DE1951062A1

DE1951062A1 - Grenzschalter

Info

Publication number: DE1951062A1
Application number: DE19691951062
Authority: DE
Original assignee: Robbings Thorn & Co Ltd
Current assignee: Robbings Thorn & Co Ltd
Priority date: 1969-03-13
Filing date: 1969-10-10
Publication date: 1970-10-15
Also published as: FR2034870A1

Description

Robbins Thorn & Go., Highbridge Industrial Estate, Uxbridge,

Middlesex, England

"Grenzschalter¹¹

Die Erfindung richtet sich auf einen Grenzschalter zur Anzeige des Erreichens und Verlassens einer bestimmten Stelle eines "beweglichen Teiles einer Maschine o. dgl.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Grenzschalters dieser Art, welcher sowohl die Ankunft als auch das Verlassen eines sich bewegenden Teiles einer Maschine an bzw. von einer bestimmten Stelle, anzeigt.

Ein Grenzachalter dieser Art kennzeichnet sich gemäss der Erfindung durch ein Schaltelement und Steuermittel zur Haltung des Schaltelementes in wahlweise jedem von zwei Zuständen, von denen der eine der Einschaltzustand und der andere der Ausschaltsustand des Schalters ist, wobei die Steuermittel MhI-

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mittel aufweisen, um das Erreichen und Verlassen eines beweglichen Teiles an bzw. von einer bestimmten Station wahrzunehmen. Hierbei können die Fühlmittel solcher Art sein, daß diese von einem ersten Zustand in einem zweiten Zustand beim Erreichen des beweglichen Teiles einer bestimmten Station übergehen und den zweiten Zustand solange aufrechterhalten können, wie das bewegliche Teil sich an der bestimmten Station befindet und von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand beim Verlassen des beweglichen Teiles der bestimmten Station übergehen können, wobei der erste Zustand solange aufrechterhaltbar ist, wie das bewegliche Teil von der bestimmten Station entfernt ist, und wobei die Steuermittel derart ausgebildet sind, daß sie ein Schalten des Schaltelementes von dem einen in den anderen Zustand verursachen, wenn die Fühlmittel von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergehen und ein Schalten des Schaltelementes von dem anderen in den einen Zustand verursachen, wenn die Fühlmittel von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand übergehen.

Die Fühlmittel können eine Induktivität aufweisen, um das Erreichen und Verlassen des beweglichen Teils an bzw. aus der bestimmten Station durch gleiche und entgegengesetzte Änderungen der Induktionskapazität wahrzunehmen, wobei die Induktivität in Form einer Spule ausgebildet sein kann.

Die Steuermittel können einen elektronischen Oszillator auf-

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weisen, welcher mittel einer induktiven Rückkopplung oszilliert, wobei die Induktivität des Oszillators die Induktivität der Fühlmittel bildet. Der Oszillator kann als Hartley-Oszillator, vorzugsweise als Transistor Oszillator ausgebildet und so abgestimmt sein, daß, wenn dessen Induktivität sich im ersten Zustand befindet,·der Oszillator oszilliert und wenn sich die Induktivität im zweiten Zustand befindet, der Oszillator nicht oszilliert.

Das Schaltelement kann ein elektronischer Schalter sein, welcher mit dem Oszillator derart gekuppelt sein kann, daß dieser den Einschaltzustand einnimmt, wenn die Fühlmittel im ersten Zustand sind und den Ausschaltzustand einnimmt, wenn die Pühlmittel im zweiten Zustand sind. Der elektronische Schalter kann aus einer einzelnen Transistorstufe bestehen, die mit dem Oszillator verbunden ist und die Transistorstufe kann zur Betätigung einer Kollektorbelastung verwendet werden, welche durch ein Relais, beispielsweise einen Zungenschalter gebildet wird.

Die Fühlmittel können in vielfacher Weise ausgebildet sind, um die Ankunft und das Verlassen des beweglichen Teiles an bzw. aus jeder einer Mehrzahl von bestimmten Stationen wahrzunehmen.

Zur Erzeugung oder Vermehamg des Wechsels der Induktivität bei

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der Verwendung der Induktivität als Fühlmittel können die Steuermittel einen magnetischen.Kern aufweisen.

Die Erfindung kann in Verbindung mit einer Maschine verwendet werden, welche eine Kolben- Zylinder-Einheit aufweist, in welcher der Grenzschalter verwendet wird, um die Stellung des Kolbens während eines Hubes zu markieren. In dem Fall, in dem die Fühlmittel ein oder eine Mehrzahl von Spulen verwenden, kann die oder jede Spule innerhalb des Zylinders der Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet sein und in dem Fall, in dem der Grenzschalter einen magnetischen Kern verwendet, kann der Kern am Kolben angeordnet sein.

Der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit kann zur Aufnahme einer Spule einen Zylinderkörper und einen zwischenliegenden Ring und ein Anschlagglied aufweisen, derart, daß bei Anordnung des Ringes auf dem Zylinderkörper und gegengreifendem AnsctüBgglied der Ring und das Anschlagglied zusammen eine ringförmige Ausnehmung zur Aufnahme ,der Spule bilden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung, welche ein Schaltschema eines Grenzschalters zur Markierung der Beeindi'-gung des Hubes einen Kolbens einer Kolben-Zylinder-Einheit v.ieäersibt, und in

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Pig. 2 einen Längsschnitt durch eine Kolben-Zylinder-Einheit, welche -den Grenzschalter gemäss Fig. 1 verwendet.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 weist der Grenzschalter ein durch einen elektronischen Schalter gebildetes Schaltelement auf, zusammen mit einem durch einen Oszillator gebildeten Steuerschaltkreis und dient zur Erzeugung eines Abgabesignals in Abhängigkeit davon, ob sich ein Kolben am Ende eines Hubes befindet oder nicht. Der elektronische Schalter besteht aus einer einzelnen Transistorstufe TR 1 und ist über eine Diode D 1 und einen Kondensator G 1 mit einem Oszillator verbunden, der aus einem abgestimmten Basis-Kollektor Hartley-Transistor Oszillator besteht, welcher allgemein mit H bezeichnet ist und einen Transistor TR 2 aufweist. Eine Spule L des Basis-Kollektor-Kreises des Oszillators kann innerhalb des Zylinders einer Kolben-Zylinder-Einheit derart angeordnet sein, daß am Ende des Hubes des Kolbens in einer bestimmten Richtung ein Teil des Kolbens in die Spule eintritt, um die Induktivität der Spule zu verändern und damit die Rückkopplung des Oszillators und dessen Oszillation zu unterbrechen und dementsprechend den elektronischen Schalter abzuschalten. Wenn der Kolben den Hub in entgegengesetzter Richtung beginnt, wird der entgegengesetzte Effekt bewirkt und demnach erneut eine Oszillation erzeugt und der -;iül·"uroniacho üohalter in einen leitenden Zustand versetzt. Auf i"iio.,c V/f:"].,(- \.':i r'Lt .die von der dpule oraeugt^ Tnäulrtivität ι I..; ·. i..ι /''·\ιΊ ml ί. t,-, \ l'lie den ΚΌ^Ί 1<·~.·η,

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Wenn ein Signal am Ende des Hubes des Kolbens in jeder Rieh- . tung gewünscht ist, können zwei Spulen verwendet werden, eine vor und eine hinter dem Kolben, oder eine Spule kann verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Kolben oder der Kolben und die Kolbenstange derart geformt sind, daß sie einen ausreichenden Wechsel der Induktivität der Spule bei der Beendigung des Hubes in jeder Richtung bewirken.

* Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Einheit ist eine Spule L hinter dem Kolben 1 angeordnet, derart, daß die Kolbenstange immer innerhalb der Spule liegt und um bei dieser Anordnung eine ausreichende Änderung der Induktivität der Spule zu erzielen, ist ein ringförmiger Kern 3 auf der Kolbenstange 4 montiert, so daß der Kern am Ende des auf di^SPule zu gerichteten Hubes des Kolbens innerhalb der Spule liegt und beim Hub des Kolbens in der entgegengesetzten Richtung aus dieser zurückgezogen wird. Der Kern kann aus Gußeisen oder Ferrit bestehen.

Für eine Maschinensteuerung kann der Transistor des elektronischen Schalters mit einer Leitung in Form einer Relaisspule L 1(Fig. 1) versehen sein, welche mittels einer Diode D 2 nebengeschlossen ist, derart, daß das Relais erregt wird, wenn der Oszillator Oszilliert und abgeschaltet ist, wenn der Os- _f zillator nicht oszilliert.

Die Spule des Oszillators ist in einfacher Weise innerhalb des

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Zylinders 2 durch Ausbildung derselben in Ringform und durch Bildung des Zylinders mit einer inneren ringförmigen Ausnehmung R 1 zur Aufnahme der Spule anbringbar. Die Spule kann zum Schutz eingekapselt sein. Die Enden LS der Spule werden zu einer äußeren Verbindung durch eine Bohrung D in der Zylindepwandung geführt, wobei die Enden in der Bohrung durch eine geeignete Dichtmischung PT, z.B. ein Epoxydharz, festgelegt sind. Die äußere Verbindung weist einen Stopfen 5 mit Verbindungsstiften GP auf, welche in einer nach außen offenen Ausnehmung R 2 im Zylinder sitzen, um einen Zugang zu den Stiften für einen nicht gezeigten Anschlußstecker zu schaffen.

Um eine schnelle Anbringung der Spule innerhalb der Ausnehmung R 1 des Zylinders zu ermöglichen, ist dieser mit einem in einem Ring RG endenden zylindrischen Körper GB und einem Anschlagglied in Form einer Zylinderendkappe EG versehen. Der Ring ist mit einer ringförmigen Nut 6 und die Kappe mit einem ringförmigen Plansch 7 versehen, um einen Eingriff der Kappe mit dem Ring zu bewirken. Ferner ist zwischen beiden eine Ausnehmung R 3 ausgebildet. Der Flansch 7 bildet ein Teil der Wandung der Ausnehmung R 3 der Kappe und die Ausnehmung schafft eine ringförmige Schulter 8, welche beim Eingriff der Kappe mit dem Ring eine einwärts gerichtete Fläche des Flansches bildet, welche mit einer gegenüberliegenden Fläche 9 des Ringes die ringförmige Ausnehmung zur Aufnahme der Spule formt. Die Kappe

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trägt die offene Ausnehmung E 2 zur Aufnahme des Verbindungsstopfens und die Bohrung, mittels welcher die Enden der Spule zu dem Stopfen passieren. Die Spule wird in der Kolben-Zylinder-Einheit installiert, indem diese zunächst an der Kappe befestigt wird, wobei diese in die ringförmige Schulter derselben eingesetzt wird, worauf dann die Kappe auf den Ring des Zylinders gesetzt wird, um die Spule in der ringförmigen Aus- r nehmung anzuordnen.

Es sei bemerkt, daß die geänderte Induktivität der Spule selbst anzeigend ist bezüglich der Ankunft des Kolbens in oder des Verlassens des Kolbens aus der Stellung, die dieser am Ende eines Hubes einnimmt. Die Erfindung kann daher die Spule oder Spulen zusammen mit jedem geeigneten Eelais oder anderen Schaltelementen verwenden, welche auf den Strom von der Spule zum Zwecke der Maschinensteuerung oder Überwachung ansprechen.

Weitere Anwendungsftälle der Erfindung sind Ventilzustandsanzeigegeräte, Durchfluö»und Niveauschalter oder pneumatische P»Bslehren, bei denen die Stellung eines Maschinenelementeβ oder eines Schwimmers o. dgl. in einem Rohr angezeigt wird»

Patentansprüche j

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Claims

Patentansprüche :

1.)Grenzschalter, gekennzeichnet durch ein Schaltelement (TR 1) und Steuermittel (H) zur Haltung des Schaltelementes in je-. weils einem von zwei Zuständen, von denen der eine der Einschalt zustand und der andere der Ausschaltzustand des Schalters ist, wobei die Steuermittel Fühlmittel (l) aufweisen, um das Erreichen und Verlassen eines beweglichen Teiles (1) an bzw. von einer bestimmten Station (R 3) anzuzeigen, wobei die Fühlmittel beim Erreichen des beweglichen Teiles an der bestimmten Station von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand übergehen können und den zweiten Zustand solange beibehalten, wie das bewegliche Teil an der bestimmten Station anwesend ist und die beim Verlassen des beweglichen Teiles von der bestimmten Station von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand übergehen können und den ersten Zustand solange aufrechterhalten können, wie das bewegliche Teil von der bestimmten Station entfernt ist und wobei die Steuermittel (H) derart ausgebildet sind, daß sie ein Schalten des Schaltelementes (TR 1) von dem einen zum anderen der beiden Zustände verursachen, wenn die Fühlmittel (L) von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand übergehen und ein Schalten des Schaltelementes von dem anderen in den einen der beiden Zustände verursachen, wenn die Fühlmittel von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand übergehen.

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2. Grenzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lühlmittel (L) eine Induktivität zur Wahrnehmung des Erreichens an und des Verlassene von einer "bestimmten Station (R 3) durch gleiche, jedoch entgegengesetzte Änderungen der Induktivitätskapazität aufweisen.

3. Grenzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die I

Induktivität in Form einer Spule (L) ausgebildet ist.

4. Grenzschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel- (H) einen elektronischen Oszillator aufweisen, der mittels einer induktiven Rückkopplung (L) oszilliert, wobei die Induktivität des Oszillators die Induktivität der kühlmittel bildet.

5. Grenzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator ein Hartley-Oszillator (H) ist.

6. Grenzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartley-Oszillator ein Transistor-Oszillator (H - TR 2) ist.

7. Grenzschalter nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (H) derart abgestimmt ist, daß, wenn sich dessen Induktivität (L) in dem ersten Zustand befindet, der Oszillator oszilliert und wenn die Induktivität sich im zweiten Zustand befindet, der Oszillator nicht oszilliert.

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8. Grenzschalter nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein elektronischer Schalter (TR 1) ist.

9. Grenzschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (TR 1) mit dem Oszillator (H) derart gekoppelt ist, daß der Schalter den Einschaltzustand einnimmt, wenn die Pühlmittel (L) im ersten Zustand sind und den Aussehaltzustand einnimmt, wenn die kühlmittel im zweiten Zustand sind.

10. Grenzschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter als einzelne Transistorstufe (TR 1) ausgebildet ist, die mit Oszillator (H) wechselstromgekuppelt ist.

11. Grenzschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Transiatorstufe (TR 1) eine von einem Relais (L 1) gebildete Kollektorleitung aufweist.

12. Grenzseheiter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dflfß das Relais (£1) ale Zungenschalter ausgebildet ist,

13. Grenzachalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß.die Fühlmittel mehrfach vorgesehen sind, um die Ankunft und das Verlassen an bzw. von jeder einer Mehrzahl von bestimmten Stationen bezüglich «inee sich bewegenden Teiles anzuzeigen.

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14. Grenzschalter nach. Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel einen magnetischen Kern (3) aufweisen, um eine Änderung der Induktivitätskapazität der Induktivität (L) "beim Erreichen oder Verlassen des "beweglichen Teiles (1) an "bsw. von jeder bestimmten Station (R 3) zu verstärken oder zu erzeugen.

ψ 15. Grenzschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dieser in Verbindung mit einer Kolben-(1)Zylinder-(2)Einheit verwendet ist, wobei dei Grenzschalter zur Markierung der Stellung des Kolbens während eines Hubes desselben dient.

16. Grenzschalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Spulen (L) innerhalb des flinders (2) der Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet sind.

17. Grenzschalter nach Anspruch 1b, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel des Grenzschalters einen Magnetkern (3) aufweisen, der auf dem Kolben (1) angeordnet ist.

18. GrenzschaLter nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbringung der Spule (L) der Zylinder (2) einen Zy-'.inderkörper (GB) und einen zwischengreifenden Hing (RG) sowie ein Anschlagg'l iod (EC) auJ'woj rst, derart, daß, wenn dor Ring am Zylinderkörper mit gogerigroifendem Anuchlaßgllod montiert int, d<ir Riri/5 und da;.; Anschlag,';] iod zusammen uine rj n^fö'nnj t^r,u Aufi-TJCihmung-(Ii j) zur Aufnahme df.r Spul ο (L) bi ldon.

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