DE19740774C2 - Induktiver Näherungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen induktiven Näherungsschalter mit zwei in Beeinflus­ sungsrichtung hintereinander angeordneten Sendespulen, mit mindestens einer Emp­ fangsspule und mit einer an die Empfangsspule angeschlossenen Auswerteschaltung.

Induktive Näherungsschalter, also elektronische Schaltgeräte, sind kontaktlos ausge­ führt und werden seit ca. dreißig Jahren in zunehmendem Maße anstelle von elektri­ schen, mechanisch betätigten Schaltgeräten, die kontaktbehaftet ausgeführt sind, verwendet, insbesondere in elektrischen und elektronischen Schalt-, Meß-, Steuer- und Regelkreisen.

Mit induktiven Näherungsschaltern wird indiziert, ob sich ein elektrisch leitendes, in der Regel ein metallisches Beeinflussungselement, nachfolgend stets Target genannt, dem Näherungsschalter hinreichend weit genähert hat. Hat sich das Target dem in­ duktiven Näherungsschalter hinreichend weit genähert, so wird ein zu der Auswerte­ schaltung gehörender elektronischer Schalter umgesteuert; bei einem als Schließer ausgeführten Näherungsschalter wird der vorher nichtleitende elektronische Schalter nunmehr leitend, während bei einem als Öffner ausgeführten Näherungsschalter der vorher leitende elektronische Schalter nunmehr sperrt.

Üblicherweise gehört zu induktiven Näherungsschaltern ein Oszillator. Dann gilt, daß die Empfangsspule Teil des Oszillators ist oder der Oszillator - mit seinem "Eingang" - an die Empfangsspule angeschlossen ist und daß der Oszillator Teil der Auswerte­ schaltung ist oder die Auswerteschaltung an den Ausgang des Oszillators ange­ schlossen ist. Gehört zu einem induktiven Näherungsschalter ein Oszillator, so gilt für den Oszillator, solange das Target einen vorgegebenen Abstand zum induktiven Nä­ herungsschalter noch nicht erreicht hat, K × V = 1 mit K = Rückkopplungsfaktor und V = Verstärkungsfaktor des Oszillators; d. h. der Oszillator schwingt. Erreicht das Target den vorgegebenen Abstand, so führt dies in der Regel zu einer Verringerung des Rückkopplungsfaktors K und des Verstärkungsfaktors V, so daß K × V < 1 wird; d. h. die Schwingungen des Oszillators klingen ab bzw. der Oszillator hört auf zu schwingen. Abhängig vom Zustand des Oszillators bzw. der Amplitude der Aus­ gangsspannung des Oszillators wird der zu dem induktiven Näherungsschalter gehö­ rende elektronische Schalter gesteuert.

Zuvor ist gesagt worden, daß zu induktiven Näherungsschaltern üblicherweise ein Oszillator gehört. Das ist aber nicht erforderlich. Es gibt auch induktive Näherungs­ schalter, die nicht mit einem Oszillator versehen sind, bei denen also die durch das. Target erreichbare Beeinflussung der Empfangsspule - durch die an die Empfangs­ spule angeschlossene Auswerteschaltung - in anderer Weise ausgewertet wird. Dabei wird in die Sendespulen ein Wechselstrom eingespeist. Ein Teil des dadurch entste­ henden elektromagnetischen Wechselfeldes durchdringt die Empfangsspule und in­ duziert in ihr eine vom Beeinflussungsabstand des Targets abhängige Spannung. Im einfachsten Fall ist an die Empfangsspule - als eingangsseitiger Teil der Auswerte­ schaltung - ein Schwellwertschalter angeschlossen, der darauf anspricht, ob die an der Empfangsspule anstehende Spannung unterhalb oder oberhalb eines vorgegebe­ nen Schwellwertes liegt; die an der Empfangsspule anstehende Spannung wird nach­ folgend mit Indikatorspannung bezeichnet, weil die Empfangsspule der eigentliche Indikator dafür ist, ob der induktive Näherungsschalter durch das Target signifikant beeinflußt ist oder nicht. Statt eines einfachen Schwellwertschalters kann die Aus­ werteschaltung eingangsseitig auch einen Verstärker, einen Demodulator, einen Schwellwertschalter und einen zusätzlichen Schaltverstärker aufweisen.

Bei induktiven Näherungsschaltern sind verschiedene Verfahren zur Erfassung der Annäherung eines Targets bekannt (vgl. insbes. Spalte 1, Zeile 13, bis Spalte 2, Zeile 15, der DE 40 31 252 C1 und Spalte 1, Zeile 17, bis Spalte 2, Zeile 56, der DE 43 30 140 A1). Am häufigsten wird das sog. Wirbelstromverfahren angewendet, bei dem die Wirbelstromverluste ausgewertet werden, die dann entstehen, wenn ein Target in das vom induktiven Näherungsschalter ausgehende elektromagnetische Wechselfeld eingebracht wird. Das Wirbelstromverfahren ist mit dem beachtlichen Nachteil verbunden, daß der Schaltabstand des induktiven Näherungsschalters ab­ hängig ist vom Material des Targets; bezieht man sich auf den Schaltabstand eines induktiven Näherungsschalters für ein ferromagnetisches Target, so beträgt der Schaltabstand des gleichen induktiven Näherungsschalters für ein nicht-ferromagne­ tisches Targets z. B. nur etwa 50%. Bezogen auf den Schaltabstand, den ein be­ stimmter induktiver Näherungsschalter für ein ferromagnetisches Target hat, muß also für nicht-ferromagnetische Targets mit einem sog. Korrekturfaktor gearbeitet werden. Dieser Nachteil, daß also mit einem Korrekturfaktor gearbeitet werden muß, gilt nicht nur für das Wirbelstromverfahren, sondern auch für andere Verfahren zur Erfassung der Annäherung eines Targets.

Bei induktiven Näherungsschaltern in Abhängigkeit vom Material des Targets mit ei­ nem Korrekturfaktor arbeiten zu müssen, ist schon vor vielen Jahren als nachteilig er­ kannt worden. Folglich hat sich die Fachwelt schon umfangreich mit dem Problem befaßt, einen induktiven Näherungsschalter so auszugestalten, daß er einen Korrek­ turfaktor von 1 aufweist (vgl. die deutschen Offenlegungs-, Auslege- bzw. Patent­ schriften 32 25 193, 37 14 433, 38 14 131, 38 40 532, 39 12 946, 39 19 916, 40 21 164, 40 31 252 und 43 30 140). Ein Korrekturfaktor von 1 bedeutet, daß der Schaltabstand des induktiven Näherungsschalters unabhängig davon ist, ob das den induktiven Näherungsschalter beeinflussende Target ferromagnetisch oder nicht-fer­ romagnetisch ist.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 38 40 532, von der die Erfindung ausgeht, ist ein eingangs beschriebener induktiver Näherungsschaltern bekannt, bei dem ein Spannungssignal der Empfangsspule und ein Referenzspannungssignal einem elek­ tronischen Baustein zugeführt werden und bei dem innerhalb des Bausteins durch mathematisch-schaltungstechnische Verknüpfung der beiden Signale Betrag und Phase des Referenzspannungssignals eliminiert werden. Bei dem bekannten Näherungsschalter wird die komplexe Verlustleistung im Magnetfeld der Sendespule bestimmt und zwar unabhängig von dem sich ändernden Strom in der Sendespule und damit unabhängig von Temperaturänderungen des Sendespulenkreises. Ein Ausführungsbeispiel des bekannten induktiven Näherungsschalters zeigt einen Diffe­ rentialspulensensor zur Messung eines metallischen Prüfkörpers, bei dem eine Mehr­ zahl von Sendespulen und Empfangsspulen abwechselnd innerhalb eines Rohr­ mantels angeordnet sind. Um die Position des Prüfkörpers innerhalb des Rohres fest­ stellen zu können, besitzen die einzelnen Empfangsspulen eine unterschiedliche Anzahl von Windungen, die vom elektromagnetischen Wechselfeld der gleichsinnig bestromten Sendespulen durchflossen werden.

Den im Stand der Technik bekannten induktiven Näherungsschaltern ist gemeinsam, daß die Maßnahmen zur Erreichung eines Korrekturfaktors von 1 nicht zufriedenstellend und/oder aufwendig sind und daß die Empfindlichkeit solcher Näherungsschal­ ter zu wünschen übrig läßt.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Näherungs­ schalter zur Verfügung zu stellen, bei dem auf einfache Weise ein Korrekturfaktor von 1 erreicht ist und der vorzugsweise auch eine relativ hohe Empfindlichkeit hat.

Der erfindungsgemäße induktive Näherungsschalter ist nun zunächst und im wesent­ lichen dadurch gekennzeichnet, daß die Sendespulen gegensinnig bestromt sind.

Induktive Näherungsschalter sind in der Regel zylindrisch oder quaderförmig ausge­ führt und haben eine sog. Beeinflussungsseite; die Beeinflussungsseite ist die Seite des Näherungsschalters, der sich das Target zur Beeinflussung des Näherungsschal­ ters anzunähern hat. Beeinflussungsrichtung ist folglich die Richtung, in der sich - oder aus der sich - das Target dem Näherungsschalter zu seiner Beeinflussung annä­ hert.

Für den erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalter ist wesentlich, wie zuvor ausgeführt, daß die Sendespulen gegensinnig bestromt sind. Damit ist gemeint, daß z. B. der die erste Sendespule durchfließende Erregerstrom im Uhrzeigersinn, der die zweite Sendespule durchfließende Erregerstrom entgegen dem Uhrzeigersinn fließt.

Im einzelnen gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen in­ duktiven Näherungsschalter auszugestalten und weiterzubilden. Solche Ausgestal­ tungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den dem Patentanspruch 1 nachge­ ordneten Patentansprüchen und aus der folgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsformen erfindungsgemäßer induktiver Näherungsschalter in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Sende- und Empfangsspulen einer er­ sten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen induktiven Näherungs­ schalters,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Sende- und Empfangsspulen einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen induktiven Nähe­ rungsschalters,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Sende- und Empfangsspulen einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen induktiven Nähe­ rungsschalters,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Sende- und Empfangsspulen einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen induktiven Nähe­ rungsschalters,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Sende- und Empfangsspulen einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen induktiven Nähe­ rungsschalters,

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalters entsprechend Fig. 3,

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung zur Erläuterung der Funkti­ onsweise einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters und

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung eines konkreten Ausführungsbeispiels der Sende- und Empfangsspulen des erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalters nach Fig. 3.

Zu dem erfindungsgemäßen Näherungsschalter gehören zwei Sendespulen 1, 2, in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils zwei Empfangsspulen 3, 4 und eine an die Empfangsspulen 3, 4 angeschlossene, in den Fig. 1 bis 7 nicht dargestellte, in Fig. 8 nur angedeutete Auswerteschaltung 5.

Der erfindungsgemäße induktive Näherungsschalter wird durch ein nur in Fig. 6 dar­ gestelltes Target 6 beeinflußt.

Die Erfindung befaßt sich nur damit, wie das dem induktiven Näherungsschalter hin­ reichend weit genäherte Target 6 dazu führt, daß vom Material des Targets 6 unab­ hängig in den Empfangsspulen 3 und 4 eine durch die Auswerteschaltung 5 aus­ wertbare Spannung, nachfolgend Indikatorspannung genannt, entsteht. Wie die durch die Empfangsspulen 3 und 4 zur Verfügung gestellte Indikatorspannung durch die Auswerteschaltung 5 im einzelnen ausgewertet wird, gehört nicht zur Lehre der Erfindung. Insoweit kann das realisiert werden, was zum Stand der Technik gehört. Insbesondere kann zu dem erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalter auch ein Oszillator gehören. Ohne weiteres sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, bei denen ein Oszillator nicht vorgesehen ist, die an den Empfangsspulen 3 und 4 zur Verfügung gestellte Indikatorspannung also mit Hilfe eines Schwellwertschalters oder mit Hilfe eines Verstärkers, eines Demodulators, eines Schwellwertschalters und eines Schaltverstärkers ausgewertet wird. Jedenfalls gehört zu dem erfindungsgemäßen in­ duktiven Näherungsschalter - gleichsam im Ausgang der Auswerteschaltung 5 - ein nicht dargestellter elektronischer Schalter, z. B. ein Transistor, ein Thyristor oder ein Triac.

Wie alle Figuren zeigen, sind die Sendespulen 1, 2 in Beeinflussungsrichtung 7 hin­ tereinander angeordnet und, wie in Fig. 6 angedeutet, gegensinnig bestromt. In den Fig. 1 bis 3 sind die Empfangsspulen 3, 4 von der Beeinflussungsseite gesehen, hinter der vorderen Sendespule 1 angeordnet, nämlich mittig zwischen den beiden Sen­ despulen 1, 2. Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der dies genau umgekehrt ist, die Sendespulen 1, 2 nämlich zwischen den Empfangsspulen 3, 4 angeordnet sind. Die Sendespulen 1, 2 sind also, von der Beeinflussungsseite gesehen, hinter der vor­ deren Empfangsspule 3 angeordnet. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Empfangsspulen 3 bzw. 4 jeweils in der selben Ebene wie die Sendespulen 1 bzw. 2 angeordnet sind. Die Empfangsspule 3 befindet sich dabei innerhalb der Sendespule 1 und die Empfangsspule 4 innerhalb der Sendespule 2.

Im einzelnen sind die Empfangsspulen 3, 4 symmetrisch, mit einem vorgegebenen Ab­ stand zueinander und mit vorgegebenen Abständen zu den Sendespulen 1, 2, zwi­ schen den beiden Sendespulen 1, 2 angeordnet. Im übrigen sind vorzugsweise, was in den Figuren nicht dargestellt ist, die beiden Empfangsspulen 3, 4 gleichsinnig in Reihe geschaltet.

Statt, wie in den Figuren dargestellt, zwei körperlich und räumlich getrennte Emp­ fangsspulen 3, 4 zu verwenden, besteht auch die nicht dargestellte Möglichkeit, die beiden Empfangsspulen 3, 4 als eine einzige Empfangsspule auszuführen, deren Geometrie die Wicklungsquerschnitte der Empfangsspulen 3, 4 einschließt.

Für die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform gilt, daß jeweils eine Sendespule 1 bzw. 2 und eine Empfangsspule 3 bzw. 4 von jeweils einer Feldbündelungsspule 8 bzw. 9 umgeben und die Feldbündelungsspulen 8, 9 gegensinnig bestromt sind.

In Fig. 8 ist schließlich dargestellt, daß die Sendespulen 1 und 2 sowie die Empfangs­ spulen 3 und 4 auf einem flexiblen Material, einem sog. Leiterfilm 10, angeordnet sind, auf dem auch die Auswerteschaltung 5 verwirklicht ist.

Nicht dargestellt ist, daß bei den bisher beschriebenen und weiter unten bezüglich der Funktionsweise beschriebenen Ausführungsbeispielen die beiden Sendespulen 1, 2 gegensinnig in Reihe geschaltet sind, so daß durch die beiden Sendespulen 1, 2 der identisch gleiche Erregerstrom fließt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, sepa­ rate, also nicht in Reihe geschaltete Sendespulen 1, 2 vorzusehen und diese unab­ hängig voneinander zu bestromen. Werden für die Bestromung der Sendespulen 1, 2 gleiche Konstantstromquellen verwendet, so wird damit sichergestellt, daß durch die separaten Sendespulen 1, 2 der gleiche Erregerstrom fließt.

Zur Funktionsweise dessen, was in den Figuren dargestellt ist, folgendes, - und zwar für den Fall, daß die beiden Sendespulen 1, 2 gegensinnig in Reihe geschaltet sind:

Wird das Target 6 in das von der vorderen Sendespule 1 generierte elektromagneti­ sche Wechselfeld, nachfolgend erstes Sendefeld genannt und in Fig. 6 durch die Pfeile 11 und 12 angedeutet, eingebracht, so entstehen in dem Target 6 Wirbelströme, die ihrerseits ein dem ersten Sendefeld entgegengerichtetes elektromagnetisches Wechselfeld erzeugen, nachfolgend Targetfeld genannt und in Fig. 6 durch die Pfei­ le 13, 14 angedeutet. Das dem Target 6 nahe Targetfeld durchdringt die vordere Emp­ fangsspule 3. Da das Targetfeld dem erzeugenden ersten Sendefeld entgegengerich­ tet ist, wird das erste Sendefeld durch das Targetfeld geschwächt; gegenüber dem unbeeinflußten Zustand wird in der vorderen Empfangsspule 3 eine geringere Span­ nung induziert. Die hintere Sendespule 2 generiert, wie die vordere Sendespule 1, ein elektromagnetisches Wechselfeld, nachfolgend zweites Sendefeld genannt und in Fig. 6 mit Pfeilen 15, 16 angedeutet. Das dem Target 6 ferne Targetfeld durchdringt die hintere Empfangsspule 4. Da das dem Target 6 ferne Targetfeld mit dem zweiten Sendefeld gleichgerichtet ist, wird dieses gestärkt; gegenüber dem unbeeinflußten Zustand wird in der hinteren Empfangsspule 4 eine größere Spannung induziert.

Durch die Einwirkung des Targetfeldes auf die Sendefelder ändert sich - bei unver­ änderter Spannung an den Sendespulen 1, 2 - der Erregerstrom in den Sendespu­ len 1, 2. Wenn die Sendespulen 1, 2 nicht miteinander verbunden sind, also nicht in Reihe geschaltet sind, hat die Änderung des Erregerstromes in der Sendespule 1 keine Auswirkung auf den Erregerstrom in der Sendespule 2 und umgekehrt. Bei dem er­ findungsgemäßen induktiven Näherungsschalter sind jedoch, wie bereits ausgeführt, vorzugsweise die beiden Sendespulen 1, 2 in Reihe geschaltet; der Erregerstrom durch die Sendespule 1 ist folglich zwingend gleich dem Erregerstrom durch die Sen­ despule 2.

Die schwächende Einwirkung des Targetfeldes auf das erste Sendefeld führt im An­ satz zu einer Erhöhung des Erregerstromes in der vorderen Sendespule 1, die verstär­ kende Einwirkung des Targetfeldes auf das zweite Sendefeld führt im Ansatz zu einer Verringerung des Erregerstromes in der hinteren Sendespule 2. Resultierend ist folg­ lich durch die Reihenschaltung der beiden Sendespulen 1 und 2 der - identisch glei­ che - Erregerstrom in der vorderen Sendespule 1 geringer als er ohne die Reihenschal­ tung der Sendespulen 1 und 2 wäre, in der hinteren Sendespule 2 größer als er ohne die Reihenschaltung der Sendespulen 1 und 2 wäre. Dadurch wird die durch das Tar­ get bewirkte Verringerung der in der vorderen Empfangsspule 3 induzierten Span­ nung und die durch das Target bewirkte Vergrößerung der in der hinteren Empfangs­ spule 4 induzierten Spannung noch verstärkt. Die Reihenschaltung der Sendespulen 1 und 2 ist folglich eine sehr einfache und wirksame Möglichkeit, über die Erzwin­ gung des gleichen Erregerstromes in der Sendespule 1 und in der Sendespule 2 eine Beeinflussung des Erregerstromes in den Sendespulen 1, 2 durchzuführen und damit die Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalters auf Än­ derungen des Beeinflussungsabstands des Targets 6 zu erhöhen.

Das, was zuvor erläutert worden ist, ist gleichsam eine Feldtransformation; Änderun­ gen des elektromagnetischen Wechselfeldes im vorderen Bereich beeinflussen auch den hinteren Bereich - und umgekehrt. Durch diese Feldtransformation erfährt das zweite Sendefeld, zusätzlich zu der Einwirkung durch das Targetfeld, eine weitere Verstärkung; umgekehrt erfährt das erste Sendefeld durch die Feldtransformation, zu­ sätzlich zu der Einwirkung durch das Targetfeld, eine weitere Verringerung. Die zu­ vor erläuterte Feldtransformation führt also zu einer Erhöhung der in der hinteren Empfangsspule 4 induzierten Spannung und zu einer Verringerung der in der vorde­ ren Empfangsspule 3 induzierten Spannung, - jeweils über das ursprüngliche, durch das Targetfeld bedingte Maß hinaus. Dabei bestimmt sich das ursprüngliche, durch das Targetfeld bestimmte Maß durch die Spannung, die entsteht, wenn sich die Erre­ gerströme in den Sendespulen 1, 2 frei, nur in Abhängigkeit vom Targetfeld, ändern können, z. B. dann, wenn die Sendespulen 1, 2, nicht in Reihe geschaltet, parallel an einer Wechselspannungsquelle liegen.

Die zuvor erläuterte Feldtransformation hat noch eine weitere Auswirkung. Durch die Verstärkung des zweiten Sendefeldes und die Schwächung des ersten Sendefeldes wird die Symmetrieebene zwischen den beiden Sendespulen 1, 2 in Richtung auf die Sendespule 1 verschoben. Dadurch wird das die Empfangsspule 3 durchdringende elektromagnetische Wechselfeld zusätzlich geschwächt, die in der vorderen Emp­ fangsspule 3 induzierte Spannung also zusätzlich verringert.

Die zuvor beschriebene Funktionsweise des erfindungsgemäßen induktiven Nähe­ rungsschalters beruht nur auf der beschriebenen Beeinflussung der die Empfangsspu­ len 3, 4 durchdringenden elektromagnetischen Wechselfelder durch das Target 6. Diese Beeinflussung ist praktisch unabhängig vom Material des Targets.

Die jeweilige relative Änderung der induzierten Spannungen in den Empfangsspu­ len 3, 4 in Abhängigkeit vom Beeinflussungsabstand des Targets 6 wird hier als Ele­ mentarempfindlichkeit bezeichnet. Die Verbindung der Empfangsspulen 3, 4 zur Bil­ dung der Indikatorspannung führt dann zur Gesamtempfindlichkeit, die Elementar­ empfindlichkeiten der Empfangsspulen 3, 4 sind damit Elemente der Gesamtempfind­ lichkeit. Die Elementarempfindlichkeit ist von Bedeutung, da es auch möglich ist, nur die in einer Empfangsspule 3 oder 4 induzierte Spannung auszuwerten.

Im Ergebnis liegt folglich ein induktiver Näherungsschalter vor, bei dem auf einfache Weise ein Korrekturfaktor von 1 erreicht ist, dessen Schaltabstand also unabhängig ist vom Material des Targets 6, und der eine hohe Empfindlichkeit hat. Tatsächlich führt die Summe der zuvor erläuterten Einzelwirkungen zu einer Erhöhung der Ele­ mentarempfindlichkeit von bis zu 300% oder gar mehr gegenüber der Empfindlich­ keit bei bekannten induktiven Näherungsschaltern.

Bei der beschriebenen Funktionsweise des erfindungsgemäßen induktiven Nähe­ rungsschalters sind durch die Empfangsspulen 3, 4 fließende Ströme nicht berück­ sichtigt. Solche Ströme lassen sich dadurch verhindern, daß die Empfangsspulen 3, 4 bzw. die Reihenschaltung der Empfangsspulen 3 und 4 hochohmig belastet werden bzw. wird, die Indikatorspannung also hochohmig abgegriffen wird. Ein entspre­ chend hochohmiger Eingang der Auswerteschaltung 5 läßt sich ohne weiteres reali­ sieren.

Wie weiter oben ausgeführt, sind bei dem erfindungsgemäßen Näherungsschalter vorzugsweise die Empfangsspule 3 und die Empfangsspule 4 gleichsinnig in Reihe geschaltet; gleichsinnig meint dabei eine Reihenschaltung der Art, daß z. B. die Indi­ katorspannung an der Reihenschaltung der beiden Empfangsspulen 3 und 4 Null ist, wenn die in der Empfangsspule 3 induzierte Spannung gleich der in der Empfangs­ spule 4 induzierten Spannung ist. Die Ursache dafür liegt darin, daß die in den Emp­ fangsspulen 3, 4 induzierten Spannungen aus gegensinnig gepolten elektromagneti­ schen Wechselfeldern resultieren und dadurch die in den Empfangsspulen 3, 4 indu­ zierten Spannungen auch gegensinnig in der Phase sind. Da das Target 6 die in der Empfangsspule 3 induzierte Spannung betragsmäßig verringert, die in der Empfangs­ spule 4 induzierte Spannung betragsmäßig erhöht, führt die gegensinnige Reihen­ schaltung der Empfangsspule 3 und der Empfangsspule 4 zu einer Addition der bei­ den Einflüsse und damit zu einer Addition der in den Empfangsspulen 3 und 4 indu­ zierten Spannungen.

Weiter oben ist bereits ausgeführt worden, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 7 jeweils eine Sendespule 1 bzw. 2 und eine Empfangsspule 3 bzw. 4 von jeweils einer Feldbündelungsspule 8 bzw. 9 umgeben und die Feldbündelungsspulen 8, 9 gegen­ sinnig bestromt sind. Dadurch wird eine Ausrichtung des resultierenden Sendefeldes nach vorne bewirkt, wie in Fig. 7 angedeutet, wodurch sich der reale Schaltabstand des erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalters erhöhen läßt.

Schließlich ist weiter oben ausgeführt, daß in Fig. 8 dargestellt ist, daß die Sendespu­ len 1 und 2 sowie die Empfangsspulen 3 und 4 auf einem flexiblen Material, einem sog. Leiterfilm 10, angeordnet sind. Das ist ohne weiteres möglich, weil bei den Sen­ despulen 1 und 2 an die Güte keine Anforderungen gestellt werden und weil durch eine hochohmige Belastung der Empfangsspulen 3 und 4 bzw. der Reihenschaltung der Empfangsspule 3 und der Empfangsspule 4 sichergestellt ist, daß in den Emp­ fangsspulen 3 und 4 praktisch kein Strom fließt.

Claims (13)

1. Induktiver Näherungsschalter mit zwei in Beein­ flussungsrichtung (7) hintereinander angeordneten Sendespulen (1, 2), mit mindestens einer Empfangs­ spule (3, 4) und mit einer an die Empfangsspule (3, 4) angeschlossenen Auswerteschaltung, (5), dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Sendespulen (1, 2) gegensinnig bestromt sind.

2. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Empfangsspulen (3, 4) vorgesehen sind.

3. Induktiver Näherungsschalter nach den Ansprü­ chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Empfangsspulen (3, 4), vorzugsweise symmetrisch, vorzugsweise mit einem vorgegebenen Abstand zueinander und vorzugsweise mit vorgegebenen Abständen zu den Sendespulen (1, 2), angeordnet sind.

4. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsspule (3) bzw. die Empfangsspulen (3, 4), vorzugsweise mittig, zwischen den beiden Sende­ spulen (1, 2) angeordnet ist bzw. sind.

5. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sendespulen (1, 2), vorzugsweise mittig, zwischen den beiden Empfangsspulen (3, 4) angeordnet sind.

6. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Empfangsspulen (3 bzw. 4) in der selben Ebene wie die Sendespulen (1 bzw. 2), vorzugsweise innerhalb der Sendespulen (1 bzw. 2), angeordnet sind.

7. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Empfangsspulen (3, 4) gleichsinnig in Reihe geschaltet sind.

8. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsspule (3) bzw. die Empfangsspulen (3, 4) hochohmig belastet ist bzw. sind.

9. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sendespulen (1, 2) in Reihe geschaltet sind.

10. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sendespulen (1, 2) unabhängig voneinander bestromt sind.

11. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sende­ spulen (1, 2) jeweils durch eine, vorzugsweise glei­ che Konstantstromquelle bestromt sind.

12. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Sendespule (1 bzw. 2) und eine Emp­ fangsspule (3 bzw. 4) von jeweils einer Feldbünde­ lungsspule (8, 9) umgeben und die Feldbündelungs­ spulen (8, 9) gegensinnig bestromt sind.

13. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendespulen (1, 2) und die Empfangsspulen (3, 4) sowie vorzugsweise auch die Auswerteschaltung (5) auf einem flexiblen Material, einem sog. Leiter­ film (10) angeordnet sind.