DE2713151C2

DE2713151C2 - Spulenvorrichtung für Annäherungsschalter

Info

Publication number: DE2713151C2
Application number: DE19772713151
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl.-Ing. Dr. 7531 Tiefenbronn Fünfzig; Walter Dipl.-Ing. Dr. Klaschka
Original assignee: Industrieelektronik Dr Ing Walter Klaschka GmbH and Co
Current assignee: Industrieelektronik Dr Ing Walter Klaschka GmbH and Co
Priority date: 1977-03-25
Filing date: 1977-03-25
Publication date: 1984-06-14
Also published as: DE2713151A1

Description

a) es ist eine zweite, auf einen Ferritkern aufgewickelte Schwingkreisspule vorgesehen, die zu einem eine Resonanzfrequenz um fi besitzenden Schwingkreis gehört und die im Abstand von der aktiven Fläche der ersten Schwingkreisspule vorgesehen ist,

b) beide Schwingkreisspulen befinden sich aufgrund ihrer Spulengeometrie in Resonanzabsorption und sind über eine Luftstrecke magnetisch gekoppelt,

c) die erste Schwingkreisspule ist Teil eines passiven Schwingkreises.

2. Spulenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises mit der ersten Spule wenig über der Resonanzfrequenz des Schwingkreises mit der zweiten Spule liegt.

Die Erfindung betrifft eine Spulenvorrichtung für Annäherungsschalter zur Feststellung von metallischen Gegenständen, mit einem Gehäuse und mit einer hinter einer Wand des Gehäuses vorgesehenen Schwingkreisspule, die auf einen Ferritkern aufgewickelt ist und zu einem eine Resonanzfrequenz h besitzenden Schwingkreis gehört.

Es gibt Annäherungsschalter die ansprechen, wenn in die Nähe deren Schwingkreisspule ein Metall kommt.

Es ist jedoch nun wünschenswert. Nichteisenmetalle von magnetisierbaren Materialien zu unterscheiden. Ein solcher Fall tritt z. B. in der Praxis auf, wenn man bei der Herstellung und/oder Befüllung Aluminiumtuben auf Stahldornen oder kunststoffummantelten Stahldornen transportiert. Das NE-Metall kann auch Kupfer, Messing, VA-Legierungen usw. sein. Weitere Anwendungsbeispiele sind:

a) Das Erfassen von Codemarken oder Impulsgebermarken aus NE-Metall auf Stahlflächen bzw. rotierenden Stahlwellen-, scheiben-, rädern usw. Die Markierungen können z. B. mit selbstklebender N E-Folie einfach vorgenommen werden.

b) Das Unterscheiden von FE- und NE-Teilen, falls dieses durch z. B. eine Lackierung nicht ohne weiteres möglich isi.

Bei den bisher bekannten Annäherungsschaltern würde beim Vorbeilauf eines Stahldoms der Schalter ansprechen, unabhängig davon, ob nun auf dem Stahldorn eine Aluminiumtube ist oder nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Annäherungsschalter anzugeben, mit dem man feststellen kann, ob ein NE-Metallgegenstand von einem magnetisierbaren Träger getragen wird oder nicht, oder ob es sich überhaupt um einen NE-Metallgegenstand handelt

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst:

a) Es ist eine zweite, auf einen Ferritkern aufgewickelte Schwingkreisspule vorgesehen, die zu einem eine Resonanzfrequenz um /1 besitzenden Schwingkreis gehört, und die im Abstand von der aktiven Fläche der ersten Schwingkreisspule vorgesehen is L

ίο b) Beide Schwingkreisspulen befinden sich aufgrund ihrer Spulengeometrie in Resonanzabsorption und sind über eine Luftstrecke magnetisch gekoppelt
c) Die erste Schwingkreisspule ist Teil eines passiven Schwingkreises.

Damit spricht der Annäherungsschalter stets nur auf NE-Metalle an, nicht dagegen auf magnetisierbare Materialien, selbst wenn diese angenähert werden.
Durch die Merkmale des Anspruchs 2 wird bei Vorhandensein eines NE-Metalls die Resonanzabsorption noch schneller aufgehoben und bei der Anwesenheit eines magnetisierbaren Materials wird die Resonanzabsorption erst recht aufrecht erhalten.
Die Erfindung wird unmehr anhand eines Ausführungsbeispiel erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Annäherungsschalter in Seitenansicht im Maßstab 1:1,

F i g. 2 die Seitenansicht eines Spulenträgers im Maßstab2:l.

Ein recht flachförmiges" Gehäuse 11 aus Kunststoff hat eine Vorderwand 12. Im Gehäuse ist eine Platine 13 einer gedruckten Schaltung vorgesehen, die über ein Kabel 14 die notwendigen und interessierenden Spannungen zuleitet und ableitet Die Platine 13 trägt einen Spulenträger 16 aus Kunststoff, der die aus F i g. 2 im Maßstab 2 :1 ersichtlichen Maße hat. Links hat der Spulenträger 16 einen einstückigen Ansatz 17 und rechts einen Ansatz 18 kleineren Durchmessers. Der Ansatz 18 trägt einen scheibenförmigen Schalenkern 19 und dieser wiederum trägt einen scheibenförmigen Schalenkern 21 koaxial zum Ansatz 17. Der Schalenkern 21 trägt eine Wicklung 22. Ihre Enden 23, 24 gehen zu einem in der Nähe angeordneten Kondensator 26. Die Wicklung 22 und der Kondensator 26 bilden einen ersten Schwingkreis.

Die Wicklung 22 sitzt direkt hinter der Vorderwand 12.

Auf dem Ansatz 18 sitzen Ferrit-Schalenkerne 27,28, 29. Sie tragen eine Wicklung 31, deren Enden 32,33 mit

so einem Kondensator 34 verbunden sind. Die Wicklung 31 und der Kondensator 34 sind Teil eines zu einem Oszillator gehörenden Schwingkreises.

Schließlich ist unter anderem auch noch ein Potentiometer 36 und eine Leuchtdiode 37 vorgesehen, wobei letztere den Schaltzustand anzeigt.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der erste Schwingkreis hat eine wenig höhere Frequenz als der zweite Schwingkreis. Der Frequenzunterschied ist so klein, daß beide Schwingkreise trotzdem noch in Resonanzabsorption sind. Solange die Resonanzabsorption vorhanden ist, wird der zweite Schwingkreis über die Luftkoppelung zwischen Wicklung 22 und Wicklung 31 so gedämpft, daß der den zweiten Schwingkreis besitzende Oszillator nicht anschwingen kann.

h5 Kommt nun ein NE-Metall in die Nähe der Wicklung 22, dann wird durch Ausbildung von Wirbelströmen im NE-Metall die wirksame Induktivität kleiner, d.h. die Resonanzfrequenz des ersten Schwingkreises wird

* höher, ohne daß die Güte wesentlich verschlechtert und \, damit die Bandbreite wesentlich vergrößert werden. ,'. Dadurch wird die Resonanzkurve soweit verschoben, *" daß die Resonanzabsorption nicht mehr vorhanden ist und der den zweiten Schwingkreis besitzende Oszillator -, anschwingen kann.

Kommt ein magnetisierbares Metall in die Nähe der Wicklung 22, dann wird die Resonanzfrequenz des ■> ι ersten Schwingkreises erniedrigt und gleichzeitig die -;*¹ Güte wesentlich verschlechtert und damit die Bandbrei- w " te wesentlich vergrößert Dabei läuft man entweder noch weiter in die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingkreises hinein, erreicht ggf. die Resonanzfrequenz des zweiten Schwingkreises oder liegt nur ganz knapp unterhalb der Resonanzfrequenz des zweiten π Schwingkreises. Auf jeden Fall wird die Resonanzab-, sorption erhalten, da beide Resonanzkurven in Über-' deckung bleiben, und der den zweiten Schwingkreis besitzende Oszillator kann nicht anschwingen.

Die Schaltung arbeitet bevorzugt im Bereich um 100 KHz. Sie kann sinnvoll im Gebiet zwischen 80 KHz und dem MHz-Gebiet verwendet werden.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ohne ■ Anwesenheit von frequenzerhöhenden oder erniedri- ! genden Materialien die Resonanzfrequenz des ersten 2; ; Schwingkreises bei 190 KHz und die Resonanzfrequenz

des zweiten Schwingkreises bei 170 KHz.
^; Beide Schwingkreise können zwar an einer Stelle auf ^:: gleichem Potential liegen. Ober eine evtl. Erdung hinaus ;>': ist jedoch keine weitere galvanische Bindung vornan-λ den.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Spulenvorrichtung für Annäherungsschalter zur Feststellung von metallischen Gegenständen mit einem Gehäuse und mit einer hinter einer Wand des Gehäuses vorgesehenen Schwingkreisspule, die auf einen Ferritkern aufgewickelt ist und zu einem eine Resonanzfrequenz fi besitzenden Schwingkreis gehört, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: