DE102006041636B4

DE102006041636B4 - Förderanlage mit Näherungsschalter bzw. Näherungsschalter

Info

Publication number: DE102006041636B4
Application number: DE200610041636
Authority: DE
Inventors: Jens Müller
Original assignee: Werner Turck GmbH and Co KG
Current assignee: Werner Turck GmbH and Co KG
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: DE102006041636A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Förderanlage mit einer Förderbahn (1) aus Metall, welche einen Schlitz (2) ausbildet, welchem räumlich ein induktiver Näherungsschalter (3) zugeordnet ist, um die Annäherung eines metallischen Auslösers eines Fördergutes (4) zu erkennen. Um die eingangs genannte Förderanlage bzw. die eingangs genannte Anordnung mit einem Näherungsschalter gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden, wird vorgeschlagen, dass die Sensorfläche (5) des Näherungsschalters (1, 3) eine in Richtung der Schlitzweite (W) gemessene Flächenerstreckung besitzt, die größer als die Schlitzweite (W) ist und die Sensorfläche (5) von den beiden sich an die Schlitzränder anschließenden Abschnitten (6, 7) der Führungsbahn bereichsweise abgeschirmt ist, wobei die beidseitig eines nicht abgeschirmten Zentralbereichs (5') der Sensorfläche (5) angeordneten Randabschnitte (5'', 5''') der Sensorfläche (5) von den sich an die Schlitzränder anschließenden Abschnitten (6, 7) der Führungsbahn in Art eines Metallschirms abgeschirmt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Förderanlage mit einer Förderbahn aus Metall, welche einen Schlitz ausbildet, welchem räumlich ein induktiver Näherungsschalter zugeordnet ist, um die Annäherung eines metallischen Auslösers eines Fördergutes zu erkennen.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Anordnung mit einem induktiven Näherungsschalter, der eine Sensorfläche und eine dieser räumlich zugeordnete Sende- und Empfangsspulenanordnung aufweist.
Induktive Näherungsschalter sind bspw. aus der DE 40 31 252 C1 vorbekannt. Der dort beschriebene Näherungsschalter besitzt zwei als Differenzspulenanordnung arbeitende Empfangsspulen. Diese sind koaxial zueinander angeordnet und wirken mit einer Sendespule zusammen, die ebenfalls koaxial zu den beiden Empfangsspulen angeordnet ist. Das System ist so abgestimmt, dass entweder im Ruhezustand oder bei angenähertem Auslöser in der Differenzspulenanordnung eine Wechselspannung der Sendespule induziert wird, so dass das System schwingt. Dieser Zustand ändert sich, wenn der Auslöser seine Position ändert. Dann reduziert sich die Differenzspannung, bis das System ruht. Das Ausgangssignal des Näherungsschalters hängt davon ab, ob das System schwingt oder ruht.
Die DE 34 38 998 A1 beschreibt einen bündig oder unterbündig in eine Metallwand einbaubaren Näherungsschalter. Der Näherungsschalter besitzt ein Einschraubgewinde, mit dem er in ein entsprechendes Innengewinde einer Metallwand eingeschraubt werden kann. In einem Ferritgehäuse sitzt eine Sensorspule. Das Ferritgehäuse ist von einem Abschirmblech umgeben.
Die EP 0 578 727 B1 beschreibt ein Verfahren und Gerät zum Sortieren von Kunststoffgegenständen. Bei diesem Verfahren wird auch ein Näherungsschalter verwendet, der rückwärtig einer Öffnung einer Gleitplatte angeordnet ist. Durch die Öffnung ist der Näherungsschalter in der Lage, zu erkennen, ob sich Gegenstände auf der Gleitplatte befinden.
Die DE 198 50 749 C1 beschreibt einen Sensor mit einer Differenzspulenanordnung, wobei die Spulen als Planarspulen ausgebildet sind.
Näherungsschalter der vorbezeichneten Art sind auf die Annäherung von Metallen sensibel. Sie werden unter anderem bei Förderanlagen verwendet. Diese Förderanlagen besitzen eine metallische Förderbahn. In der Förderbahn sind Aussparungen vorgesehen, in denen Näherungsschalter eingesetzt werden. Mit diesen Näherungsschaltern soll das Annähern von Fördergütern ermittelt werden. In der Automobilindustrie werden zur Förderung der Karosserien Transportrahmen verwendet. Diese sind aus Metall oder besitzen einen metallischen Auslöser. Diese Förderrahmen müssen an den einzelnen Montagestellen exakt positioniert werden. Hierzu sind innerhalb der Förderbahn Näherungsschalter vorgesehen, die die Annäherung eines Förderrahmens erkennen.
Die Aussparungen, in denen die Näherungsschalter eingesetzt sind, dürfen aus Arbeitsschutzgründen eine gewisse Spaltweite nicht überschreiten. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Näherungsschalter im Betrieb nicht versehentlich beschädigt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Förderanlage bzw. die eingangs genannte Anordnung mit einem Näherungsschalter gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebene Erfindung.
Zunächst und im Wesentlichen ist vorgesehen, dass der Durchmesser der Sensorfläche des Näherungsschalters größer ist, als die Weite des Schlitzes. Der Sensor soll rückwärtig der Förderbahn bzw. einer metallischen Abschirmung liegen. Dies hat zur Folge, dass die Sensorfläche von beiden Schlitzseiten her bereichsweise von Abschnitten der Förderbahn bzw. von einem metallischen Schirm abgeschirmt wird. Die Sensorfläche ist vorzugsweise eine Kreisfläche. Es kann sich aber auch um eine Ovalfläche oder eine Rechteckfläche handeln. Wesentlich ist, dass die Sensorfläche bereichsweise von einem Metallschirm überdeckt wird. Es kann sich dabei um zwei getrennte Metallschirme handeln, die um die Breite des Spaltes voneinander beabstandet sind. Jede der beiden Schirmflächen überdeckt einen Abschnitt der Sensorfläche. Dabei verläuft der Spalt durch die Flächenmitte. Handelt es sich um eine rotationssymmetrische oder nahezu rotationssymmetrische Sensorfläche, so verläuft die Zentrumslinie der Sensorfläche durch den Spalt. Die Sensorfläche wird von der Anordnung der Sende-/Empfangsspule definiert. Die Spulen besitzen bevorzugt eine kreisscheibenförmige Spulenfläche. Sie liegen unmittelbar unterhalb der Sensorfläche die von einer Kunststoffabdeckung des Gehäuses des Näherungsschalters gebildet sein kann. Der Schlitz muss eine Länge haben, die wesentlich größer ist, als der Durchmesser bzw. die in Schlitzlängsrichtung gemessene Flächenerstreckung. Vorzugsweise hat der Schlitz eine Länge, die einem Vielfachen dieses Maßes entspricht. Der Schlitz kann aber auch kürzer sein. Dann muss er aber zumindest einseitig randoffen sein. Die Beschaltung der Sende-/Empfangsspulenanordnung kann gemäß DE 40 31 252 C1 erfolgen, weshalb der Inhalt dieser Anmeldungsschriften vollinhaltlich mit in diese Anmeldung einbezogen wird. Beide Schaltungsanordnungen haben bevorzugt koaxial zueinander angeordnete Spulen. Das Zentrum dieser Spulen geht durch den Schlitz. Besitzt die Anordnung zwei Sendespulen, so liegen diese Spulen vorzugsweise in einer Ebene und haben einen unterschiedlichen Durchmesser. Die Anord nung kann aber auch zwei Empfangsspulen besitzen. Diese können voneinander axial beabstandet sein. Bevorzugt besitzt die Schlitzweite ein Maß, das etwa dem Durchmesser der kleinsten Spule entspricht. Dies ist auch bei solch einer Anordnung von Vorteil, bei der die Empfangsspulenanordnung zweigeteilt ist. Auch hier können die beiden Empfangsspulen in einer Ebene sitzen. Die innere Spule kann eventuell auch so breit sein wie der Schlitz.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 ausschnittsweise und hinsichtlich der Dimensionierung des Näherungsschalters stark vergrößert eine Förderbahn zum Fördern eines Fördergutes,
2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in 1,
3 ein erstes Schaltungsbeispiel,
4 ein zweites Schaltungsbeispiel.
In der 1 ist grobschematisch eine Förderbahn 1 dargestellt. Diese besteht aus Metall. Ein Fördergut 4, bei dem es sich um einen Förderrahmen handeln kann, der bspw. in der Automobilindustrie verwendet wird, um eine Karosserie von einem Fertigungsplatz zum nächsten zu transportieren, wird in der Förderrichtung F verlagert. Hierzu kann die Förderbahn 1 nicht dargestellte Rollen aufweisen, auf denen der Förderrahmen 4 geführt ist.
Mit der Bezugsziffer 2 ist ein Schlitz dargestellt. Die Schlitzlänge L beträgt etwa 30 cm. Die Schlitzweite W liegt zwischen 0,5 und 1 cm. Unterhalb der Förderbahn 1 befindet sich ein Näherungsschalter. Im Ausführungsbeispiel besitzt die Sensorfläche 5 des Näherungsschalters 3 eine Kreisscheibenform. Der Durchmesser der Sensorfläche 5 ist wesentlich größer, als die Schlitzweite W. Der Durchmesser kann 20, 30, 40 mm betragen. In Bezug auf die Schlitzmitte besteht eine symmetrische Anordnung. Ein Diagonalabschnitt 5 der Sensorfläche 5 liegt unterhalb des Schlitzes 2, so dass die Zentrumslinie 8 der Sensorfläche 5 im Schlitz liegt. Die beiden Randbereiche 6, 7 des aus Metall bestehenden Abschnittes der Förderbahn 1 bilden Metallschirme aus, die bereichsweise über Randabschnitte 5'' und 5''' der Sensorfläche 5 ragen. Die überdeckten Abschnitte 5'', 5''' können größer sein, als der nicht überdeckte Abschnitt 5'.
Wie aus der 2 zu entnehmen ist, besitzt der Näherungsschalter 3 im Wesentlichen zwei Spulenanordnungen. Die Spulen 10, 11 liegen koaxial zueinander in einer Ebene. Sie sind in Gegenrichtung bestromt. Die radial außen liegende Spule 10 liegt in wesentlichen Bereichen im Bereich der abgeschirmten Zonen 5'', 5'''. Die radial innenliegende Spule 11 besitzt einen Durchmesser, der ungefähr der Weite W des Schlitzes 2 entspricht. Der Durchmesser der Spule 11 ist nur geringfügig größer als die Schlitzweite W. Die Spulenfläche dieser Spule 11 liegt im Wesentlichen im nicht abgeschirmten Bereich 5'. Oberhalb der Spulenfläche der Spule 11 erstreckt sich die keulenförmige Richtcharakteristik durch den Spalt 2 hindurch.
Eine weitere Spule ist mit der Bezugsziffer 9 versehen. Diese kann auch in derselben Ebene liegen, in der das Spulenpaar 10, 11 liegt. Im Ausführungsbeispiel besitzt die Spule 9 einen Durchmesser, der der radial außen liegenden Spule 10 entspricht. Die Spule 9 ist auch von dem Spulenpaar 10, 11 axial beabstandet. Das Spulenpaar 10, 11 liegt zwischen Schlitz 2 und der Spule 9.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das gegensinnig geschaltete Spulenpaar 10, 11 zusammen mit einem Kondensator einen Oszillator. Die Spule 9 bildet eine Empfangsspule. Sie ist über einen Verstärker 12 mit dem Oszillator verbunden. Ein Ausgangsverstärker 13 liefert ein Ausgangssignal A. Das Ausgangssignal kann über einen Schwellwertschalter weiter verarbeitet werden. Es kann dann den Wert HI annehmen, wenn der Oszillator schwingt und den Wert LO, wenn der Oszillator nicht schwingt. Die Spulen 10, 11 und 9 sind so zueinander angeordnet, dass der Oszillator im Ruhezustand oder im Zustand des angenäherten Auslösers nicht schwingt und in den jeweils anderen Zustand schwingt.
Bevorzugt ist der Näherungsschalter 3 mit einer Schaltung versehen, wie sie die 3 zeigt. Mit ihr bildet das gegensinnig geschaltete Spulenpaar 10, 11 eine Empfangsspulenanordnung aus. Die Spulen sind als Differenzspule vor einem Verstärker 12 geschaltet. Das Ausgangssignal des Verstärkers 12 treibt einen Oszillator, dem die Sendespule 9 zugeordnet ist. Auch hier wird das Signal von einem Ausgangsverstärker 13 ausgekoppelt und bspw. einem Schwellwertschalter zugeführt.
Es hat sich herausgestellt, dass die Richtcharakteristik 1 insbesondere gemäß den 2 und 3 geschalteten Näherungsschalter von den Schirmblechen 6, 7 nicht negativ beeinflusst wird. Im Gegenteil. Die Metallabschirmung führt zu einer Verschärfung der Richtcharakteristik in Richtung der Schlitzweite. Es wurde festgestellt, dass in den Unterseiten 6', 7' der Schirmbleche 6, 7 Stromschleifen entstehen, die mit Stromschleifen auf der Oberseite 6'', 7'', 6, 7 koppeln. Diese Kopplung sorgt für die Beibehaltung der Richtcharakteristik des Näherungsschalters 3. Die Kopplung wird nicht gestört, wenn der Schlitz 2 auch in der Nähe der Sensorfläche 5 einseitig geschlossen ist. Eine Störung findet allerdings statt, wenn die Schlitzlänge L ein gewisses Maß unterschreitet. Keine Störung findet statt, wenn die Schlitzlänge L etwa 30 cm beträgt oder aber mindestens ein Mehrfaches des Durchmessers der Sensorfläche 5.
Die Schlitzlänge L ist unkritisch, wenn der Schlitz beidseitig oder einseitig offen ist. Dann kann die Länge L jeden beliebigen Wert annehmen.

Claims

Förderanlage mit einer Förderbahn (1) aus Metall, welche einen Schlitz (2) ausbildet, welchem räumlich ein induktiver Näherungsschalter (3) zugeordnet ist, um die Annäherung eines metallischen Auslösers eines Fördergutes (4) zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche (5) des Näherungsschalters (1, 3) eine in Richtung der Schlitzweite (W) gemessene Flächenerstreckung besitzt, die größer als die Schlitzweite (W) ist und die Sensorfläche (5) von den beiden sich an die Schlitzränder anschließenden Abschnitte (6, 7) der Führungsbahn bereichsweise abgeschirmt ist, wobei die beidseitig eines nicht abgeschirmten Zentralbereichs (5') der Sensorfläche (5) angeordneten Randabschnitte (5'', 5''') der Sensorfläche (5) von den sich an die Schlitzränder anschließenden Abschnitten (6, 7) der Führungsbahn in Art eines Metallschirms abgeschirmt sind.
Anordnung mit einem induktiven Näherungsschalter, der eine Sensorfläche (5) und eine dieser räumlich zugeordnete Sende- und Empfangsspulenanordnung (9, 10, 11) aufweist, gekennzeichnet durch beidseitig eines nicht abgeschirmten Zentralbereichs (5') der Sensorfläche (5) angeordnete, jeweils von einem Metallschirm (6, 7) abgeschirmte Randabschnitte (5'', 5''') der Sensorfläche (5), wobei die beiden Metallschirme (6, 7) zwischen sich einen Schlitz (2) mit einer Schlitzweite (W) belassen, der kleiner ist, als die in Richtung des Schlitzes (W) gemessene Flächenerstreckung der Sensorfläche (5).
Förderanlage nach Anspruch 1 oder Anordnung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrumslinie (8) der Sensorfläche (5) im Schlitz (2) liegt.
Förderanlage nach Anspruch 1 oder 3 oder Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und Empfangsspulenanordnung (9, 10, 11) konzentrisch zur Zentrumslinie (8) angeordnet ist.
Förderanlage oder Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (2) entweder zumindest einseitig randoffen ist oder eine Länge (L) besitzt, die mindestens dem Doppelten der Flächenerstreckung der Sensorfläche (5) entspricht.
Förderanlage oder Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorfläche (5) kreisrund ist und einen Durchmesser aufweist, der wesentlich größer als die Weite (W) des Schlitzes (2) ist.
Förderanlage oder Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite (W) des Schlitzes wesentlich kleiner ist als die Länge (L) des Schlitzes (2) ist.
Förderanlage oder Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei koaxial zueinander angeordnete und gegensinnig bestromte Sende- oder Empfangsspulen (10, 11).