DE10010094A1

DE10010094A1 - Näherungssensor und Baukastensystem zur Bildung von Näherungssensoren

Info

Publication number: DE10010094A1
Application number: DE2000110094
Authority: DE
Inventors: Guntram Scheible
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2001-09-06

Abstract

Es wird ein Näherungssensor mit Sensorkopf zur Erzeugung von Sensorsignalen vorgeschlagen, wobei eine Aufteilung des Näherungssensors in einen den Sensorkopf enthaltenden Befestigungsabschnitt (1, 3) und in einen hiermit verbindbaren Elektronikabschnitt (2) erfolgt, welcher zumindest eine Sensorsignal-Auswerteeinheit und eine Energieversorgung aufweist. Die Sensorsignale gelangen über elektrische Kontakte oder kontaktlos vom Befestigungsabschnitt (1, 3) zum Elektronikabschnitt (2). DOLLAR A Des weiteren wird ein Baukastensystem zur Bildung von Näherungssensoren vorgeschlagen, bestehend aus einer Vielzahl von jeweils einen Sensorkopf enthaltenden Befestigungsabschnitten (1, 3) mit unterschiedlicher Dimensionierung und hiermit verbindbaren, jeweils gleichen Elektronikabschnitten (2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Näherungssensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Baukastensystem zur Bildung von Näherungssensoren.

Ein Näherungssensor ist beispielsweise aus der DE 33 18 900 A1 bekannt. Beim be kannten Näherungssensor wird bereits ein Minisender eingesetzt, der das Sensorsignal drahtlos an eine andere Einheit weiterleitet.

Es ist allgemein bekannt, Näherungssensoren mit unterschiedlicher äußerer Formge bung herzustellen, beispielsweise mit zylindrischem Gehäuse mit einem Durchmesser von 4, 6, 8, 12, 18 und 30 mm oder auch mit kubusförmigem Gehäuse (siehe hierzu beispielsweise ABB Catalog Nr. 1 SAC103699L0201, gedruckt 6/99, Seiten VI und VII). Die äußere Formgebung des Gehäuses korrespondiert mit den in Maschinenkompo nenten vorzusehenden Befestigungsöffnungen. Oft wird bei zylindrischen Gehäusen der Gehäuse-Durchmesser in Abhängigkeit des Sensor-Abstandes gewählt. Dabei ist es insbesondere bei sehr kleinen Durchmessern des Gehäuses schwierig, außer dem Sensorkopf mit Sensorspule und einer Sensorsignal-Auswerteeinheit zusätzliche elek tronische Einheiten, wie Funksender, Funkempfänger und Antenne innerhalb des Ge häuses unterzubringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Näherungssensor der eingangs ge nannten Art anzugeben, der in einfacher Weise an unterschiedlich dimensionierte Be festigungsöffnungen angepaßt werden kann.

Des weiteren soll ein Baukastensystem zur Bildung von Näherungssensoren angege ben werden.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Näherungssensors in Verbindung mit den Merk malen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Baukastensystems zur Bildung von Näherungssenso ren durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der als eigene Baukomponente ausgebildete Elektronikabschnitt des Näherungssensors uni versell für alle Varianten der als eigene Baukomponenten ausgebildeten Befestigungs abschnitte (mit unterschiedlichen Gehäuse-Durchmessern oder unterschiedlichen Ge häuse-Ausführungen) verwendbar ist. Die Elektronik des Näherungssensors inklusive Sensorsignal-Auswerteeinheit, Funksender, Antenne und kabellose Energieversorgung muß nicht derart miniaturisiert werden, um auch noch in Befestigungsabschnitte mit äußerst geringen Dimensionen zu passen (siehe beispielsweise Näherungssensoren mit zylindrischem Gehäuse von 4 oder 6 mm Durchmesser). Das Baukastensystem ermöglicht die kostengünstige Herstellung von Näherungssensoren mit unterschiedli chen, jeweils an die Befestigungsöffnungen von Maschinenkomponenten angepaßten Befestigungsabschnitten, wobei jeweils gleiche Elektronikabschnitte für unterschiedli che Befestigungsabschnitte einsetzbar sind.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines steckbaren Näherungssensors,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines steckbaren Näherungssensors,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines steckbaren Näherungssensors.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines steckbaren Näherungssensors darge stellt. Der Näherungssensor ist aus zwei miteinander verbindbaren Baukomponenten, nämlich einem Befestigungsabschnitt 1 und einem Elektronikabschnitt 2 zusammenge setzt. Der vorzugsweise aus Metall bestehende zylinderförmige Befestigungsabschnitt 1 dient zur Befestigung des eine Sensorumgebung detektierenden Sensorkopfes in einer Bohrung bzw. allgemein einer Befestigungsöffnung einer Maschinenkomponente und ist hierzu vorzugsweise mit einem Gewinde versehen. Der Befestigungsabschnitt 1 enthält im Falle eines induktiven Näherungssensors eine Sensorspule und gegebe nenfalls einen Resonanzkondensator.

Der vorzugsweise mit einem Kunststoffgehäuse versehene Elektronikabschnitt 2 ent hält eine zur Auswertung des Sensorsignales erforderliche Sensorsignal-Auswerte einheit, einen zur Umwandlung des ausgewerteten Sensorsignales erforderlichen Mo dulator/Codierer und einen zur Abstrahlung von Funksignalen dienenden Sender mit Antenne (allgemein Mittel zur Funkübertragung an eine entfernte Einrichtung). Zweck mäßig enthält der Elektronikabschnitt 2 darüber hinaus einen Funkempfänger zum Empfang von Parametersätzen (Sensor-Schaltschwellen, Schalthysteresen, Korrektur faktoren für unterschiedliche zu identifizierende Materialien, vorgegebene Entfernungs bereiche zwischen Sensor und zu identifizierendem Objekt) und einen nachgeschalte ten Demodulator/Decodierer zur Aufbereitung des empfangenen Signals und Speicherung sowie Zufuhr zur Sensorsignal-Auswerteeinheit. Des weiteren enthält der Elektro nikabschnitt 2 eine zur kabellosen Energieeinspeisung und -versorgung erforderliche Einheit.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform eines steckbaren Näherungssensors darge stellt. Der gezeigte Näherungssensor ist prinzipiell in gleicher Weise aufgebaut wie die vorstehend unter Fig. 1 erläuterte erste Ausführungsform, jedoch weist der eingesetzte Befestigungsabschnitt 3 einen größeren Durchmesser auf als der Befestigungsab schnitt 1 gemäß Fig. 1. Das Beispiel soll zeigen, daß alle erforderlichen Befestigungs abschnitte mit zylindrischem Gehäuse unterschiedlichen Durchmessers oder mit Ge häusen anderer Form realisiert werden können und in einfacher Weise mit dem univer sellen Elektronikabschnitt 2 verbindbar sind.

Die elektrische Verbindung zwischen den beiden Näherungssensor-Baukomponenten Befestigungsabschnitt 1 oder 3 und Elektronikabschnitt 2 erfolgt vorzugsweise über elektrische Steckkontakte, kann aber kontaktlos über eine magnetische Kopplung erfol gen, was den Vorteil einer höheren Zuverlässigkeit hat. Die Sensorsignal-Auswerte einheit kann adaptiv den angeschlossenen Sensorkopf erkennen und die übermittelten Sensorsignale entsprechend auswerten. Zur Anpassung der Sensorsignal-Auswerte einheit an den angeschlossenen Sensorkopf sind beispielsweise zusätzliche Kontakte bei der Verbindung der beiden Baukomponenten Befestigungsabschnitt 1 oder 3 und Elektronikabschnitt 2 vorgesehen.

Bei beschränktem Einbauraum kann zusätzlich ein Zwischenstück 4 zwischen Befesti gungsabschnitt 1 oder 3 und Elektronikabschnitt 2 gefügt werden, wie es eine dritte Ausführungsform eines steckbaren Näherungssensors in Fig. 3 zeigt. Bei dieser Aus führungsform ist der Näherungssensor demnach aus drei miteinander verbindbaren Baukomponenten zusammengesetzt. Vorzugsweise erfolgen die elektrischen Verbin dungen über Steckkontakte. Zweckmäßig ist das Zwischenstück 4 verformbar, so daß eine genaue Anpassung an den zur Verfügung stehenden Einbauraum möglich ist.

Die Erfindung kann insbesondere auch bei einem Industrieroboter, einem Fertigungs automaten, einem Herstellungsautomaten oder einem Automationssystem verwendet werden, welcher bzw. welches eine Vielzahl von Näherungssensoren/Näherungs schaltern mit unterschiedlichen Befestigungsöffnungen aufweist, wobei eine Funküber tragung zwischen den einzelnen Näherungssensoren und einer Zentralstation mit an geschlossenem Prozeßrechner zur Übermittlung der Sensorsignale und gegebenenfalls zur Übermittlung von Parametersätzen vorgesehen ist.

Claims

1. Näherungssensor mit Sensorkopf zur Erzeugung von Sensorsignalen, ge kennzeichnet durch eine Aufteilung des Näherungsensors in einen den Sensorkopf enthaltenden Befestigungsabschnitt (1, 3) und in einen hiermit verbindbaren Elektronik abschnitt (2), welcher zumindest eine Sensorsignal-Auswerteeinheit und eine Energie versorgung aufweist, wobei die Sensorsignale über elektrische Kontakte oder kontakt los vom Befestigungsabschnitt (1, 3) zum Elektronikabschnitt (2) gefangen.

2. Näherungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronikabschnitt (2) zusätzlich einen Modulator/Codierer mit nachgeordnetem Funk sender und Antenne zur Abstrahlung von Sensorsignalen aufweist.

3. Näherungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronikabschnitt (2) zusätzlich einen Funkempfänger mit nachgeordnetem Demodu lator/Decodierer zum Funkempfang von Parametersätzen aufweist.

4. Näherungssensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (1, 3) ein zum Eingriff in eine Maschinen komponente geeignetes Gewinde aufweist.

5. Näherungssensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen Befestigungsabschnitt (1, 3) und Elektronikabschnitt (2) über Steckkontakte erfolgt.

6. Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen Befestigungsabschnitt (1, 3) und Elektronikabschnitt (2) über eine magnetische Kopplung erfolgt.

7. Näherungssensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen Befestigungsabschnitt (1, 3) und Elektronikabschnitt (2) über ein zusätzliches Zwischenstück (4) erfolgt.

8. Näherungssensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück verformbar ausgebildet ist.

9. Näherungssensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sensorsignal-Auswerteeinheit den angeschlossenen Sensorkopf adaptiv erkennt, um die Sensorsignale dementsprechend auszuwerten.

10. Baukastensystem zur Bildung von Näherungssensoren, bestehend aus einer Vielzahl von jeweils einen Sensorkopf enthaltenden Befestigungsabschnitten (1, 3) mit unterschiedlicher Dimensionierung und hiermit verbindbaren, jeweils gleichen Elektronikabschnitten (2), welche zumindest eine Sensorsignal-Auswerteeinheit und eine Energieversorgung aufweisen, wobei die Sensorsignale über elektrische Kontakte oder kontaktlos vom Befestigungsabschnitt (1, 3) zum Elektronikabschnitt (2) gelangen.