DE2829880C2 - Elektronischer, berührungslos arbeitender Sicherheitsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen, berührungslos arbeitenden Sicherheitsschalter mit einem von außen beeinflußbaren Oszillator, zwei von dem Oszillator über Verstärker ansteuerte Relais und einer Speiseschaltung für den Oszillator.

Bei derartigen Sicherheitsschalter ist es z. B. aus dem französischen Patent 23 05 715 bekannt, nicht nur die Annäherung eines Metallteiles, sondern auch Spannungsausfall, Montagefehler, Kurzschluß oder Unterbrechung in der Verdrahtung zu überwachen. Dies wird gemäß dem französischen Patent dadurch erreicht, daß am bewegten Teil der überwachten Einrichtung ein aktiver elektrischer Teil befestigt ist, welcher ein Rechtecksignal abgibt Trotz dieser Anordnung si^d aber Sicherheitsschalter bekannter Bauart nicht vollständig geschützt gegen unerwünschte äußere Einflüsse.

Aufgabe der Erfindung bildet die Schaffung eines Sicherheitsschalters, welcher in seinem Aufbau einfach und billig ist und dabei aber alle Bedingungen und Anforderungen der Sicherheit gewährleistet. Der elektronische, berührungslos arbeitende Sicherheitsschalter, bei dem diese Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spule des Oszillators eine Schalenkernhälfte aus Ferrit mit einem nach außen gerichteten Hochfrequenzfeld aufweist und das Gegenstück in einer der Schalenkernhälfte entsprechenden Größe aus Ferrit besteht. Eine weitere Ausführungsforrn der Erfindung sieht vor, daß eine Stromüberwachung durch Transistoren parallel zum Verstärker nach dem Oszillator angeordnet ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von zwei Schaltbildern näher erläutert. Es zeigt

Fig. I ein Blockschaltbild des Sicherheitsschalters und

F i g. 2 ein Schaltschema desselben Sicherheitsschalters mit Einzelheiten der verwendeten Schaltungsteile.

Im Blockschema von F i g. 1 ist der Oszillator mit l bezeichnet, welcher mit einer Spule und einer Schalenkernhälfte ein Hochfrequenzfeld erzeugt Die zweite Schalenkernhälfte 2 als Gegenstück ist in einem Gehäuse 3 angeordnet und mit einem beweglichen Maschinenteil verbunden, welcher zu überwachen ist, Der Oszillator 1 ist über einen Anpaßverstärker 4, ein zweiadriges Kabel 11 und ein elektrisches Filter 5 an einen weiteren Verstärker 6 angeschlossen, welcher seinerseits über einen Trenntransformator 7 und einen Gleichrichter 8 ein Ausgangsrelais 9 betätigt, mit

ίο welchem eine Sicherheitsvorrichtung bekannter Bauart ein- und ausgeschaltet werden kann. Das Blockschema zeigt ferner eine Stromüberwachung 10, mit welcher bei Kurzschluß im Oszillator über Transistoren die Treiberstufe gesperrt werden kann.

Im Schaltschema der Fig.2 sind die Schaltungsteile in bekannter Weise mitCfür Kondensatoren, mit R für Widerstände, mit T für Transistoren und mit D für Dioden bezeichnet Der Oszillator besteht aus den Teilen Cl₁ 7*1. 7*2, L R 1, R 2.

Der Oszillator arbeitet im vorliegenden Beispiel mit etwa 200 kHz. Der Rückkopplungswiderstand R 2 ist so eingestellt, daß die Amplitude der Schwingung sehr klein wird. Sobald die zweite Schalenkernhälfte, Bezugszeichen 2 von F i g. 1, in das Hochfrequenzfeld des Oszillators gebracht wird, so steigt die Amplitude der Schwingung so stark an, daß das Ausgangsrelais, Bezugszeichen 9 vp·) Fig. 1, anspricht und damit die Sicherheitsvorrichtung freigibt Der Schwingkreis verändert sich jedoch nur, wenn die zweite Schalenkernhälfte aus gesintertem Ferrit besteht. Ein beliebiges Metallstück oder Metallspäne erzeugen im Hochfrequenzfeld Wirbelströme, so daß die Schwingungen ganz abreißen. Der Anpaßverstärker besteht aus den Teilen A3, A4, R5, C2 und Γ3. Die Anpassung bewirkt eine Herabsetzung der wechselstrommäßigen Quellenimpedanz und eine Vergrößerung der Amplitude. Dies erlaubt den Anschluß von Kabeln bis etwa 50 m. Der Oszillator und der Anpaßverstärker bilden zusammen den Initiator, welcher am Ständer des zu sichernden Maschinenteils befestigt wird. Das elektrische Filter und der Verstärker, Bezugszeichen 5 und 6 in Fig. 1, bestehen aus den Teilen R6, Rl, Λ8, Ä9, R 10, All, R 12, Ä13, C3, C 4, T4, TS, und der Zenerdiode DI. Die Oszillatorschwingung wird mit C3 auf die Basis des Transistors TA gekoppelt. Der Eingangswiderstand Ä8 = /?10 = Ä9 ergibt zusammen mit C3 die untere Grenzfrequenz, und All und R 4 die obere Grenzfrequenz des Filters. TS und Λ12 mit R13 bilden zusammen einen Emitterfolger, welcher den Treibertransistor Tl ansteuert. Der Spannungsteiler ist dabei so gewählt, daß der Transistor Tl im Ruhezustand noch nicht leitet Als Last im Kollektorkreis dient eine Konstantstromquelle D2,D3 mit 7*6, welche ca. 10 mA liefert Die Transistoren T8 und Γ9 in Kollektorschal· lung dienen zur Stromverstärkung. Das Signal des Verstärkers gelangt über den Kondensator CS an den Trenntransformator TrI, welcher das Signal auf den von den Relais Re ί und ReI benötigten Pegel transformiert. Anschließend wird das Signal von den Teilen D 4, C6, R16, R17, R 18, R19, R20, TiO, TU, gleichgerichtet und gesiebt. CS und TrX sind so bemessen, daß wesentlich zu tiefe Frequenzen nicht mehr übertragen werden. Die Kippstufe sorgt dafür, daß die Relais Re 1 und Re 2 ohne Flattern anziehen und abfallen. Die Relais Re 1 und Re 2 sind Ausführungen mit zwangsgeführten Kontakten. Die elektrische Hysterese ist nur wenig kleiner als die mechanische Hysterese der Relais. Die Stromüberwachung, Bezugszeichen 10 in

Fig, 1, besteht aus den Widerständen R21, «22, R23 sowie den Transistoren T12 und 7Ί3, Bei zu großer Stromaufnahme, d.h. bei Kurzschluß im Oszillator, leiten die Transistoren 7Ί2 und 7Ί3 und sperren dadurch den Verstärker, Bezugszeichen 6 in F i g, 1. Die Kondensatoren CS und C9, der Transformator Tr 2, die Dioden DS und der integrierte Spannungsregler ICX sind bekannte Elemente zur Speisung des Verstärkers, Sicherheitsschalter der vorbeschriebenen Art können zum Schutz des Bedienungspersonals beispielsweise bei mechanischen Scheren für Blech, Papier oder Fournierholz, bei Exzenterpressen sowie bei Schutzhauben von Werkzeugmaschinen eingesetzt werden. Bei einem Abstand von 0 bis 5 mm arbeitet der Sicherheitsschalter vollständig kräftefrei und verschleißfrei. Gegenüber bekannten Sicherheitsschaltern bietet der Sicherheitsschalter gemäß der F.rfindung den Vorteil, daß das bewegte Gegenstück nicht aktiv ist und somit auch keine Stromquelle und keine Zuleitung braucht Eine Beeinflussung der Sicherheitsschaltung gemäß der Erfindung ist nur mit einem Gegenstück aus Ferrit möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   1, Elektronischer, berührungslos arbeitender Sicherheitsschalter mit einem von außen beeinflußbaren Oszillator, zwei von dem Oszillator über Verstärker angesteuerten Relais und einer Speiseschaltung für den Oszillator, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (L) des Oszillators (1) eine Schalenkernhälfte aus Ferrit mit einem nach außen gerichteten Hochfrequenzfeld aufweist und das Gegenstück in einer der Schalenkernhälfte entsprechenden Größe aus gesintertem Ferrit besteht.

   Z Sicherheitsschalter gemäß Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stromüberwachung (10) des Verstärkers (6) durch Transistoren (7*12, 7*13) angeordnet ist.

   3. Sicherheitsschalter gemäß Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück (2) beweglich und der Oszillator (1) ruhend angeordnet sind.

   4. Sicherheitsschalter gemäß Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Relais (Re 1, Re 2) zwangsgeführte Kontakte aufweisen.