DE3313326A1

DE3313326A1 - Induktiver naeherungsschalter

Info

Publication number: DE3313326A1
Application number: DE19833313326
Authority: DE
Inventors: Detlef 5884 Halver Oberberg; Gerno Soyck
Original assignee: Werner Turck GmbH and Co KG
Current assignee: Werner Turck GmbH and Co KG
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1984-10-25

Description

Patentanwalt : ]. j ";;.:.. >.; .; _ ,

I.-Phys. Rudolf Peerbooms ' _Ρ/ΐΓ 3734/sa _Pee/w

DickmannstraßQ 45c · Ruf (02 02) 55 61 47

. 5600 Wuppertal-Barmen

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Anmelder : Werner Turck GmbH & Co. KG 5884 Ilalver

Induktiver Näherungsschalter

Die Erfindung betrifft einen induktiven Näherungsschalter, dessen von außen zu beeinflußender Oszillator einen Spulenkern aus weichmagnetischem Werkstoff aufweist.

Es ist. bekannt ( DE-PS 28 27 951 ), bei induktiven Näherungsschaltern Ferritkerne zu verwenden. Der Schwingkreis solcher Näherungsschalter wird im unteren, geradlinigen Bereich der dynamischen Magnetisierungskurve des Ferritkernes betrieben, wobei die Amplitude der magnetischen Feldstärkenänderung so gering gehalten wird, daß der magnetische Fluß im Ferritkern deutlich unterhalb der Sättigungsgrenze bleibt.

Dio bekannten derartigen Näherungsschalter, für die vorzugsweise Ferrtikernmaterialien mit einer hohen AnfangspermeaiiiliiHl vcrwonclct. werden, sind aber verhältnismäßig störanfiiLLig gegenüber äußeren Magnet feldern, insbesondere Gleichii.a U₁IIl: t. feldern, durch die der l'Orriikern in Sättigung getrieben werden kann, so daß die Oszillatorschwingungon abreißen und BAD ORIGINAL

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ein fehlerhaftes Schaltsignal gegeben wird. Es ist bekannt, ._ induktive Näherungsschalter durch magnetische Abschirmungen oder durch Reduzierung des realen Schaltabstandes odery-und durch besonderen Schaltungsaufwand z.. B. Zeitglieder, unempfindlicher gegenüber fremden Magrietfeldern zu machen. Diese bekannten Maßnahmen führen aber zu einem beträchtlichen Anstieg der Herstellkosten, zu vergrößerten Bauformen, zu verzögerten Signallaufzeiten und zu einer Verkleinerung der zulässigen Schaltfrequenz, wobei aber ihre Störfestigkeit gegenüber fremden Magnetfeldern trotz Inkaufnahme der geschilderten

Nachteile nur in einem verhältnismäßig geringem Maße gesteigert ;

i werden konnte. !

! Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen induktiven ■

Näherungsschalter weitestgehend unempfindlich gegenüber !

■Ί äußeren magnetischen Fremdfeldern zu machen.

Die Lösung dieser'" Auf gäbe ist erfindungsgemäß erreicht durch

die Verwendung eines weichmagnetischen Werkstoffes aus Weich- § ■ eisenpulver oder Eisen-Nickel-Pulver oder Eisen-Nickel-Molybdän- _:.'J..2'\'.' Pulver oder Eisen-Nickel-Kobalt-Pulver, welches mit Kunstharz zu einem Formteil geformt, z. B. verpreßt oder vergossen oder gespritzt und ausgehärtet ist. Bevorzugt sieht die Er- ; findung die Verwendung von Carbonyleisen-Werkstoffen für den Magnetkern vor.

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Carbonyleisen-Werkstoffe bestehen aus einem Gemisch von isoliertem Eisenpulver und härtbaren Kunststoffen als Bindemittel. Ausgangsmaterial ist dabei Eisenpentacarbonyl ■' Fe (CO) ι-. Kerne aus Carbonyleisen werden, im Formpreßverfahren hergestellt. Ihr besonderer Vorteil.bei'induktiven Näherungsschaltern liegt darin, daß bei ihnen die Sättigungsinduktionen relativ hohe „,Werte erreichen, so daß äußere Magnetfelder zwar den Arbeitsbereich des Oszillators auf dem geraden Teil der Magnetisierungskurve verlagern können, den Carbonyleisenkern jedoch im allgemeinen nicht mehr bis in die Sättigung treiben können. Durc h die Verwendung solcher weichmagnetischer Werkstoffe, speziell des Carbonyleisen-Werkstof f es , werden bei induktiven Näherungsschaltern erhebliche Vorteile erreicht. Vor allem sind solche induktiven Näherungsschalter äußerst störfest gegenüber Wechsel-Magnetfeldern und vor allem auch gegenüber starken Gleichmagnetfeldern/wie sie beispielsweise bei Schweißautomaten oder bei Aluminiumschmelzanlagen auftreten können, wo der Einsatz der Dekannten Näherungsschalter "bisher immer wieder auf größte Schwierigkeiten gestoßen ist. Weitere Vorteile bestehen darin, daß nunmehr wieder preiswerte Standardschaltungen verwendet werden können, daß kleine Bauformen gewählt werden können und "daß keine Verzögerung in den Signallaufzeiten auftreten und damit wieder hohe Schaltfrequenzen möglich sind.

Durch.die Verwendung der Carbonyleisen als Magnetwerkstoff können diese Näherungsschalter auch mit einer höheren An-

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spnechempfindlichkeit und folglich mit größeren Schaltabständen als bisher üblich sicher dort eingesetzt werden, wo starke Magnetfremdfelder auftreten.

In Ausgestaltung der Erfindung können die 'Spulenkerne als flache Scheibe oder als Pilz ausgebildet werden, wobei sie eine gleichmäßige, verhältnismäßig große Querschnittsfläche für den Magnetfluß besitzen, so daß auch örtliche Sättigungen vermieden werden, die zum Beispiel bei Kernen mit Querschnittseinschnürungen leicht auftreten können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert :

Fig. 1 zeigt ein Diagramm der dynamischen Magnetisierungskurve I eines bisher üblicherweise bei induktiven Näherungsschaltern verwendeten Mangan-Zink-Ferrit-Kernes. In Fig. 1 bedeuten :

B - magnetische Induktion ,, mT - Milli-Tesla ( Flußdichte )

H- magnetische Feldstärke Am - Ampere je Meter.

Die Magnetisierungskurve I läuft im Bereich von Null bis etwa zehn H/Am . linear und sehr steil, und in diesem Bereich wird üblicherweise der Oszillator betrieben. Ab einer Störfeldstärke von etwa 50 H/Am"¹ wird der Ferrit-

kern jedoch bereits soweit in Sättigung getrieben, daß die Schwingungen zum T-eil oder ganz abreißen und ein fehlerhaftes Schaltsignal anfällt.

Demgegenüber verläuft die dynamische Magnetisi'erungskurve II eines Carbonyleisenkerns bis zu hohen Feldstärkewerten linear, und liegt die Sättiguri'gsgrenze so hoch,· daß ein damit ausgerüsteter induktiver Näherungsschalter gegenüber äußeren Magnetfeldern weitestgehend störfest ist.

Die Fig. 2 zeigt im Schnitt einen pilzförmig ausgebildeten Kern 1, dessen Pilzschaft 2 von einer Oszillatorspule 3 umschlossen ist.

Fig. 3 zeigt einen sogenannten Schalenkern 4. .Fig. 4 einen sogenannten X-Kern 5 mit vierfach unterteiltem Randteil und Fig. 5 einen sogenannten RM-Kern 6. In Fig. 6 ist ein. · Kern in Form einer flachen, runden Scheibe 7 dargestellt, auf dessen einer Hauptfläche eine Spule 8 aufliegt. Der Kern nach Fig. 6 besitzt rechtwinklige Ecken 9, während alle übrigen gezeigten Kerne an ihren vom Magnetfeld umschlossenen Rändern abgefast sind. Alle diese Kerne können mit Gesamtabmessungen von nur wenigen Millimetern bis zii mehreren Zentimetern sehr maßgenau im Formpreßvorfahren aus Carbonyleisenpulver/Kunstharz oder Kisen-Nickel(Molybdän, Kobalt)-Pulver/Kunstharz hergestellt v/erden.

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Claims

Patentansprüche

Induktiver Näherungsschalter, dessen von außen zu beein- j flußender Oszillator einen Spulenkern aus weichmagnetischem Werkstoff aufweist, gekennzeichnet durch die Verwendung eines weichmagnetischen Werkstoffes aus Weicheisenpulver oder Eisen-Nickel-Pulver oder Eisen-Nickel-Molybdän-Pulver oder Eisen-Nickel-Kobalt-Pulver, welches mit Kunstharz zu einem Formteil geformt und ausgehärtet ist.
2. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Carbonyleisen-Werkstoff für den Spulenkern (1,4,5,6,7).
3. Induktiver Näherungsschalter nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkern ( 1, 7 ) scheiben- oder pilzförmig ausgebildet is.t.