäherung die Ansprecherregung des Schutzrohrkontaktes erreicht, so daß die Kontaktzungen einander anziehen und im zugehörigen Steuerstromkreis den vorgesehenen Schaltvorgang auslösen.When the magnetic field of, for example, attached to a moving machine part encoder reaches the protective tube, its ground excitation adds itself with the pulse-like auxiliary excitation, which reaches the Ansprecherregung the protective tube contact on further approach, so that the reeds attract each other and trigger the intended switching circuit in the associated control circuit.

Wird demgegenüber der Geber vom Schutzrohrkontakt wegbewegt, fällt die Grunderregung unter den Wert der Abfallerregung des Schutzrohrkontaktes, wodurch sich die Kontaktzungen trennen und den Steuerstromkreis wieder Öffnen.If, on the other hand, the transmitter is moved away from the protective tube contact, the basic excitation falls below the value of the waste excitation of the protective tube contact, whereby the contact tongues separate and the control circuit opens again.

A₁ USfUh r u η g s b e i s pie I A ₁ USEFUL INFORMATION I

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention will be explained below using an exemplary embodiment. In the drawing show:

Fig· 1ί eine Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung,1 is an overall view of the arrangement according to the invention,

Fig. 2: eine grafische Darstellung des Magnetfeldverlaufs in Abhängigkeit vom Schaltweg.2 shows a graphic representation of the magnetic field profile as a function of the switching path.

Der Schutzrohrkontakt 1 besteht in bekannter Weise aus dem Schutzrohr 2 mit innenliegenden Schaltzungen 3, die in einen der Strompfade, einer erfindungsunwesentlichen und daher nicht näher zu erläuternden Steuerschaltung einbezogen sind. Das Schutzrohr 2 ist von der Spule 4 umgeben, die mitThe protective tube contact 1 consists in a known manner from the protective tube 2 with internal switching tongues 3, which are included in one of the current paths, a erfindungsunwesentlichen and therefore not further explained control circuit. The protective tube 2 is surrounded by the coil 4, which with

einem elektronischen' Impulsgenerator 5 in Verbindung steht, der beispielsweise als astabiler Multivibrator ausgeführt sein kann. Die innerhalb des Schutzrohrkontaktes 1 hervorgerufene oszillierende Hilfserregung © g wird durch entsprechende Einstellung des Impulsstromes auf einen Y/ert bemessen, der vorzugsweise der Differenz zwischen der Ansprecherregung €>_An und der Abfallerregung <5> _Ab entspricht, so daß die Schaltzungen 3 lediglich um ihre Ruhelage schwingen und der Schutzrohrkontakt 1 noch nicht schaltet.an electronic 'pulse generator 5 is in communication, which may for example be designed as an astable multivibrator. The oscillatory auxiliary excitation © g produced within the protective tube contact 1 is dimensioned by adjusting the pulse current to a value which preferably corresponds to the difference between the response stimulation €> _An and the waste excitation <5> _Ab , so that the switching tongues 3 are only around their Swing rest position and the protective tube contact 1 is not yet switched.

,10 Der zugehörige Geber 6 ist als Permanentmagnet ausgeführt und befindet sich beispielsweise an einem bewegten Maschinenteil, dessen Antrieb in einem Endlagenbereich unterbrochen werden soll. Bei Annäherung des Gebers 6 an den Schutzrohrkontakt 1 entsprechend den in Pig. 1 dargestellten, zueinander senkrecht stehenden Bewegungsrichtungen X₁, "L^ bzw. Xo bewirkt die Überlagerung der Grunderregung e> _G des Gebers 6 durch die Hilfserregung <B „ das Erreichen der notwendigen Ansprecherregung ©. des Schutzrohrkontaktes 1 im Schaltpunkt A, d.h. die Schaltzungen 3 ziehen einander an und schließen den zugehörigen Steuerstromkreis zur Auslösung der vorgesehenen Folgeschaltung. Die Öffnung des SGhutzrohrkontaktes 1 erfolgt demgegenüber bei Entfernung de3 Gebers 6 vom Schutzrohrkontakt 1 und das Erreichen der niedrigeren Abfallerregung © α γ. im Schaltpunkt B, so daß sich, bezogen auf das Maximum der äußeren Grunderregung €>„ ein völlig symmetrischer Ansprechbereich a des erfindungsgemäßen Signalgebers ergibt« Eine Verfeinerung de3 Ansprechbereiches a im Einschaltsinne kann durch eine niedrigere Hilfserregung ©„ als vorstehend angegeben erreicht v/erden, sofern deren Wert mindestens noch der Differenz zwischen dem Maximum der Grunderregung <g> des, The associated encoder 6 is designed as a permanent magnet and is located, for example, on a moving machine part whose drive is to be interrupted in an end position range. When approaching the encoder 6 to the thermowell contact 1 according to the in Pig. Directions of movement shown, perpendicular to each other 1 X _1, "L ^ or Xo causes the superposition of the basic excitation e> _G of the encoder 6 through the auxiliary excitation <B", the achievement of the necessary Ansprecherregung ©. Of the reed contact 1 at the switching point A, that is, the switch tongues The opening of the SGhutzrohrkontaktes 1 takes place on the other hand with removal de3 encoder 6 from the thermowell contact 1 and the achievement of the lower waste excitation © α γ in the switching point B, so that, based on the maximum of the outer base excitation €>"a completely symmetrical response range a of the inventive signal generator gives" a refinement en3 response range a in Einschaltsinne can by a lower auxiliary excitation © "specified as above achieved v / ground if their value is at least still the difference between the maximum the founder ng <g> of

Neben dem allgemeinen Vorteil seiner berührungslosen Funktion zeichnet sich der erfindungsgemäße SignalgeberIn addition to the general advantage of its non-contact function, the signal generator according to the invention is characterized

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.9.4.9.4

gegenüber bekannten Lösungen dadurch aus, daß die Verfeinerung und symmetrische Gestaltung des Anspreohbereichs a ohne kontaktgebende Mittel ermöglicht wird und darüber hinaus durch gegenseitige Abstimmung der einzelnen magnetischen Erregungskenngrößen die Variation des Ansprechbereichs a in gewissen Grenzen möglich ist. Zv/eckmäßigcrweise sollten in umfangreichen Steuerschaltungen mehrere Signalgeber an einen gemeinsamen Impulsgenerator 5 angeschlossen werden«compared to known solutions characterized in that the refinement and symmetrical design of Anspreohbereichs a without contacting means is made possible and beyond the mutual variation of the individual magnetic excitation characteristics, the variation of the response range a is possible within certain limits. Zv / eckmäßig crweise should be connected in extensive control circuits several signal generator to a common pulse generator 5 «

Claims

- 6- 2 Inventions claim

1. . Non-contact signal generator, which is controllable by approaching a magnetic encoder for inductive signal acquisition, consisting of a located inside a protective tube Schaltzungenänordnung and surrounding the protective tube, connected to an external voltage source coil, characterized in that a pulse-like, in the direction of amplification -direction-oriented auxiliary excitation (^ u) of the protective tube contact (1) is provided, which overlaps in its response range (a) with the basic excitation (<S> _G ) of the 'magnetic encoder (6), said basic excursion (<s> ~) in a known manner above the Waste excitation (^ λ-κ) dss thermowell contact (1) and the auxiliary excitation (© jj) preferably according to the difference between the waste excitation (Θ.,) And the Ansprecherregung (^ A _n ) <* it thermowell contact (1) are dimensioned.

2 · Berührungaloser signal generator according to item 1, characterized in that the coil (4) with an electronic pulse generator (5) or the like. connected is.

To do this, she draws