DE202006001941U1

DE202006001941U1 - Berührungsloser Sensor mit Sicherheitsfunktion

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Publication number: DE202006001941U1
Application number: DE200620001941
Authority: DE
Original assignee: ANTRIEBSTECHNIK DR ING GUENTHE; Fraba Vitector GmbH; GFA Gesellschaft fuer Antriebstechnik Dr Ing Gunther Hammann GmbH and Co
Current assignee: ANTRIEBSTECHNIK DR ING GUENTHE; Vitector GmbH; GFA Gesellschaft fuer Antriebstechnik Dr Ing Gunther Hammann GmbH and Co
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2016-02-07

Abstract

Näherungssensor umfassend einen elektrischen Eingang und einen elektrischen Ausgang, wobei zwischen Eingang und Ausgang eine Schaltereinrichtung angeordnet ist die zumindest einen berührungslos betätigbaren Kontakt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltereinrichtung zumindest zwei in Reihe angeordnete Schalter (10, 11) umfasst, welche jeweils einen berührungslos betätigbaren Kontakt aufweisen und den beiden Schaltern jeweils eine Schaltungsanordnung (15, 25) zugeordnet ist, die dem jeweiligen Schalter parallel geschaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Näherungssensor mit einem elektrischen Eingang und einem elektrischen Ausgang, wobei zwischen Eingang und Ausgang eine Schaltereinrichtung angeordnet ist, welche zumindest einen berührungslos betätigbaren Kontakt aufweist.
Derartige Näherungssensoren werden bei einer Vielzahl von technischen Prozessen zur Positionserkennung von Werkstücken bzw. Werkzeugen sowie als Auslöser von Sicherheitsmaßnahmen eingesetzt. Solche Sensoren können beispielsweise auf induktiver, kapazitiver, magnetischer oder auf optischer Basis arbeiten. Mit dem Erfassen der Annäherung wird berührungslos der Kontakt geschlossen oder geöffnet, was dann am Ausgang des Näherungssensors mittels eines elektrischen Signals anzeigbar ist. Insbesondere bei Sicherheitsanwendungen, beispielsweise bei der Absicherung einer bewegten Kante wie an einem Tor, sind auch an die verwendeten Näherungsschalter erhöhte Sicherheitsanforderungen zu stellen. Insbesondere bei mechanischen, jedoch auch bei elektrischen Kontakten kann im Laufe der Zeit ein Verschleiß auftreten, der unter Umständen eine Fehlfunktion der Schaltereinrichtung und damit des Näherungssensors verursacht. Diese wiederum kann zu Maschinenstillstandszeiten oder auch zu einer Gefährdung von Personen führen, da ein vom Näherungssen sor angezeigter Näherungszustand nicht der Realität entspricht, sondern in diesem Fall durch eine Fehlfunktion verursacht wurde. Die den Sensor abtastende Steuereinrichtung hat jedoch keine Möglichkeit, diese Fehlfunktion zu erkennen, wodurch das beschriebene Gefährdungspotential hervorgerufen wird.
Die beschriebene Situation trifft prinzipiell auf fast alle Anwendungsgebiete derartiger Näherungssensoren zu, insbesondere auf Anwendungsgebiete des Maschinen- und Anlagebaus. Dies betrifft beispielsweise automatisch betriebene Tore und Türen, Maschinenschutzhauben, automatische Transportsysteme, Hubvorrichtungen bis hin zu Waschanlagen.
Insofern besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen gattungsgemäßen Näherungssensor so weiterzubilden, dass eine Fehlfunktion des Näherungssensors erfasst werden kann.
Diese Aufgabe löst die Erfindung auf überraschend einfache Weise schon mit einem Näherungssensor mit den Merkmalen von Anspruch 1. Der erfindungsgemäße Näherungssensor zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Schaltereinrichtung zumindest zwei elektrisch in Reihe angeordnete Schalter umfasst, welche jeweils einen berührungslos betätigbaren Kontakt aufweisen und den beiden Schaltern jeweils eine Schaltungsanordnung zugeordnet ist, die dem jeweiligen Schalter parallel geschaltet ist.
Durch die beschriebene Gestaltung des erfindungsgemäßen Näherungssensors mit zumindest zwei berührungslos betätigbaren und in Reihe angeordneten Kontakten, denen jeweils eine Schaltungsanordnung parallel geschaltet ist, wird es nun ermöglicht, den Ausfall eines Schaltkontaktes zu erfassen und mittels eines entsprechenden Sensorsignals am Ausgang des erfindungsgemäßen Näherungssensors anzuzeigen. Ausgangspunkt ist dabei, dass die zumindest zwei Kontakte des Näherungssensors im fehlerfreien Betrieb beide geschlossen bzw. geöffnet sind, wenn ein vorgegebenes Annäherungsereignis eingetreten ist. Eine Situation, bei welcher Schaltzustände der umfassten Kontakte unterschiedlich sind, bedeutet insofern, dass ein Fehler in der Schaltereinrichtung vorliegt, was durch das Vorsehen einer elektronischen Schaltungsanordnung parallel zu jedem Schalter bzw. zu dessen Kontakt elektrisch abtastbar ist, und das wiederum am Ausgang des erfindungsgemäßen Sensors anzeigbar ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass die von der Schaltereinrichtung umfassten, zumindest zwei in Reihe angeordneten Schalter derartig ausgebildet sein können, dass diese im Wesentlichen nur aus einem berührungslos betätigbaren Kontakt einschließlich der Kontaktanschlüsse bestehen. Insofern liegt eine Ausführungsform mit einer Schaltereinrichtung, welche zumindest zwei dieser berührungslos betätigbaren Kontakte in Reihenschaltung aufweisen, im Rahmen der Erfindung.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Näherungssensor kann so ausgebildet sein, dass er nur einen einzelnen elektrischen Eingang und einen einzelnen elektrischen Ausgang aufweist und zwischen Ein- und Ausgang der Schaltereinrichtung angeordnet ist, welche insofern zweipolig ausgebildet sein kann. Eine solche Gestaltung hat den Vorteil, dass trotz Verwendung eines bezüglich seiner Sicherheitsaspekte verbesserten erfindungsgemäßen Näherungssensors mit herkömmlichen elektrischen Anschlussmitteln zur Versorgung des Näherungssensors und zur Übermittlung des Sensorsignals an eine entsprechende Steuervorrichtung gearbeitet werden kann. Zusätzliche Leitungen sind nicht erforderlich. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Näherungssensor als normaler Zweipol ausgebildet sein, wobei an dem Eingang eine vorgegebene Spannung anlegbar ist und an dem elektrischen Ausgang im Ansprechen auf den, d.h. abhängig von dem Zustand der Schalteinrichtung eine Ausgangsspannung erzeugt wird.
Für die Gestaltung der Schaltungsanordnungen, welche jeweils einen Schalter bzw. einen Kontakt parallel geschaltet ist, gibt es mehrere Möglichkeiten. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine am Eingang des erfindungsgemäßen Näherungssensors anliegende Spannung von den in Reihe zueinander und jeweils parallel zu einem zugeordneten Schalter bzw. Kontakt angeordneten Schaltungsanordnungen so verarbeitet wird, dass am Ausgang ein Signal abgebbar ist, das den zu erfassenden Näherungszustand oder bei einer Fehlfunktion eines Schalters des Näherungssensors ein diesen Ausfall anzeigendes Signal darstellt. Beispielsweise kann eine solche Schaltungsanordnung so ausgebildet sein, dass über diese eine vorgegebene Spannung abfällt, die kleiner als die Eingangsspannung ist, wenn der Kontakt des zugeordneten Schalters geöffnet und der Kontakt des anderen Schalters geschlossen ist. In diesem Fall liegt eine Fehlfunktion des Näherungssensors vor, da die jeweiligen Schaltzustände der Kontakte nicht gleich sind. Diese Fehlfunktion wird in dieser Ausführungsform durch eine Spannung am Ausgang des Näherungssensors angezeigt, die zwischen den beiden Ausgangsspannungen des Näherungssensors liegt, welche einem ersten Zustand entsprechen, bei welchem alle Kontakte offen sind bzw. einem zweiten Zustand, bei welchem alle Kontakte geschlossen sind. Insofern wird durch das Vorliegen einer Zwischenspannung am Ausgang des Näherungssensors eine Fehlfunktion angezeigt, die in einer Steuereinrichtung weiter verarbeitet werden kann.
Darüber hinaus kann es auch vorteilhaft sein, wenn die zumindest zwei, jeweils parallel zu einem berührungslos betätigbaren Kontakt angeordneten Schaltungsanordnungen derartig ausgebildet sind, dass über die von den Schaltungsanordnungen gebildete Reihenschaltung für den Fall, dass die Kontakte der zumindest zwei Schalter geöffnet sind, eine Reihenspannung abfällt, die im Wesentlichen gleich der Eingangsspannung ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Ausgangssignal des Näherungssensors im Falle, dass alle Kontakte geöffnet sind, gleich ist zu dem Ausgangssignal eines herkömmlichen Näherungssensors ohne Ver wendung der zusätzlichen Schaltungsanordnungen parallel zu den Kontakten.
Es kann zweckmäßig sein, wenn eine parallel zu einem Schalter bzw. Kontakt angeordnete Schaltungsanordnung ein spannungsbegrenzendes, insbesondere ein spannungsbegrenzendes bipolares Bauelement umfasst. Beispielsweise kann eine Schaltungsanordnung ein passives Halbleiterbauelement wie eine in Sperrrichtung betriebene Zenerdiode oder auch einen Diac aufweisen. Darüber hinaus kann auch ein ohmscher Widerstand wie ein Varistor als spannungsbegrenzendes Bauelement in der Schaltungsanordnung Verwendung finden, der jeweils einem berührungslos betätigbaren Kontakt parallel geschaltet ist.
Um eine Verpolungssicherheit für den erfindungsgemäßen Näherungssensor bereitzustellen, kann darüber hinaus auch vorgesehen sein, dass eine einzelne Schaltungsanordnung eine Reihenschaltung von zumindest zwei entgegengesetzt gepolten bipolaren Bauelementen, insbesondere einer Reihenschaltung von zwei entgegengesetzt gepolten Zenerdioden umfasst.
Die im erfindungsgemäßen Näherungssensor umfassten, jeweils dem Kontakt eines Schalters parallel geschalteten Schaltungsanordnungen können sowohl symmetrisch, d.h. gleich, als auch unterschiedlich aufgebaut sein. Während im ersten Fall das am Ausgang abgegebene Signal zur Anzeige einer Fehlfunktion nicht davon abhängt, an welchem der Kontakte eine Fehlfunktion aufgetreten ist, kann mit einer zweiten Variante angezeigt werden, welcher der Kontakte eine Fehlfunktion zeigt. Insofern kann ein solcher, den Näherungszustand und eine Fehlfunktion des Näherungssensors anzeigender Ausgang drei oder vier elektrische Zustände, d.h. beispielsweise Spannungen ausgeben.
Eine besonders kostengünstige Variante des erfindungsgemäßen Näherungssensors wird durch die Verwendung von Magnetschaltern als Schaltelemente in der Schaltereinrichtung des erfindungsge mäßen Näherungssensors ermöglicht. Beispielsweise kann ein solcher Magnetschalter als Reedschalter oder auch als Hallschalter ausgebildet sein.
In der Regel sind die einzelnen Schaltelemente in der Schaltereinrichtung gleich strukturiert und aufgebaut. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schaltungseinrichtung unterschiedlich gestaltete Schalter aufweist.
Der erfindungsgemäße Näherungssensor bietet eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten, bei welchen eine Positionserkennung durchgeführt bzw. Sicherheitsmaßnahmen ausgelöst werden. Insofern betrifft die Erfindung auch eine Steuerschaltung zur Steuerung des Antriebs für die Bewegung einer Kante, insbesondere zur Bewegung der Kante eines Tors oder einer Tür, wobei die Steuerschaltung einen erfindungsgemäßen Näherungssensor umfasst zur Bereitstellung von sicherheitsrelevanter Information im Sensorsignal des Näherungssensors.
Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen erläutert, wobei
1 in einer Prinzipskizze eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Näherungssensors mit zwei berührungslos betätigbaren Kontakten,
2 in einer Prinzipskizze eine zweite, speziellere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Näherungssensors,
3 in einer Prinzipskizze eine weitere spezielle Ausführungsform des erfindungsgemäßen Näherungssensors,
4 in einer Prinzipskizze einen als Reedschalter ausgebildeten erfindungsgemäßen Näherungssensor und
5 in einer Prinzipskizze eine Steuerschaltung zur Steuerung des Antriebs eines Tors zeigt, welche einen erfindungsgemäßen Näherungssensor
umfasst.
1 zeigt in einer Prinzipskizze den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Näherungssensors. Der Sensor ist zweipolig aufgebaut mit einem Sensoreingang 5 und einem Sensorausgang 6. Zwischen den beiden Anschlüssen sind zwei zweipolige Schalter 10, 11 angeordnet, deren Kontaktanschlüsse 11, 12 bzw. 21, 22 elektrisch in Reihe geschaltet sind.
Jedem Schalterkontakt ist eine zweipolige Schaltungsanordnung 15 bzw. 25 parallel geschaltet, sodass insofern auch die Schaltungsanordnung 15, 25 in Reihe zueinander zwischen dem Sensoreingang 5 und dem Sensorausgang 6 geschaltet sind. Der Näherungssensor ist somit als Näherungsschalter ausgebildet, wobei am Sensoreingang im Betrieb eine Eingangsspannung U_E angelegt ist und der Sensor abhängig von den Schaltzuständen der Schalter 10, 20 eine Spannung U_A am Sensorausgang abgibt.
In der beschriebenen Ausführungsform sind die berührungslos betätigbaren Kontakte der Schalter 10, 11 über ein Magnetfeld schließbar, das durch einen nicht dargestellten Permanentmagneten erzeugt wird, der im Betrieb des Näherungssensors relativ zu diesem bewegt wird. Liegt der Abstand dieser Magneterzeugungseinrichtung, welche beispielsweise auch eine Spuleneinrichtung sein kann, zu den Kontakten der Schalter 10, 12 innerhalb einer vorgegebenen Distanz, ziehen die Schalter an und werden geschlossen. Der in 1 dargestellte Näherungssensor ist als Schließschalter ausgebildet. Sind beide Kontakte geschlossen, ist am Ausgang 6 eine Ausgangsspannung U_A greifbar, welche der Eingangsspannung U_E entspricht. Da die Erzeugung des Magnetfeldes so eingestellt ist, dass das Geld gleichzeitig und immer in gleicher Weise auf die beiden Reedkontakte einwirkt, ist als zweiter fehlerfreier Zustand nur der in 1 gezeig te Zustand mit offenen Kontakten möglich. In diesem Fall verläuft der Strompfad zwischen Sensoreingang 5 und Sensorausgang 6 über die Reihenschaltung der Schaltungsanordnungen 15, 25. Zur Differenzierung dieses Zustandes am Sensorausgang von dem vorhergehenden, d.h. dem Zustand mit geschlossenen Kontakten, fällt die Eingangsspannung U_E zumindest teilweise an der Reihenschaltung der beiden Schaltungsanordnungen 15, 25 ab. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die beiden Schaltungsanordnungen 15, 25 so ausgebildet, dass über diesen im Wesentlichen die Eingangsspannung am Sensoreingang abfällt. Dies entspricht damit dem zweiten, fehlerfreien Zustand des Näherungssensors 1, welcher mit einer Spannung U_A von etwa 0 Volt am Sensorausgang angezeigt wird.
Die Kontakte eines Näherungssenors können verschleißbedingt ausfallen, was mit dem erfindungsgemäßen Näherungssensor erfasst werden kann. Dabei sei im Folgenden vorausgesetzt, dass ein gleichzeitiger Ausfall der beiden Kontakte 10, 20 so unwahrscheinlich ist, dass er auch aus sicherheitstechnischen Überlegungen vernachlässigt werden kann. Ein Fehlerfall zeichnet sich dadurch aus, dass einer der beiden Schalter 10, 20 geschlossen und der andere geöffnet ist. Dies kann beispielsweise durch einen Kontaktfederbruch oder auch durch ein Verkleben des jeweiligen Kontaktes verursacht werden. Ist beispielsweise der Kontakt in Schalter 10 verklebt und der Schließkontakt 20 offen, liegt die Sensoreingangsspannung U_E am Eingang der Schaltungsanordnung 25 an. Diese ist elektrisch so gestaltet, dass nur ein Teil der Eingangsspannung an dieser abfällt, sodass sich eine Ausgangsspannung U_A am Näherungssensor ergibt, welche zwischen den im fehlerfreien Betrieb möglichen Ausgangsspannungen liegt, beispielsweise zwischen der Eingangsspannung U_E und 0 Volt. Wenn die Schaltungsanordnung 15 identisch zu der Schaltungsanordnung 25 aufgebaut ist, zeigt der Näherungssensor insofern drei verschiedene Betriebszustände an, zwei, welche dem normalen Betrieb entsprechen und einen, welcher anzeigt, dass einer der beiden Kontakte des erfindungsgemäßen Näherungs sensors fehlerhaft ist.
Der in 2 dargestellte Näherungssensor unterscheidet sich zu dem in 1 gezeigten durch eine spezielle Ausbildung der Schaltungsanordnung, die hier als Zenerdioden 16, 26 ausgebildet sind. Die Dioden sind in Sperrrichtung geschaltet, wenn die Eingangsspannung U_E positiv angelegt ist. Die an den Zenerdioden abfallende Spannung ist mit UZ_D1 und UZ_D3 bezeichnet. In einer Ausführungsform der Erfindung sind beide Zenerdioden gleich ausgebildet, insofern weisen beide die gleiche Durchbruchspannung U_D auf. Die Reihenschaltung der Zenerdioden ist mit den obigen Ausführungen so auszulegen, dass über die Dioden eine so große Spannung abfällt, dass sich eine vorbestimmte Ausgangsspannung U_A am Sensorausgang ergibt, die einem Betriebszustand des Näherungssensors entspricht, bei welchem die Kontakte 10 und 11 offen sind. Für den Fall, dass die Durchbruchspannung der beiden Dioden zusammen größer als eine vorgegebene Eingangsspannung U_E ist, liegt demnach am Sensorausgang eine Spannung von 0 Volt an. Ist jedoch eine der Kontakte defekt, liegt die Sensorausgangsspannung U_A höher, nämlich U_A = U_E – U_D, wobei U_D Durchbruchspannung ist. Soweit die beiden Dioden die gleiche Durchbruchspannung aufweisen, ist die Sensorausgangsspannung die gleiche, wenn der Schalter 20 geschlossen und der Schalter 10 offen ist, die Spannung U_D fällt dann an der Zenerdiode 16 ab. Die folgende Tabelle zeigt die Ausgangsspannung in Abhängigkeit der möglichen Betriebszustände des Näherungssensors von 2.
Die in der Tabelle angegebenen Verhältnisse ergeben sich, wenn die Summe der Durchbruchspannungen beider Zenerdioden 16, 26 größer ist als die Sensoreingangspannung U_E und die Durchbruch spannungen beider Dioden gleich sind. Wie aus der Tabelle ersichtlich, ergeben sich somit drei verschiedene Zustände, wobei die beiden rechten Spalten eine Fehlersituation darstellen, welche von der Sensorausgangsspannung U_A angezeigt wird und die beiden linken Spalten die fehlerfreien Betriebszustände des Näherungssensors anzeigen.
Sind jedoch die beiden Durchbruchspannungen der Zenerdioden 16, 26 unterschiedlich, ergeben sich unterschiedliche Sensorausgangsspannungen (U_E – U_D1) bzw. (U_E – U_D2), wobei U_D1, U_D2 die unterschiedlichen Durchbruchspannungen der beiden Zenerdioden angeben.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die beispielsweise wie in der vorhergehenden Ausführungsform zwei Reedkontakte als Schalter 10, 20 aufweist. Im Unterschied zu der in 2 dargestellten Ausführungsform weisen beide Schaltungsanordnungen jeweils zwei Zenerdioden 16, 17 bzw. 26, 27 in einer Reihenschaltung auf, wobei die zugeordneten Dioden entgegengesetzt gepolt sind, sodass jeweils eine der Dioden in Sperrrichtung und die andere Diode in Durchlassrichtung betrieben wird. Insofern ist der in 3 dargestellte Näherungssensor 1 verpolsicher, da die Eingänge 5, 6 durch die angegebene Gestaltung der Schaltungsanordnungen austauschbar sind. Die sich ergebenden Sensorausgangsspannungen entsprechen denen in der obigen Tabelle angegebenen, wobei nur der zusätzliche Spannungsabfall an der bzw. den in Durchlassrichtung betriebenen Dioden zu berücksichtigen ist.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die Zenerdioden 16, 26 (siehe 2) jeweils durch einen Varistor ersetzt, welcher auch als spannungsbegrenzendes Bauteil eingesetzt werden kann, ohne dass eine zusätzliche Maßnahme zur Erzielung einer Verpolsicherheit an den Anschlüssen des Näherungssensors ergriffen werden muss. Ferner besteht z. B. auch die Möglichkeit, die Dioden in 2 je weils durch einen Diac zu ersetzen.
Die in den Figuren beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf einen Näherungssensor, welcher zwei Reedschalter mit jeweils einem Reedkontakt aufweist. 4 zeigt hierzu noch eine prinzipielle Darstellung. Der Näherungssensor ist hier mit der Schaltereinrichtung einschließlich der beiden Schaltungsanordnungen ist als abgeschlossenes Bauteil ausgebildet, wobei die Annäherung des Sensors 1 zu einer Magneteinrichtung, hier einem Permanentmagneten 30 erfasst wird. Sobald der Abstand D zwischen dem Näherungssensor und dem Magneten einen vorgegebenen Wert unterschreitet, schließen die Kontakte 10, 20 (siehe 2), was vom Näherungssensor an dessen Ausgang 6 angezeigt wird. Die relative Anordnung von Magneteinrichtung und Sensor sollte dergestalt sein, dass das Magnetfeld im Bereich der beiden Reedkontakte etwa die gleiche Stärke aufweist, damit die Kontakte möglichst gleichzeitig ausgelöst werden. Gleichzeitig sollten in dieser Ausführungsform auch die Kontakte identisch aufgebaut sein, damit es letztlich zu keiner Fehlinterpretation in einer abfragenden Steuereinrichtung kommt, weil die Kontakte relativ zueinander verzögert ausgelöst werden.
In nicht dargestellten Ausführungsformen kann der erfindungsgemäße Näherungssensor statt Reedkontakte auch andere Schaltungskontakte aufweisen, beispielsweise Kontakte, welche induktiv, kapazitiv oder auch optisch auslösbar sind.
Die Verwendung eines erfindungsgemäßen Näherungssensors in einer Steuereinrichtung zur Steuerung eines Torantriebs zeigt 5 in einer Prinzipskizze. Dabei ist die Steuereinrichtung 40 über eine Steuerleitung S1 mit einem Torantrieb 50 verbunden, welcher wiederum selbst über eine mechanische Kopplung S2 mit einem Tor zur Bewegung desselben gekoppelt ist. Um zu erkennen, wenn sich ein Hindernis im Verfahrweg des Tors 60 befindet, ist eine Sicherheitsschaltleiste 70 an der Torkante befestigt, welche über die Signalleitung S3 mit der Steuerung verbunden ist. Ferner befindet sich im Tor eine sogenannte Schlupftür, deren Zustand (offen/geschlossen) mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Näherungssensor 1 erfasst wird. Nur wenn die Schlupftür geschlossen ist, darf die Steuerung 40 den Antrieb 50 zur Bewegung des Tors 60 ansteuern. Ähnliches gilt für das Signal der Sicherheitsschaltleiste 70. Nur wenn diese ein Hindernis im Verfahrweg erfasst, darf der Antrieb zur Vorwärtsbewegung des Tors angesteuert werden. Mit Bezug auf den Näherungsschalter legt dabei die Steuereinrichtung eine vorgegebene Spannung an den Sensoreingang an und ermittelt die Spannung am Sensorausgang, um diese Information für die Ansteuerung des Antriebs zu verwenden. Stellt dabei die Steuereinrichtung 40 fest, dass einer der Kontakte des Näherungssensors defekt ist, wird ein entsprechendes Signal ausgegeben um anzuzeigen, dass der defekte Näherungssensor ausgetauscht werden muss.

1: Näherungssensor
5: Sensoreingang
6: Sensorausgang
10: erster Schalter
11: Kontaktanschluss
12: Kontaktanschluss
15: Schaltungsanordnung
16: Zenerdiode
20: zweiter Schalter
21: Kontaktanschluss
22: Kontaktanschluss
25: Schaltungsanordnung
26: Zenerdiode
30: Permanentmagnet
40: Steuereinrichtung
50: Torantrieb
60: Tor
70: Sicherheitsschaltleiste
D: Abstand
S1: Steuerleitung
S2: Mechanische Kopplung
S3, S4: Signalleitung
UZ_D1...₄: Diodenspannung
U_D: Sperrspannung
U_E: Sensoreingangsspannung
U_A: Sensorausgangsspannung

Claims

Näherungssensor umfassend einen elektrischen Eingang und einen elektrischen Ausgang, wobei zwischen Eingang und Ausgang eine Schaltereinrichtung angeordnet ist die zumindest einen berührungslos betätigbaren Kontakt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltereinrichtung zumindest zwei in Reihe angeordnete Schalter (10, 11) umfasst, welche jeweils einen berührungslos betätigbaren Kontakt aufweisen und den beiden Schaltern jeweils eine Schaltungsanordnung (15, 25) zugeordnet ist, die dem jeweiligen Schalter parallel geschaltet ist.
Näherungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem elektrischen Eingang eine vorgegebene Spannung (U_E) anlegbar ist, und im Ansprechen auf den Schaltzustand der Kontakte der Schaltereinrichtung an dem elektrischen Ausgang (6) eine Ausgangsspannung (U_A) erzeugbar ist.
Näherungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung derartig ausgebildet ist, dass über die Schaltungsanordnung eine vorgegebene Spannung abfällt, die im Betrag größer Null, jedoch kleiner als die Eingangsspannung (U_E) ist, wenn der Kontakt des zugeordneten Schalters (10, 11) geöffnet und der Kontakt des anderen Schalters (11, 10) geschlossen ist.
Näherungssensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Schaltungsanordnungen (15, 25) derartig ausgebildet sind, dass über diesen eine Reihenspannung abfällt, die im Wesentlichen gleich der Eingangsspannung ist, wenn die Kontakte der zumindest zwei Schalter (10, 11) geöffnet sind.
Näherungssensor nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung einen ohmschen Widerstand umfasst.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung ein spannungsbegrenzendes Bauelement umfasst.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung ein passives Halbleiterbauelement, insbesondere eine Zenerdiode (16, 26) und/oder einen Diac umfasst.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung einen Varistor umfasst.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltungsanordnung eine Reihenschaltung von zumindest zwei entgegengesetzt gepolten bipolaren Bauelemente, insbesondere eine Reihenschaltung von zwei entgegengesetzt gepolten Zenerdioden (16, 17; 26, 27) umfasst.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Schaltungsanordnungen symmetrisch aufgebaut sind.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang (6) des Sensors in Abhängigkeit der Schalterstellung von zwei Schaltern drei elektrische Zustände ausgebbar sind.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang (6) des Sensors in Abhängigkeit der Schalterstellung von zwei Schaltern vier elektrische Zustände ausgebbar sind.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schalter als Magnetschalter ausgebildet ist.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel vorgesehen ist zur Erfassung eines Sensorzustandes, bei welchem nicht alle Kontakte der Schaltereinrichtung geschlossen oder nicht alle Kontakte der Schaltereinrichtung geöffnet sind.
Näherungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel vorgesehen ist zur Erzeugung eines vorbestimmten Ausgangssignals, wenn nicht alle Kontakte der Schaltereinrichtung geschlossen oder nicht alle Kontakte der Schaltereinrichtung geöffnet sind.
Steuerungsschaltung zur Steuerung des Antriebes für die Bewegung einer Kante, insbesondere zur Bewegung der Kante eines Tors oder einer Tür, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung einen Näherungssensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst zur Bereitstellung von sicherheitsrelevanter Information durch das Sensorsignal (U_A) des Näherungssensors.