DE29822260U1

DE29822260U1 - Elektronisches Auswertegerät

Info

Publication number: DE29822260U1
Application number: DE29822260U
Authority: DE
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2008-12-17
Also published as: DE19755924C2; DE19755924A1

Description

Gesthuyseii &*von* RoKr

98.1088.Leo Essen, den 16. Dezember 1998

der Firma

Gebrauchsmusteranmeldung

i fm electronic gmbh Teichstraße 4

45127 Essen

mit der Bezeichnung

'Elektronisches Auswertegerät'

Gesthuysen & von Rohr ..·· · _ j _

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Auswertegerät, insbesondere einen Zähler oder Wächter zur Erfassung und/oder Überwachung von Impulsen, mit einem Gehäuse, mit einer Auswerteelektronik und mit einer Anzeigeeinrichtung, wobei die Impulse von einer berührungslos arbeitenden Sensorik - mit mindestens einem Sensor erzeugt werden und das Auswertegerät mindestens einen potentialfreien Relaisausgang und/oder mindestens einen elektronischen Ausgang aufweist.

Es gibt eine Vielzahl von elektronischen Auswertegeräten der eingangs beschriebenen Art, die je nach ihrer Überwachungsfunktion als Impulszähler oder Wächter, insbesondere Drehzahl-, Richtungs- oder Schlupfwächter bezeichnet werden. Alle physikalischen Größen, die sich als Impulsfolgen darstellen lassen, alle drehenden und linearen Bewegungsabläufe können mit solchen elektronischen Auswertegeräten auf Einhaltung von Sollwerten überwacht werden. Die Frequenz einer Impulsfolge verhält sich proportional zur mechanischen Bewegung, so daß diese mit einer entsprechenden Auswerteelektronik auf ein vorgegebenes Verhalten überwacht werden kann. Grundlage für die Auswertung ist die Umsetzung mechanischer Bewegungen in digitale elektrische Signale (Impulse). Dies geschieht vorzugsweise mit einer berührungslos arbeitenden Sensorik, wozu beispielsweise induktive, kapazitive oder optoelektronische Sensoren sowie Drehgeber verwendet werden können.

Bei einem Impulszähler wird im Gegensatz zu einem Wächter die Impulsfolge zeitunabhängig ausgewertet. Wird eine bestimmte, am Auswertegerät oder extern einstellbare Anzahl von Impulsen gezählt, wird der Ausgang gesetzt. Ein Wächter berücksichtigt demgegenüber auch den Zeitfaktor, wobei sowohl die Impulslänge als auch die Länge der Impulspausen überwacht werden kann.

Wie bereits erwähnt, erhält das elektronische Auswertegerät als Eingangssignale Impulse von herkömmlichen, berührungslos arbeitenden Sensoren oder Drehgebern. Somit ist es bei der Überwachung von Impulsfolgen bisher stets notwendig und üblich, zwei separate Geräte - einen Sensor und ein Auswertegerät - einzusetzen. Die beiden, räumlich voneinander getrennten Geräte, müssen durch eine elektrische Leitung miteinander verbunden werden. Eine solche elektrische Leitung ist sowohl mechanisch als auch elektrisch störanfällig und stellt darüber hinaus auch einen zusätzlichen Aufwand bei der Inbetriebnahme einer Anlage durch das Verlegen und An-

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schließen der Leitung dar. Besonders bei großen und weitverzweigten Anlagen ist es häufig erwünscht, direkt am "Ort des Geschehens" die gemessenen Informationen zur Verfügung zu haben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die Überwachung physikalischer Größen, die sich als Impulsfolgen darstellen lassen, einfacher, benutzerfreundlicher und kostengünstiger zu gestalten. Diese Aufgabe ist bei einem eingangs beschriebenen Auswertegerät erfindungsgemäß zunächst dadurch gelöst, daß die Sensorik im Auswertegerät integriert ist.

Durch die Integration der Sensorik in das Auswertegerät ist zur Aufnahme und Überwachung der Impulsfolge nur noch ein Gerät notwendig, wodurch die zusätzliche Verkabelung entfällt, was wiederum eine einfachere und damit kostengünstigere Installation und Inbetriebnahme zur Folge hat. Ein solches erfindungsgemäßes elektronisches Auswertegerät ist darüber hinaus wesentlich unempfindlicher gegenüber mechanischen und elektrischen Störungen und ermöglicht dem Benutzer, direkt am "Ort des Geschehens" die gewünschten Informationen abzulesen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse zweiteilig ausgebildet, wobei ein Gehäuseteil zumindest die Sensorik enthält, so daß diese einfach austauschbar ist. Die Sensorik besteht dabei im einfächsten Fall aus einem Sensor, der über Steckerkontakte oder elektrische Leitungen mit der Auswerteelektronik im anderem Gehäuseteil verbunden wird. Durch diese zweiteilige Ausgestaltung des Gehäuses ist es nun zum einen möglich, eine defekte Sensorik schnell und einfach auszutauschen, zum anderen kann die in dem anderen Gehäuseteil, z. B. einem Gehäusebecher, untergebrachte Auswerteelektronik weiter benutzt werden. Auch kann auf einfache Art und Weise eine Gehäuseform mit unterschiedlicher, für verschiedene Anforderungen angepaßte Sensorik verwendet werden.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse näherungsweise quaderförmig ausgebildet, wobei das Verhältnis der Höhe zur Tiefe des Gehäuses und/oder das Verhältnis der Tiefe zur Breite des Gehäuses oder das Verhältnis der Höhe zur Breite des Gehäuses näherungsweise dem "goldenen Schnitt" entspricht.

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Als "goldener Schnitt" wird dabei ein geometrisches Verhältnis bezeichnet, das von Menschen als besonders angenehm empfunden wird.

Ist eine Strecke AB durch einen Punkt C so geteilt, daß sich die größere Strecke AC so zu der ganzen Strecke AB verhält, wie sich die kleinere Strecke CB zur größeren Strecke AC verhält, so spricht man davon, daß diese Strecke nach dem goldenen Schnitt geteilt ist. Dieses Verhältnis kann durch folgende Formel beschrieben werden:

AB__CB__ 1 + V5
CB~ AC~ 2 '

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Auswertegerät zwei Schaltausgänge mit mindestens 110 V Betriebsspannung auf. Die Schaltausgänge können dabei als Öffner oder Schließer oder auch als zwei Wechselkontakte ausgeführt sein. Darüber hinaus kann das Auswertegerät auch einen, innerhalb bestimmter Grenzen, frei einstellbaren Analogausgang aufweisen. Ein solcher Analogausgang kann beispielsweise im Bereich von 0 bis 10 V oder im Bereich von 0 bis 20 mA oder 4 bis 20 mA einstellbar sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse des elektronischen Auswertegerätes einen integrierten Anschlußraum mit einer Stekkerbuchse oder einem Kabelausgang auf. Zum Anschluß eines Kabels können dabei beispielsweise Schraub- oder Federklemmen im Anschlußraum vorhanden sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse nicht nur eine Steckerbuchse bzw. einen Kabelausgang aufweist, sondern entweder zwei Steckerbuchsen, zwei Kabelausgänge oder sowohl eine Steckerbuchse als auch einen Kabelausgang aufweist. Dies ist besonders dann sehr vorteilhaft, wenn mit zwei verschiedenen Spannungen gearbeitet, wird, beispielsweise mit einer 24 V Gleichspannung als Hilfsspannung für die Sensorik und einer 220 V Wechselspannung als Schaltausgang.

Alternativ kann das Auswertegerät auch eine Busschnittstelle aufweisen, über die das Auswertegerät an ein Bussystem anschließbar ist. Bei einer solchen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Auswertegerätes erfolgt dann sowohl die Energieversorgung als auch die Auswertung und gegebenenfalls auch die Parametrierung des Auswertegerätes über den Bus.

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Weiter ist es alternativ möglich, die Speisung des Auswertegerätes durch eine Batterie, durch einen Akku oder durch Solarelemente vorzunehmen. Zumindest für die Energieversorgung des Auswertegerätes ist dann keine Anschlußleitung erforderlich. Erfolgt die Übertragung der Signale der Schaltausgänge dann ebenfalls drahtlos, beispielsweise über eine optische Schnittstelle oder über Funk, so kann vollständig auf elektrische Leitungen verzichtet werden.

Die letzte vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung, die hier kurz noch erwähnt werden soll, betrifft die in dem Gehäuse angeordnete Anzeigeeinrichtung. Die Anzeigeeinrichtung ist vorteilhafterweise in einem angeschrägten Bereich der Oberseite des Gehäuses angeordnet und besteht dabei aus einem Anzeige-Display, mindestens einem Bedienelement zur Parametereingabe und mindestens einer LED zur Anzeige von Betriebszuständen. Ist das Auswertegerät über eine Busschnittstelle an ein Bussystem angeschlossen, so können die Bedienelemente zur Parametereingabe entfallen. Das Anzeige-Display kann entweder starr in dem Gehäuse befestigt oder dreh- bzw. klappbar an dem Gehäuse angebracht sein. Als Anzeige-Display kann ein kundenspezifisches Liquid-Crystal-Display (LCD) verwendet werden, welches üblicherweise als numerische oder alphanumerische 7- oder 14-Segmentanzeige ausgebildet ist. Ein solches LCD kann zudem hinterleuchtet und mit applikationsbezogenen Piktogrammen ausgebildet sein.

Vorteilhafterweise wird als Anzeige-Display ein grafikfähiges Display zur Darstellung der Meßergebnisse verwendet. Durch ein solches grafikfähiges Display kann dann beispielsweise der Zeitverlaufeines Meßweites, z. B. der Drehzahl angezeigt werden.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße elektronische Auswertegerät auszugestalten. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche, andererseits auf die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

eines erfindungsgemäßen elektronischen Auswertegerätes,

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Fig. 2 das elektronische Auswertegerät, nach Fig. 1 im Längsschnitt entlang der

Linie A - A in Fig. 1 (Fig. 2 a) bzw. im Längsschnitt entlang der Linie B B in Fig. 1 (Fig. 2 b),

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

eines elektronischen Auswertegerätes in Seiten- und Frontansicht,

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles eines elektronischen Auswertegerätes in Seiten- und Frontansicht,

Fig. 5 sechs verschiedene Möglichkeiten der Ausgestaltung der Sensorik eines

erfindungsgemäßen elektronischen Auswertegerätes.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen elektronischen Auswertegerätes, mit einem Gehäuse 1, mit einer Anzeigeeinrichtung 2 und mit einer Sensorik, die in den Fig. 1 bis 4 jeweils aus nur einem Sensor 3 besteht. Das Gehäuse 1 besteht aus zwei Gehäuseteilen 4 und 5, wobei der Sensor 3 in dem Gehäuseteil 4 integriert ist. Das Gehäuse 1 besteht aus Kunststoff, z. B. Polykarbonat oder Noryl. Der Zusammenbau der Gehäuseteil 4 und 5 erfolgt vorzugsweise durch Zusammenschieben, wozu in den Gehäuseteilen 4, 5 einander entsprechende Führungsschienen und Führungsnuten ausgebildet sind. Die Fixierung der beiden Gehäuseteile kann durch einfaches Verrasten, Verschrauben, Verkleben oder US-V.erschweißen erfolgen, abhängig von der gewünschten Schutzart. Durch geeignete Maßnahmen ist als Schutzart IP 65 möglich.

Das Gehäuse 1 hat eine abgeschrägte Oberseite 6, ist im übrigen jedoch im wesentlichen quaderförmig ausgebildet. Das Verhältnis der Höhe 7 zur Tiefe 8 des Gehäuses 1 und das Verhältnis der Tiefe 8 zur Breite 9 des Gehäuses 1 entsprechen näherungsweise dem goldenen Schnitt. Durch diese Wahl der Gehäuseproportionen entsteht eine Gehäuseform, die vom Menschen als besonders angenehm empfunden wird und somit auch hohen ästhetischen Anforderungen genügt. Die Anordnung der Anzeigeeinrichtung 2 in der schrägen Fläche 10 der Oberseite 6 erleichtert sowohl das Ablesen von Werten als auch das Einstellen von Grenzwerten an der Anzeigeeinrichtung 2.

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In der geschnittenen Darstellung des elektronischen Auswertegerätes in der Fig. 2 erkennt man eine Grundplatine 11 und zwei Seitenplatinen 12, die die hier nicht dargestellten elektrischen und elektronischen Bauteile der Auswerteelektronik aufweisen. Der Sensor 3 ist in der oberen Hälfte, vorzugsweise sogar im oberen Drittel des Gehäuses 1 angeordnet, so daß im unteren Bereich des Gehäuses 1 Platz für einen Anschlußraum 13 mit einer Steckerbuchse 14 und/oder einem Kabelausgang 15 zur Verfugung steht. Das Gehäuse 1 des in Fig. 2 dargestellten elektronischen Auswertegerätes weist zwei Kabelausgänge 15 auf, die am Gehäuseboden 16 und an der Gehäuserückwand 17 angeordnet sind. Wird nur ein Kabelausgang 15 benutzt, so kann der andere Kabelausgang 15 mit einem Blindstopfen geschlossen werden.

Die in der schrägen Fläche 10 des Gehäuses 1 angeordnete Anzeigeeinrichtung 2 besteht aus einem Anzeige-Display 18, mehreren als Taster 19 ausgebildeten Bedienelementen zur Parametereingabe und mehreren LED's 20 zur Anzeige des jeweiligen Betriebszustandes. Über die LED's 20 können sowohl anstehende Eingangsimpulse als auch der Schaltzustand der Ausgänge angezeigt werden. Das Anzeige-Display 18 kann beispielsweise als LCD mit 7 oder 14 Segmenten ausgebildet sein. Über die Taster 19 ist sowohl ein Auswählen des gewünschten Betriebsmodus als auch ein Einstellen von Grenzparametern möglich.

Die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils eine Seiten- und eine Frontansicht einer Ausführungsform des elektronischen Auswertegerätes. Das in Fig. 3 dargestellte Auswertegerät entspricht dabei im wesentlichen dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Auswertegerät, während Fig. 4 eine Sonderbauform darstellt, die bei beengten Einbauverhältnissen am Meßort verwendet werden kann. Während bei dem elektronischen Auswertegerät gemäß Fig. 3 der Sensor 3 in der größeren Schmalseite 21 angeordnet ist, ist bei dem Auswertegerät gemäß Fig. 4 der Sensor 3 in der kleineren Schmalseite 22 angeordnet. Darüber hinaus ist das Gehäuse 1 gemäß Fig. 3 mit einem Kabelausgang 15 ausgestattet, während das Gehäuse 1 gemäß Fig. 4 eine Steckerbuchse 14 aufweist.

Für die Montage des Gehäuses 1 gibt es nun verschiedene Möglichkeiten. Das Auswertegerät kann sowohl für eine Wandmontage als auch für eine Montage in einer horizontal und vertikal schwenkbaren Justiervorrichtung geeignet sein. Dargestellt sind Gehäuse 1 mit Befestigungslöchern 23, die als Sack- oder Durchgangslöcher

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ausgebildet sein können. Die Befestigungslöcher 23 sind im Bereich der beiden Seitenwände 24, 25 so gestaltet, daß eingesetzte Befestigungsmuttern bündig abschließen. Dadurch wird die Aneinanderreihung von mehreren Auswertegeräten ermöglicht. Das Gehäuse 1 kann jedoch auch alternativ oder zusätzlich zu den Befestigungslöchern 23 beispielsweise am Gehäuseboden 16 eine Hutschienenbefestigungseinrichtung aufweisen, wie sie aus dem Gebrauchsmuster 295 16 594 bekannt ist

Fig. 5 zeigt schließlich sechs verschiedene Varianten der Sensorik, die sich durch die Größe, Position und Anzahl der Sensoren 3 unterscheiden. Durch die Verwendung von zwei zueinander räumlich versetzten Sensoren 3 a, 3b ist die Überwachung einer Bewegungsrichtung möglich. Als Sensoren 3 können beispielsweise induktive, kapazitive oder optoelektronische Näherungsschalter verwendet werden.

Claims

Gesthuysen & von Rohr "*' - 8 - Schutzansprüche:

1. Elektronisches Auswertegerät, insbesondere Zähler oder Wächter zur Erfassung und/oder Überwachung von Impulsen, mit einem Gehäuse (1), mit einer Auswerteelektronik und mit einer Anzeigeeinrichtung (2), wobei die Impulse von einer berührungslos arbeitenden Sensorik - mit mindestens einem Sensor (3) - erzeugt werden und das Auswertegerät mindestens einen potentialfreien Relaisausgang und/oder mindestens einen elektronischen Ausgang aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorik im Auswertegerät integriert ist.

2. Elektronisches Auswertegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zweiteilig ausgebildet ist, und nur ein Gehäuseteil (4) die Sensorik enthält, so daß die Sensorik einfach austauschbar ist.

3. Elektronisches Auswertegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) näherungsweise quaderförmig ausgeführt ist und eine angeschrägte Oberseite (6) aufweist und daß in der angeschrägten Oberseite (6) die Anzeigeeinrichtung (2) integriert ist.

4. Elektronisches Auswertegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Höhe (7) zur Tiefe (8) des Gehäuses (1) und/oder das Verhältnis der Tiefe (8) zur Breite (9) des Gehäuses (1) oder das Verhältnis der Höhe (7) zur Breite (9) des Gehäuses (1) näherungsweise dem goldenen Schnitt entspricht.

5. Elektronisches Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schaltausgänge mit mindestens 110 V Betriebsspannung vorgesehen sind.

6. Elektronisches Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein frei einstellbarer Analogausgang vorgesehen ist.

7. Elektronisches Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) einen integrierten Anschlußraum (13) mit mindestens einer Steckerbuchse (14) und/oder mindestens einem Kabelausgang (15) aufweist.

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8. Elektronisches Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Busschnittstelle vorhanden ist, über die das Auswertegerät an ein Bussystem anschließbar ist.

9. Elektronisches Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung mit elektrischer Energie durch eine Batterie, einen Akku oder Solarelemente erfolgt.

10. Elektronisches Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Signale der Schaltausgänge drahtlos, beispielsweise über eine optische Schnittstelle oder über Funk, erfolgt.

11. Elektronisches Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (2) ein Anzeige-Display (18), mindestens ein Bedienelement zur Parametereingabe und mindestens eine LED (20) zur Anzeige von Betriebszuständen aufweist.

12. Elektronisches Auswertegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeige-Display (18) ein kundenspezifisches Liquid-Crystal-Display verwendet wird.

13. Elektronisches Auswertegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeige-Display (18) ein grafikfähiges Display zur Darstellung der Meßergebnisse verwendet wird.

14. Elektronisches Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorik aus mindestens zwei zueinander räumlich versetzten Sensoren (3a, 3b) besteht, die je eine Impulsfolge liefern.

15. Elektronisches Auswertegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus Kunststoff besteht und mindestens der Schutzart IP 65 genügt.