DE102007030705B3 - Näherungsschalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Näherungsschalter mit einem Magnetfeldsensor und einer Schalteinrichtung, die entsprechend der magnetischen Induktion am Magnetfeldsensor ihren Schaltzustand ändert. Ein erster Dauermagnet und ein zweiter Dauermagnet sind koaxial in einem Abstand 3 zueinander und mit gleichnamigen Polen 4 und 5 einander zugewandt angeordnet, wobei der Magnetfeldsensor in dem Abstand 3 zwischen den beiden Dauermagneten im Bereich einer Nullstelle der magnetischen Induktion der Dauermagnete fest angeordnet ist. Durch eine Annäherung eines ferromagnetischen Auslösekörpers 8 erfolgt eine Veränderung der magnetischen Induktion des Magnetfeldsensors. Der erste Dauermagnet ist ein Ringdauermagnet 1 und der zweite Dauermagnet ein rondenförmiger Dauermagnet 2.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Näherungsschalter mit einem Magnetfeldsensor und einer Schalteinrichtung, die entsprechend der magnetischen Induktion am Magnetfeldsensor ihren Schaltzustand ändert, mit einem ersten Dauermagnet und einem zweiten Dauermagnet, die koaxial in einem Abstand zueinander und mit gleichnamigen Polen einander zugewandt angeordnet sind, wobei der Magnetfeldsensor in dem Abstand zwischen den beiden Dauermagneten im Bereich einer Nullstelle der magnetischen Induktion der Dauermagnete fest angeordnet ist und wobei durch eine Annäherung eines ferromagnetischen Auslösekörpers eine Veränderung der magnetischen Induktion des Magnetfeldsensors erfolgt.
• Bei derartigen Näherungsschaltern ( DE 43 02 379 C1 ) ist bei Abwesenheit des ferromagnetischen Auslösekörpers am Ort des Magnetfeldsensors eine Nullstelle der magnetischen Induktion der Dauermagnete vorhanden.
• Nähert sich dem Näherungsschalter ein ferromagnetischer Auslösekörper, so wird das Magnetfeld der Dauermagnete von dem Auslösekörper deformiert und insbesondere im Bereich des Magnetfeldsensors so verändert, dass ein Schaltvorgang des Magnetfeldsensors ausgelöst wird.
• Weiterhin ist ein derartiger Näherungsschalter aus der WO 2005/036195 A1 bekannt, dessen Anordnung der Magnete nicht koaxial ist.
• Aus der DE 94 14 104 U1 , der DE 42 37 929 A1 und der DE 36 38 622 A1 sind Näherungsschalter bekannt, die einen einzigen Dauermagneten aufweisen, der entweder ring- oder rondenförmig ist.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen Näherungsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der kein Erfordernis einer genaueren Positionierung des Magnetfeldsensors aufweist und deren Schaltverhalten bei seitlicher Annäherung unabhängig davon ist, von welcher Seite her die Annäherung erfolgt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Dauermagnet ein Ringdauermagnet und der zweite Dauermagnet ein rondenförmiger Dauermagnet ist.
• Durch diese Ausbildung weist die magnetische Induktion eine Nullstelle auf, wobei gleichzeitig die Ableitung dB/dz an dieser Stelle eine Nullstelle zeigt, so dass die Positionierung des Magnetfeldsensors innerhalb größerer Toleranzen erfolgen kann, ohne dass die Auslösung des Schaltvorgangs beeinträchtigt wird.
• Dabei ist B die magnetische Induktion und z die Entfernung des ferromagnetischen Auslösekörpers von dem Magnetfeldsensor.
• Die zylindersymmetrische Anordnung der beiden Dauermagnete zueinander führt dazu, dass unabhängig von der Richtung einer seitlichen Annäherung des ferromagnetischen Auslösekörpers an den Näherungsschalter die Veränderung der magnetischen Induktion des Magnetfeldsensors gleich ist.
• Eine bestimmte Ausrichtung bei der Montage des Näherungsschalters ist somit nicht erforderlich.
• Dies ist von Vorteil, wenn der Näherungsschalter mit einem Gewinde versehen und in eine Gewindebohrung eines Halteteils einschraubbar ist.
• Der Magnetfeldsensor kann ein Hall-Sensor oder ein Magnetoresistor sein.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• 1 eine Prinzipdarstellung eines Näherungsschalters,
• 2 ein Diagramm der magnetischen Induktion an einem Hall-Sensor entlang der Symmetrielinie in Abhängigkeit von der Entfernung „z" eines ferromagnetischen Auslösekörpers von dem Näherungsschalter nach 1 und
• 3 ein Diagramm der magnetischen Induktion über der Entfernung „z" des ferromagnetischen Auslösekörpers von dem Näherungsschalter nach 1 mit eingetragenen Schaltschwellen des Hall-Sensors.
• Der dargestellte Näherungsschalter weist einen als Ringdauermagnet 1 ausgebildeten ersten Dauermagneten und einen als rondenförmigen Dauermagneten 2 ausgebildeten zweiten Dauermagneten auf, die beide axial magnetisiert sind. Als Ronde bezeichnet man einen zylindrischen Körper, der eine sehr geringe Höhe im Verhältnis zu seinem Durchmesser aufweist.
• Der Ringdauermagnet 1 und der rondenförmige Dauermagnet 2 sind in einem bestimmten Abstand auf einer Symmetrielinie 6 koaxial zueinander angeordnet, wobei die Nordpole 4 und 5 von Ringdauermagnet 1 und rondenförmigem Dauermagnet 2 einander zugewandt sind.
• Ebenfalls zur Symmetrielinie 6 symmetrisch ist in dem Abstand 3 zwischen dem Ringdauermagneten 1 und dem rondenförmigen Dauermagneten 2 ein Hall-Sensor 7 im Bereich einer Nullstelle der magnetischen Induktion von Ringdauermagnet 1 und rondenförmigen Dauermagnet 2 angeordnet.
• Damit erfährt der Hall-Sensor 7 in seinem Normalzustand keine magnetische Induktion.
• Der Hall-Sensor 7 ist über eine Signalleitung mit einer nicht dargestellten Schalteinrichtung verbunden, durch die die von dem Hall-Sensor 7 erzeugten Signale ausgewertet werden.
• Wird ein magnetischer Auslösekörper 8 oder 8' axial oder radial dem Hall-Sensor 7 angenähert, erfolgt eine derartige Veränderung im Bereich des Hall-Sensors 7, dass an diesem ei ne messbare magnetischen Induktion erzeugt wird und die Schalteinrichtung ein Signal auslöst.
• Das Diagramm in 2 zeigt den Verlauf der magnetischen Induktion „B" am Hall-Sensor 7 in Abhängigkeit vom Abstand „z" des ferromagnetischen Auslösekörpers 8, wenn dieser entlang der Symmetrielinie 6 bewegt wird.
• Im Diagramm der 3 ist ebenfalls der Verlauf der magnetischen Induktion „B" am Hall-Sensor 7 in Abhängigkeit vom Abstand „z" des ferromagnetischen Auslösekörpers 8 dargestellt, wobei zusätzlich die Schaltschwellen des Hall-Sensors 7 eingetragen sind.
• Dabei ist die eine Schaltschwelle eine Ein-Schaltschwelle 9 und die andere Schaltschwelle eine Aus-Schaltschwelle 10.

1

Ringdauermagnet

2

rondenförmiger Dauermagnet

3

Abstand

4

Nordpol

5

Nordpol

6

Symmetrielinie

7

Hall-Sensor

8

Auslösekörper

8'

Auslösekörper

9

Ein-Schaltwelle

10

Aus-Schaltwelle

Claims (3)

1. Näherungsschalter mit einem Magnetfeldsensor und einer Schalteinrichtung, die entsprechend der magnetischen Induktion am Magnetfeldsensor ihren Schaltzustand ändert, mit einem ersten Dauermagnet und einem zweiten Dauermagnet, die koaxial in einem Abstand zueinander und mit gleichnamigen Polen einander zugewandt angeordnet sind, wobei der Magnetfeldsensor in dem Abstand zwischen den beiden Dauermagneten im Bereich einer Nullstelle der magnetischen Induktion der Dauermagnete fest angeordnet ist und wobei durch eine Annäherung eines ferromagnetischen Auslösekörpers eine Veränderung der magnetischen Induktion des Magnetfeldsensors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dauermagnet ein Ringdauermagnet (1) und der zweite Dauermagnet ein rondenförmiger Dauermagnet (2) ist.
2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor ein Hall-Sensor (7) ist.
3. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor ein Magnetoresistor ist.