DE3145132C1 - Ferritkern für induktive Näherungsschalter - Google Patents

Description

• Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 besitzt der Randteil 5 eine ebene Stirnfläche 6, während der Zentralteil 7 eine konusförmige oder trichterförmige geneigte Stirnfläche 8 aufweist, so daß wiederum die Flächennormalen der Flächen 6 und 8 divergieren.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind sowohl die Stirnfläche 9 des Randteiles 10 als auch die Stirnfläche 11 des Zentralteiles 12 um einen Winkel X bzw. -or auseinandergeneigt, so daß hier die Flächennormalen NZund NR um den Winkel 2 cc divergieren.
• Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 sind die die effektiven Polflächen bildenden Bereiche der freien Stirnflächen 13, 14 wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 auseinandergeneigt.
• Ferner sind der Zentralteil 16 und der Randteil 17 an ihren einander zugewandten Stirnkanten mit Abfasungen 18, 19 versehen, wodurch der Ansprechabstand gegenüber der Ausführungsform nach F i g. 3 zusätzlich vergrößert wird.
• F i g. 4 veranschaulicht ferner einen Ferritkern für einen sogenannten bündig einbaubaren Näherungsschalter, d. h. für einen Näherungsschalter, der ohne Belassung einer Freizone mit seiner aktiven Fläche in eine metallische Umgebung, z. B. in eine Blechwand, eingebaut werden kann. Der Ferritkern ist zu diesem Zweck mit einer metallischen Abschirmung 20 versehen.
• Solche Näherungsschalter verlieren jedoch an Ansprechweite. Dies kann weitestgehend behoben werden, indem man den Randteil 17 an seiner Außenkante mit einer kleinen Abfasung 21 versieht und also einen durch eine steile Abfasung 21 begrenzten, dreieckförmigen Nutraum 22 zwischen Ferritkern und der vorstehenden metallischen Abschirmung 20 vorsieht Hierdurch werden magnetische Verluste in hohem Maße reduziert und das nach vorne gerichtete Magnetfeld entsprechend verstärkt Bei dieser Ausführungsform empfiehlt es sich, die Übergangsstellen 23 zwischen den Abfasungen 18, 19 einerseits und den Stirn- bzw. Polflächen 13, 14 abzurunden.
• Schließlich ist in F i g. 5 noch ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem der Randteil 24 insgesamt nach außen hin divergiert und der Ferritkern etwa einen W-Querschnitt aufweist Die Polflächen 25 des Randteiles 24 können hier um einen Winkel von 10" bis 25° nach außen abfallen, während die Polfläche 26 des Zentralteiles 27 wiederum konusförmig oder trichterförmig ausgebildet ist Der Kern ist bodenseitig mit einer allseits vorstehenden metallischen Abschirmplatte 28 versehen, die magnetische Streuverluste reduziert Bei allen Ausführungsbeispielen können die Randteile mit sektorförmigen Ausschnitten versehen sein, wie z. B.
• in der DE-PS 2827951 gezeigt ist, ohne daß hierdurch die erfindungsgemäßen Effekte beeinträchtigt werden.
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Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Ferritkern für induktive Näherungsschalter, bei welchen der Ferritkern einen von der Spule umschlossenen zentralen Teil und einen die Spule einfassenden Randteil aufweist und der Zentralteil und der Randteil jeweils mit ihren freien Stirnflächen an der Ansprechseite des Näherungsschalters liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Stirnflächen (3, 4) von Zentralteil (1) und Randteil (2) derart auseinander geneigt sind, daß ihre Flächennormalen (NZ, NR) divergieren.
2. 2. Ferritkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Stirnfläche (4) des Randteiles (2) nach außen mit einem Winkel von etwa 2" bis 25°, vorzugsweise 10°, abfallen.
3. 3. Ferritkern nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Stirnfläche (3) des Zentralteiles (1) konisch ist.
4. 4. Ferritkern nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Zentralteil und der Randteil an ihren einander benachbarten Stirnkanten mit Abfasungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstellen (23) von freier Stirnfläche (13, 14) zur Abfasung (18, 19) abgerundet sind.
5. 5. Ferritkern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der. Randteil (17) an der Außenkante leicht a.bgefast.ist 6. Ferritkern nach Anspruch 5, mit einer den Randteil umschließenden metallischen Abschirmung, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Abfasung (21) zusammen mit der Abschirmung (20) einen Nutraum (22) begrenzen.

   Die Erfindung bezieht sich auf einen Ferritkern für induktive Näherungsschalter, bei welchen der Ferritkern einen von der Spule umschlossenen Zentralteil und einen die Spule einfassenden Randteil aufweist und der Zentralteil und der Randteil jeweils mit ihrer freien Stirnfläche an der Ansprechseite des Näherungsschalters liegen. Überwiegend werden bei solchen Näherungsschaltern sogenannte Schalenkerne, aber gelegentlich auch sogenannte X-, Q- oder RM-Kerne verwendet.

   In der Praxis besteht vielfach der Wunsch, daß induktive, berührungslos und kontaktlos arbeitende elektronische Näherungsschalter einen möglichst großen Ansprechabstand aufweisen. Der erreichbare Ansprechabstand ist jedoch in erster Linie von den Gesamtabmessungen, insbesondere von dem Durchmesser des Ferritkernes abhängig, weshalb einer Forderung nach. größerem Ansprechabstand in der Regel durch Wahl größerer Ferritkerne und Spulen entsprochen wird.

   Durch die DE-PS 28 27 951 ist ein Ferritkern für induktive Näherungsschalter bekannt, bei welchem zur Vergrößerung des Ansprechabstandes der Zentralteil und der Randteil des Ferritkernes an ihren einander benachbarten Stirnkanten mit Abfasungen versehen sind. Durch solche Abfasungen werden die Polflächen im Mittelwert weiter auseinandergedrückt, was zu einer beträchtlichen Vergrößerung des Ansprechabstandes führt.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Vergrößerung des Ansprechabstandes eines induktiven Näherungsschalters gegebener Größe zu ermöglichen.

   Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zumindest ein Teilbereich der freien Stirnflächen von Zentralteil und Randteil derart gegeneinander geneigt sind, daß ihre Flächennormalen divergieren.

   Wie eingehende Untersuchungen gezeigt haben, wird allein durch eine solche Neigung der effektiven Polflächen der Ansprechabstand von Näherungsschaltern deutlich vergrößert. Da die Magnetlinien bekanntlich in Richtung der Flächennormale aus den Polflächen austreten bzw. in diese eintreten, ergibt sich wegen der Divergenz von Austritts- und Eintrittsrichtung ein wesentlich weiter reichendes Magnetfeld und entsprechend ein größerer Ansprechabstand des Näherungsschalters. Von weiterem Vorteil ist hierbei, daß die übrigen Eigenschaften des Näherungsschalters, z. B. sein Temperaturverhalten, im allgemeinen durch eine solche Neigung der Polflächen nicht beeinträchtigt werden.

   Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die freie Stirnfläche des Randteiles nach außen mit einem Winkel von etwa 2" bis 25°, vorzugsweise 10°, abfällt. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Maßnahme kann die freie Stirnfläche des Zentralteiles konisch ausgebildet sein.

   In Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Ferritkern, bei dem der Zentralteil und der Randteil an ihren einander benachbarten Stirnkanten mit Abfasungen versehen sind, vorgesehen werden, daß die Übergangsstellen von freier Stirnfläche zur Abfasung abgerundet sind. Bei einer solchen Ausführungsform summiert sich die durch Neigen der Polflächen und durch die Abfasungen erreichbaren Vergrößerungen des Ansprechabstandes, weshalb dies eine besonders bevorzugte Ausführungsform darstellt.

   Schließlich kann der Erfindung zufolge noch vorgesehen werden, daß der Randteil an der Außenkante leicht abgefast ist. Hierdurch werden magnetische Streuverluste verringert. Diese Maßnahme ist von besonderem Vorteil bei Ferritkernen, bei denen der Randteil mit einer metallischen Abschirmung versehen ist.

   Die äußere Abfasung begrenzt hierbei zusammen mit der Abschirmung einen im Querschnitt dreieckförmigen Nutraum, in dem nur ein sehr schwaches Magnetfeld auftritt.

   Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1 bis 5 jeweils verschiedene Ausführungsformen eines Ferritkernes nach der Erfindung im Querschnitt zeigen.

   F i g. 1 zeigt einen rotationssymmetrischen, im Querschnitt etwa E-förmigen Ferritkern mit Zentralteil 1 und Randteil 2. Während die freie Stirnfläche 3 des Zentralteiles eben ist, fällt die freie Stirnfläche 4 des Randteiles 2 um einen Winkel cc nach außen hin ab. Die Flächennormale NZ der zentralen Stirnfläche 3 und die Flächennormale NR der randseitigen Stirnfläche 4 divergieren dementsprechend ebenfalls mit einem Winkel cm, der vorzugsweise zwischen 5 bis 10° liegt. Bei genormten Kernen ist der Zentralteil 1 mit einem durchgehenden Mittelloch versehen, das in F i g. 1 strichpunktiert angedeutet ist und auch bei den Kernen nach den übrigen Figuren vorgesehen sein könnte.