DE2622482C2 - Annäherungsschalter - Google Patents

Description

a; Im Gehäusehohlraum sind sowohl der Ferritkern mit den Schwingkreis-Bauelementen als auch der gesamte nachfolgende Schaltverstärker fest angeordnet und direkt verdrahtet vorgesehen.

b) Der Ferritkern ist hinter einer einzigen der Seitenflächen fest angeordnet vorgesehen.

c) Die vier Durchgangslöcher sind im Sockel des Gehäuses vorgesehen und durchqueren diesen in einem deckellosen Bereich, wobei die Durchgangslöcher paarweise senkrecht zueinander stehen.

d) Das Gehäuse einschließlich elektrischer Durchführung hat eine Länge von 75 mm ± 20%.

2. Annäherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich eine der Seitenwände als Deckel ausgebildet ist und flüssigkeitsdicht mit dem Gehäuse verklebt oder verschweißt ist.

3. Annäherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusehohlraum vergossen ist.

4. Annäherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gehäusehohlraum nach außen abschließenden Wände eine geometrische gleiche Gestalt haben.

5. Annäherungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestalt ein Quadrat ist.

6. Annäherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltzustands-Leuchtdiode vorgesehen ist.

7. Annäherungsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode in dem Gehäusehohlraum vorgesehen ist. daß von ihr ein Lichtleiter ausgeht, der den Sockel in einer Bohrung durchquert und daß diese Bohrung die Durchgangslöcher nicht schneidet.

8. Annäherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkern hinter der Stirnfläche fest angeordnet vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft einen Annäherungsschalter mit einem Gehäuse von im wesentlichen rechtflachförmiger Gestalt mit vier senkrecht zueinander stehenden Seitenflächen, einer zu den Seitenflächen senkrechten Stirnfläche, und mit einer elektrischen Anschlußteilen zugeordneten Rückfläche, mit vier Durchgangslöchern zur Befestigung des Annäherungsschalters, die parallel zu je zwei parallelen Seitenwänden sind, mit einem Spulen tragenden Ferritkern im Gehäuse in einer solchen Lage, daß eine der Seitenflächen die aktive Fläche ist und mit weiteren aktiven und passiven Schwingkreis-Bauelementen im Gehäuse, für ein Einsatzgebiet ähnlich DIN 43 694.

Grenztaster sind in der DIN 43 694 genormt. Man kann mit ihnen ermitteln, ob ein bestimmtes Teil — zum Beispiel der Deckel eines Rührtopfs — eine bestimmte Lage eingenommen hat Dabei sind grundsätzlich zwei unterschiedliche Bauformen notwendig: Mit der einen Bauform (Blatt 1) werden Bewegungen erfaßt, die senkrecht zur geometrischen Längsachse des Gehäuses verlaufen. Dementsprechend muß sein Schwenkhebel um 4x90° umgesetzt werden können. Die zweite Bauform (Blatt 2) ermittelt Bewegungen parallel zur geometrischen Längsachse des Gehäuses.

Teilweise wurden diese elektromechanischen Grenztaster durch Annäherungsschalter ersetzt, die natürlich den Vorteil hatten, keine mechanischen Bauteile zu benötigen. Prinzipiell muß man jedoch mit diesen elektromagnetisch arbeitenden Annäherungsschaltern in der Lage sein, Bewegungen aus den oben bezeichneten fünf Richtungen zu ermitteln.

Gemäß einer bekannten Lösung hat man die passiven und aktiven Schwingkreis-Bauelemente — kurz die Elektronik — in einen ersten Hohlraum des Gehäuses gesetzt. Aus diesem Gehäuse hat man das Anschlußka-

iü bei für den Ferritkern herausgeführt und in einen zweiten Gehäuseteil hineingeführt, der den Ferritkern beherbergt. Dieser zweite, würfelartige Teil hatte damit eine aktive Fläche. Um diese aktive Fläche wahlweise in die fünf notwendigen Positionen bringen zu können, hat man in genialer Weise Vorsprünge am Hauptgehäuse vorgesehen, die formschlüssig in Ausnehmungen des Ferritkern-Gehäuses eingreifen, und ferner hat man einen Ergänzungskörper geschaffen, mit dem das Ferritkern-Gehäuse zu einem Würfel ergänzt werden kann, so daß der Annäherungsschalter unabhängig von der Lage der aktiven Fläche seine rechtflachförmige Grundgestalt immer beibehält Nachteilig hieran ist jedoch folgendes:

a) Es sind viele und genaue Spritzgußteile herzustellen, so daß der Annäherungsschalter in der Herstellung teuer ist

b) Die elektrische Leitung zwischen dem Hauptgehäuse und dem Ferritkern-Gehäuse kann abgedreht werden.

c) Man begreift nicht ohne weiteres, wie die drei vorhandenen Teile gesteckt werden müssen, um sowohl die aktive Fläche in die gewünschte Lage zu bringen als auch die Rechtflachform beizubehalten.

d) Da das elektrische Verbindungskabel zwischen dem Hauptgehäuse und dem Ferritkern-Gehäuse zweimal durchgeführt werden muß, sind zwei Stellen vorhanden, durch die Feuchtigkeit eindringen kann. Solche Annäherungsschalter werden ja häufig ständig von Bohrmilch überrieselt.

e) Die mechanische Verbindung zwischen Hauptgehäuse und Ferritkern-Gehäuse ist lediglich so stark, wie der kleinste Querschnitt des Vorsprungs am Hauptgehäuse. Dies ist jedoch ein sehr kleiner Teil

b5 des Gehäusequerschnitts insgesamt.

f) Der Ergänzungsteil muß durch besondere Schrauben am Ferritkern-Gehäuse angeschraubt werden.

g) Es sind viele Ecken und Kanten und Spalte

vorhanden, die Feuchtigkeit und Schmutz halten.

h) Trotz des insgesamt großen Volumens ist das Volumen des Hohlraums für die Elektronik relativ klein.

i) Die Dichtigkeit bereitet auch an eaderen Stellen " Schwierigkeiten, weil einerseits winklige Teile richtig miteinander verklebt werden müssen und andererseits der durch Schrauben angepreßte Verschlußdeckel schwer dicht zu kriegen ist und wegen der gewählten Form lediglich drei Schrauben zur Verfugung stehen. Angesichis der vielen Teile ist die Lagerhaltung, Ersatzteillieferung usw. aufwendig.

Ein anderer bekannter Annäherungsschalter dieser Art hat in fertig montiertem Zustand die gleiche große Abmessung wie der soeben besprochene Annäherungsschalter und auch wie die Grenztaster gemäß DIN 694. Das Gehäuse an sich ist einstückig, 112 mm lang, mm breit, 40 mm hoch. Die fünf Pachtungen der aktiven Fläche werden dadurch bestimmt, wie man einen Oszillatorwürfel in einen separaten, für ihn bestimmten Hohlraum einlegt Diese Ausführungsform hat u. a. folgende Nachteile:

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a) Wie bei dem eingangs geschilderten Annäherungsschalter ist auch hier eine ganze Bauanleitung notwendig, um dem Fachmann das richtige Zusammenbauen zu zeigen.

b) Der Oszillatorwürfel hängt über ein Kabel am 3C sogenannten Powerblock. Auch dieses Kabel kann abgedreht werden.

c) Bei der Montage nimmt das Gehäuse eine bestimmte Lage ein. Je nach Lage der aktiven Fläche muß diese aber von außen bezeichnet werden. Man muß deshalb entweder so viel Annäherungsschalter auf Lager halten, als aktive Seiten benötigt werden. Oder aber man muß z. B. mittels Abziehbilder, Anmalen od. dgl. die aktive Fläche so bezeichnen, wie man den Oszillatorwürfei eingesetzt hat Ändert man später die Lage des Oszillatorwürfels, dann muß man umbezeichnen.

d) Sowohl die Hohlräume als auch der Oszillatorwürfel als auch der Powerblock haben zahlreiche Vorsprünge, deren Lage genau festliegt. Deshalb sind auch hier die Spritzteile kompliziert und die Werkzeugkosten hoch.

e) Legt man das Verbindungskabel des Oszillatorwürfels nicht m hierfür vorgesehene Kabelnuten, dann kann das Kabel abgequetscht werden.

f) Da zumindest einer der beiden Deckel abnehmbar sein muß, ergeben sich Dichtigkeitsprobleme. Die Deckel müssen Rechteckform haben und es bereitet bekanntlich große Schwierigkeiten, rechteckige Deckel aus Kunststoff auf die Dauer dicht zu bekommen, wenn zum Beispiel der Annäherungsschalter bei vibrierenden Maschinen eingesetzt wird. Eine Herstellung aus Metall entfällt, da dieses Metall eine Grundbedämpfung ergeben würde.

g) Sehr viel Hohlraum kann für die Elektronik, den Ferritkern usw. nicht ausgenutzt werden. Da der Oszillatorwürfel und der Powerblock sozusagen eine Kapselung in der Kapselung darstellen, kann es Wärmeprobleme geben, da die Wärme zunächst einmal die Wandung des Oszillatorwürfels und des b5 Powerblockwürfels durchwandern muß, dann auf ein Luftpolster stößt und dann erst durch die Wand des Gehäuses hindurchgehen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Annäherungsschalter der eingangs genannten Art anzugeben, der sowohl wesentlich billiger ist als die bekannten Annäherungsschalter, der auf leichte Weise absolut dicht hergestellt werden kann, außer den Befestigungsschrauben keinerlei Schrauben benötigt wesentlich kleiner als die bekannten Annäherungsschalter ist keine verlierbaren Teile hat und zu seinem Einsatz keine ausgedehnte Belehrung erfordert und trotzdem in seinen Eigenschaften als Annäherungsschalter hinter den bekannten Schaltern nicht zurücksieht

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst:

a) Im Gehäusehohlraum sind sowohl der Ferritkern mit den Schwingkreis-Bauelementen als auch der gesamte nachfolgende Schaltverstärker fest angeordnet und direkt verdrahtet vorgesehen.

b) Der Ferritkern ist hinter einer einzigen der Seitenflächen fest angeordnet vorgesehen.

c) Die vier Durchgangslöcher sind im Sockel des Gehäuses vorgesehen und durchqueren diesen in einem deckellosen Bereich, wobei die Durchgangslöcher paarweise senkrecht zueinander stehen.

d) Das Gehäuse einschließlich elektrischer Durchführung hat eine Länge von 75 mm ± 20%.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht man, daß die Fugenlänge so kurz als möglich ist und auch absolut flüssigkeitsdicht ausgebildet werden kann.

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 erreicht man, daß nicht nur alle elektrischen und magnetischen Teile feuchtigkeitsfrei bleiben. Vielmehr kann man auf diese Weise auch alle diese Teile im Gehäuse unverrückbar festhalten, so daß Vorsprünge, Leisten, Führungsnuten usw. entfallen können, mit denen man z. B. durch einen als Preßdeckel ausgebildeten Deckel diese Teile ortsfest hält. Man ist damit in der Lage, den Hohlraum vollständig glattflächig und damit einfach auszubilden.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 kann man den entsprechend geformten Ferritkern hinter irgendeine dieser Wände legen, und man kann ihn auch — falls dies gewünscht wird — hinter die Stirnfläche legen, ohne daß irgendwelche baulichen Veränderungen notwendig sind.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 verringern sich die Anforderungen an die räumliche Lage nochmals, denn es ist nun vollständig gleichgültig, wie man den Ferritkern und die am besten an ihm befestigte, auf einer Platte sitzende Elektronik einsetzt.

Durch die Merkmale des Anspruchs 6 in Verbindung mit dem Anspruch 1 ist es möglich, den Schaltzustand des Annäherungsschalters von außen zu erkennen, und zwar immer an der gleichen Stelle. Dies ist bei den bekannten Annäherungsschaltern prinzipiell nicht möglich.

Durch die Merkmale des Anspruchs 7 erreicht man eben wegen dieser räumlich festliegenden Anordnung, daß man auch einen Lichtleiter von der Leuchtdiode weg zu einem besonders geeigneten Platz führen kann, wenn man wegen der Kompaktheit des Annäherungsschalters Platzschwierigkeiter. für die Leuchtdiode hat. Wahlweise kann man aber auch die Leuchtdiode direkt aus dem Gehäuse herausscheinen lassen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen c'"s der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele hervor. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 im Maßstab 1 :1 die Draufsicht auf den Annäherungsschalter,

Fig.2 die Draufsicht auf den um 90° gedrehten Annäherungsschalter,

F i g. 3 die Draufsicht auf den Annäherungsschalter mit nach unten zeigender aktiver Fläche,

F i g. 4 eine Ansicht gemäß Pfeil A in F i g. 3,

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 4,

F i g. 6 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, ähnlich F i g. 5.

Ein Annäherungsschalter 11 hat einen Querschnitt von 40 χ 40 mm und eine Insgesamtlänge von 75 mm. Sein Gehäuse 12 ist aus Kunststoff gespritzt und hat rechts einen Sockel 13 und links einen kubischen Hohlraum 14 mit einer Kantenlänge von 36 mm. Vier der Wände 16,17,18,19 sind einstückig mit dem Sockel 13 gespritzt und mit diesem monolitisch. Die fünfte Wand ist ein quadratischer Deckel 21, der längs seiner vier Ränder 22 mit den angrenzenden Rändern wasserdicht und mechanisch fest verklebt oder verschweißt ist und auch mit der zugehörigen Außenfläche des Sockels 13 fluchtet Im Ausführungsbeispiel bildet die Außenseite der Wand 18 die sogenannte aktive Fläche 23. Sie kann zum Beispiel durch Farbe besonders gekennzeichnet sein. Hinter der Wand 18 liegt ein Ferritkern 24 direkt an, der die Gestalt eines halben Topfkernes hat der in seinen Räumen 26 Wicklungen trägt und eine Zentralbohrung 27 hat. Fest in dieser steckt ein Träger 28, der im Abstand von der Rückseite des Ferritkerns 24 eine Platte 29 quadratischer Form mit gedruckten Leitungen trägt. Diese Platte 29 ihrerseits trägt elektrische Bauteile 31 wie Eingangsübertrager, Kondensatoren, Widerstände, Halbleiterbauelemente usw. Wie dargestellt, ist auch eine Leuchtdiode 32 vorgesehen, die aufleuchtet je nach Schaltzustand des Annäherungsschalters II. Über die Leuchtdiode 32 ist eine Fassung 33 geschoben, die das eine Ende eines Lichtleiters 34 faßt. Passend zu dessen Durchmesser ist im Sockel 13 eine Bohrung 36 vorgesehen, in der der Lichtleiter 34 verläuft An seiner äußeren Stirnfläche 37 kann man die Tätigkeit der Leuchtdiode 32 beobachten.

Im Sockel 13 ist noch eine große Längsbohrung 38 vorgesehen, die koaxial zur geometrischen Längsachse 39 des Annäherungsschalters 11 liegt Rechts von der Längsbohrung 38 geht der Sockel 13 in einen Flansch 41 mit Außengewinde über. An seiner rechten Stirnseite liegt eine Druckscheibe 42 an. Über das ganze ist in üblicher Weise eine Überwurfmutter 43 geschraubt

Zwischen deren linker Stirnfläche und dem Sockel 13 ist noch ein O-Ring 44 geschaltet Links von der Druckscheibe 42 liegt ein Dichtring 46. Koaxial in der Druckscheibe 42 und dem Dichtring 46 liegt ein Kabelmantel 47, der in einen eingesetzten Käfig 48 mündet der nach links von einer Klemmenplatte 49 abgeschlossen wird. Diese trägt drei Schraubklemmen 51, 52, 53, in die die Enden von drei Adern 54, 56, 57 eingeschraubt und festgeklemmt sind. Der von rechts kommende Druck der Überwurfmutter 43 wird aufgefangen, weil die Klemmenplatte 49 an ihrem Rand auf einer ringförmigen Schulter 58 der Längsbohrung 38 aufsitzt.

Links treten aus den Klemmen 51,52,53 Anschlußleitungen 58, 59, 61 aus, die an die Bauteile 31 angeschlossen sind.

Im Sockel 13 sind Durchgangslöcher 62, 63, 64, 66

ίο vorgesehen. Die Durchgangslöcher 62,63 sind zueinander parallel und bilden ein Paar. Die Durchgangslöcher 64,66 sind ebenfalls zueinander parallel, bilden ein Paar und stehen senkrecht zu den Durchgangslöchern 62,63. Es ist klar, daß sich die Durchgangslöcher in den Eckbereichen durchdringen.

Um Toleranzen auszugleichen, sind die Durchgangslöcher 62—66 als Langlöcher ausgebildet.

Im Gebrauch wird der Annäherungsschalter 11 ohne Änderung seines inneren Aufbaus so montiert, daß die aktive Fläche 23 in die gewünschte Richtung zeigt. Wenn man den Annäherungsschalter 11 von 90° zu 90" um die Längsachse 39 dreht erhält man ohne weiteres vier Wirklagen. Die fünfte Wirklage erhält man, wenn man zum Beispiel gemäß F i g. 5 den Annäherungsschalter 11 im Uhrzeigersinn um 90° um seine Hochachse dreht. Die Fläche 23 schaut dann nach links. Dies ist beim erfindungsgemäßen Annäherungsschalter durch einfaches Drehen deshalb möglich, weil er ja sehr kurz gebaut ist. Mit den anderen langen Annäherungsschaltern wäre dies unter den Bedingungen der Praxis nicht möglich, da die lange Bauform in den allermeisten Fällen sehr stören würde. Da beim erfindungsgemäßen Annäherungsschalter das eigentliche Gehäuse lediglich zwischen 60 und 65 mm lang ist ist in dieser Lage die Baulänge nicht störend.

F i g. 6 zeigt, daß es auch ohne weiteres möglich ist, den Ferritkern 24 samt Anhang hinter der Wand 16 vorzusehen, falls man — wie soeben erläutert — den Annäherungsschalter 11 nicht um seine Hochachse drehen will. An den Vorteilen und dem prinzipiellen Aufbau ändert sich nichts.

Auch zeigt die Fig.6, daß man ohne prinzipielle Änderung des Aufbaus statt der Durchführung für den Kabelmantel 47 auch einen Steckverbinder 67 vorsehen kann. Dieses normmäßig erhältliche Bauteil benötigt keine Änderungen am Sockel 13.

Das Gehäuse 12 ist zwar vorzugsweise vollständig aus Kunststoff. Es kann jedoch auch so gestaltet sein, daß es im wesentlichen aus Metall ist und nur die vor dem Ferritkern 24 liegende Wand aus Kunststoff ist Dadurch wird lediglich der Abstand kürzer, aus dem der Annäherungsschalter !! ein Baute·! feststellt

Der Raum, in dem in F i g. 5 die Bezugszahl 31 steht kann für Mäander-förmig liegende elektrische Leitungen ausgenützt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Annäherungsschalter mit einem Gehäuse von im wesentlichen rechtflachförmiger Gestalt mit vier senkrecht zueinander stehenden Seitenflächen, einer zu den Seitenflächen senkrechten Stirnfläche, und mit einer elektrischen Anschlußteilen zugeordneten Rückfläche, mit vier Durchgangslöchern zur Befestigung des Annäherungsschalters, die parallel zu je zwei parallelen Seitenwänden sind, mit einem Spulen tragenden Ferritkern im Gehäuse in einer solchen Lage, daß eine der Seitenflächen die aktive Fläche ist und mit weiteren aktiven und passiven Schwingkreis-Bauelementen im Gehäuse, für ein Einsatzgebiet ähnlich DIN 43694, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: