DE3505765C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen induktiven Näherungsschalter,
dessen Schwingkreis durch einen sein Sensorfeld beeinflussen
den Metallauslöser von einem unbedämpften in einen bedämpften
Zustand überführbar ist und der eine Prüfeinrichtung zur
Funktionskontrolle aufweist, mit welcher der Schwingkreis
aus seinem Ist-Zustand in den hinsichtlich der Dämpfung
jeweils entgegengesetzten Zustand umsteuerbar ist, wobei
die Prüfeinrichtung eine vom Sensorfeld der Schwingkreis
spule durchflutete Sekundärspule aufweist, welche den
Schwingkreis bei offenen Spulenenden in umbedämpftem Zustand
und bei über einen Prüfwiderstand geschlossener Sekundär
spule in bedämpftem Zustand hält.
Für den Anwender von Näherungsschaltern, der diese in
sicherheitsrelevanten oder selten betätigten Anlagenteilen
einsetzt, ist es oft sehr wichtig, die Verfügbarkeit bzw.
die Funktionstüchtigkeit der Näherungsschalter während
des Betriebs überprüfen zu können. Denn durch den Ausfall
von Näherungsschaltern kann es zu Fehlfunktionen der Anlage
kommen, die kostenintensive Ausfallzeiten, Reparaturkosten
oder gar Personenschäden zur Folge haben.
Durch die DE-PS 31 50 212, die DE-PS 32 05 737 und die DE-OS
31 10 390 sind Näherungsschalter mit Prüfeinrichtung bekannt,
welche zyklisch oder nach Bedarf eine Funktionskontrolle vor
nehmen. Zu diesem Zwecke wird dort der Oszillator in Abhängig
keit von dem angezeigten, bedämpften oder unbedämpften Zustand
in den jeweils entgegengesetzten Zustand umgesteuert. Ergibt
sich daraus kein Umschalten des Signalsausganges, liegt ein
Fehler vor. Bei dem Näherungsschalter nach der DE-PS 32 05 737
weist die Prüfeinrichtung eine vom Oszillatorfeld durchflutete
Sekundärspule auf, welche den Schwingkreis bei offenen Spulen
enden in unbedämpftem Zustand, bei über einen Vorwiderstand
geschlossener Sekundärspule in einem teilbedämpften Zustand,
der den Grundzustand des Schalters darstellt, und bei über
einen zusätzlichen Prüfwiderstand geschlossener Sekundärspule
in vollbedämpftem Zustand hält. Mit den drei bekannten Prüf
einrichtungen kann der gesamte Signalweg vom Oszillator bis hin
zum Signalausgang überprüft werden. Nachteilig ist aber, daß bei
sehr starker Annäherung des Auslösers der Oszillator auf elektro
nischem Wege nicht mehr entdämpfbar ist, so daß in diesem Zustand
eine Überprüfung unmöglich ist. Darüber hinaus sind die
bekannten Prüfeinrichtungen nicht in der Lage, zwischen einer
Bedämpfung durch einen metallischen Auslöser und einer Be
dämpfung durch eine Störgröße, wie z. B. eingedrungene Feuchtig
keit in der Spulenwicklung, zu unterscheiden. Denn auch im
Falle einer Störbedämpfung ist der Oszillator elektronisch
entdämpfbar, so daß kein Fehler angezeigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs
gemäßen Näherungsschalter zu schaffen, dessen Funktions
tüchtigkeit auch bei sehr starker Annäherung des Metall
auslösers überprüfbar ist und bei dem insbesondere Stör
bedämpfungen im Bereich des Schwingkreises erfaßbar sind.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Sekundärspule auf einem eigenen Sekundärkern sitzt, der bei
offenen Spulenenden und bei über dem Prüfwiderstand ge
schlossener Sekundärspule das Sensorfeld der Schwingkreis
spule vollständig gegenüber dem Metallauslöser abschirmt
und nur bei kurzgeschlossener Sekundärspule ein sekundäres
Sensorfeld für den Metallauslöser aufbaut. Bei dem erfindungs
gemäßen Näherungsschalter sind im Grundzustand die Klemmen
der Sekundärspule kurzgeschlossen, so daß die Annäherung
eines Auslösers durch das Sekundärfeld erfaßt werden kann.
Werden nun die Klemmen der Sekundärspule geöffnet, so bricht
das sekundäre Sensorfeld zusammen, womit die Entdämpfung
des Schwingkreises, ggfs. des Oszillators, völlig unabhängig
vom jeweiligen Annäherungs-Zustand des Auslösers ist. Das heißt
auch bei einer sehr starken Annäherung des Auslösers kann
der Näherungsschalter ohne weiteres entdämpft und damit über
prüft werden. Die Möglichkeit der "Ausblendung" des Metall
auslösers hat darüber hinaus den Vorteil, daß zwischen einer
äußeren Bedämpfung durch den Auslöser und einer Stör-
Bedämpfung des Schwingkreises unterschieden werden kann.
Durch Anschließen der Klemmen der Sekundärspule an einen
Prüfwiderstand ist schließlich der Näherungsschalter un
abhängig vom Annäherungszustand des Metallauslösers jederzeit
bedämpfbar. In diesem dritten Schaltungszustand sind die
Ströme in der Sekundärspule gegenüber dem kurzgeschlossenen
Fall so gering, daß nur ein sehr schwaches sekundäres Sensor
feld entsteht, über das ein Auslöser keine Bedämpfung mehr
bewirken kann; der Auslöser ist de facto "ausgeblendet".
Der Erfindung zufolge kann der Schwingkreis einen U-Ferrit
kern aufweisen und kann der Sekundärkern aus einem Joch
bestehen, welches den U-Kern unter Belassung von Luft
spalten über seine Polflächen schließt. Bei dieser Aus
gestaltung sind die Schwingkreis-Spule und die Sekundär
spule über den U-Kern und das Joch transformatorisch
gekoppelt, so daß beispielsweise bei einer Belastung
der Sekundärspule durch den Prüfwiderstand eine Rück
wirkung auf den Schwingkreis hergestellt ist. Aufgrund der
Anordnung der Luftspalte zwischen den Polflächen des U-Kerns
und dem Joch kann aber der von der Sekundärspule erzeugte
Magnetfluß auch in signifikanter Weise in die Umgebung aus
treten und damit ein sekundäres Sensorfeld ausbilden. Nach
dem Öffnen der Klemmen der Sekundärspule bricht das Sekundär
feld zusammen, während das Sensorfeld der Schwingkreis-Spule,
abgesehen von vernachlässigbaren Streufeldern, vollständig
von dem U-Kern bzw. dem Joch eingefangen ist.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann der Schwinkreis einen E-Ferritkern aufweisen, auf dessen
Mittelbutzen die Schwingkreis-Spule sitzt und der unter Be
lassung von Luftspalten über seine drei Pole hinweg durch
ein Joch geschlossen ist, das nur in einem der beiden,
zwischen zwei Polen liegenden Bereiche die Sekundärspule
trägt. Bei dieser Ausführungsform wird lediglich die Hälfte
des Magnetfeldes der Schwingkreis-Spule zur Sekundärspule
geführt. Dieses hat sich als vorteilhaft erwiesen, da der
Näherungsschalter sowohl bei geöffneter Sekundärspule als
auch bei kurzgeschlossener Sekundärspule ohne Auslöser
einfluß einen unbedämpften Zustand anzeigen soll. Durch
die verringerte transformatorische Kopplung zwischen dem
Schwingkreis und der Sekundärspule bleibt die Veränderung
der auf den Schwingkreis wirkenden Gesamtinduktivität beim
Kurzschließen der Sekundärspule in vertretbaren Grenzen,
die noch eine problemlose, funktionssichere Abstimmung des
Näherungsschalters gestatten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Joch den
U-Kern bzw. den E-Kern seitlich, vorzugsweise an allen Seiten,
überragen. Damit ist einerseits das Sensorfeld der Schwing
kreis-Spule stärker gegenüber dem Metallauslöser abgeschirmt,
andererseits kann sich durch das über den U-Kern bzw. E-Kern
vorstehende Joch ein stärkeres sekundäres Sensorfeld aus
bilden, so daß die Funktion des Näherungsschalters in jeder
Hinsicht verbessert ist.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann die vom Prüfwiderstand bewirkte Dämpfung nur gering
fügig stärker als die zum Überführen des Schwingkreises in
seinen gedämpften Zustand erforderliche Mindestbedämpfung
sein. Diese Abstimmung des Prüfwiderstandes erlaubt zu
sätzlich eine Überprüfung der korrekten Einstellung des An
sprechabstandes, auch bei durch ein Steuerelement teilbe
dämpftem Näherungsschalter, was mit den bekannten, rein elektro
nischen Prüfeinrichtungen nicht möglich ist. Auch durch eine
Veränderung des Ansprechabstandes eines Näherungsschalters
können aber entscheidende Fehlfunktionen einer Anlage ver
ursacht werden.
Gemäß der Erfindung können weiterhin zwei abgestufte und
wahlweise einschaltbare Prüfwiderstände vorgesehen sein,
deren Dämpfungsmaße dem größten und dem kleinsten zulässigen
Ansprechabstand zugeordnet sind. Während bei einer Abstimmung
des Prüfwiderstandes auf die Grenz- oder Mindestbedämpfung
lediglich eine unzulässige Verringerung des Ansprechabstandes
feststellbar ist, kann durch zwei abgestufte Prüfwiderstände
ein noch zulässiger Ansprechabstand abgefragt und damit auch
eine unzulässige Vergrößerung des Ansprechabstandes erfaßt
werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Funktion
eines Näherungsschalters mit Prüfeinrichtung,
Fig. 2 eine erste Ausführungsform der Prüfein
richtung in einer Prinzipskizze,
Fig. 3 bis Fig. 12 verschiedene Schalt- und Prüf
zustände eines Näherungsschalters mit Prüf
einrichtung in einer schematischen Funktions
darstellung,
Fig. 13 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Prüf
einrichtung und
Fig. 14 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Prüf
einrichtung.
Ein Näherungsschalter 1 besteht gemäß Fig. 1 aus einem
Schwingkreis 2 mit Anregungsschaltung, beispielsweise einer
Oszillatorschaltung, und einer Auswerteschaltung 3, an
deren Ausgang 4 in digitaler Form angezeigt wird, ob sich
der Näherungsschalter 1 in bedämpftem oder in umbedämpftem
Zustand befindet. Vor dem Schwingkreis 2 ist eine Prüf
einrichtung 5 angeordnet, welche das magnetische Sensorfeld 6
des Schwingkreises 2 einfängt und gegenüber einem metallischen
Auslöser 7 abschirmt. Im Grundzustand erzeugt die Prüf
einrichtung 5 ein sekundäres Sensorfeld 8, welches magnetisch
über das primäre Sensorfeld 6 mit dem Schwingkreis 2 gekoppelt
ist. Bei Abwesenheit des Auslösers 7 erscheint dann bei
ordnungsgemäßer Funktion des Näherungsschalters 1 am Ausgang
4 das Signal "unbedämpft"; bei dem gezeigten angenäherten
Zustand des Auslösers 7 wird auf "bedämpft" umgeschaltet.
Der Prüfeinrichtung 5 ist eine Steuerung 9 zugeordnet, welche
in regelmäßigen Abständen in Abhängigkeit vor dem jeweiligen
Signal am Ausgang 4 die Prüfeinrichtung 5 umschaltet. Die
Prüfeinrichtung 5 wirkt dann entweder bedämpfend oder ent
dämpfend auf den Schwingkreis 2 ein, so daß aus dem Um
schalten bzw. dem Beharren des Signals am Ausgang 4 auf die
Funktionsfähigkeit des Näherungsschalters 1 geschlossen
werden kann. Während der Prüfphasen ist das Sensorfeld 8
abgeschaltet, womit die Prüfung unabhängig vom jeweiligen
Annäherungszustand des Auslösers 7 erfolgt.
Gemäß Fig. 2 sitzt die Schwingkreis-Spule 10 des Schwingkreises
2 auf einem U-förmigen Ferritkern 11. An der Schwingkreis-
Spule 10 liegt eine Spannung U 1 an, und sie wird von einem
Strom I 1 durchflossen, durch welchen im Ferritkern 11 der
magnetische Fluß Φ 1 erzeugt wird. Letzerer bildet das
primäre Sensorfeld 6 des Schwingkreises 2.
Das primäre Sensorfeld 6 wird durch ein Joch eingefangen,
welches als Kern 12 für eine Sekundärspule 13 ausgebildet
ist. Durch die transformatorische Kopplung zwischen der
primären Schwingkreis-Spule 10 und der Sekundärspule 13
wird in letzterer eine Spannung U 2 induziert. Die Anschluß
klemmen 14 der Sekundärspule 13 sind über einen Leiter 15
kurzgeschlossen, so daß ein Strom I 2 fließt. Der Strom I 2
induziert seinerseits im Kern 12 einen Magnetfluß Φ 2,
der dem Fluß Φ 1 der Schwingkreis-Spule 10 entgegengerichtet
ist. Zwischen den Polflächen 16 des U-Kerns 11 und dem
jochförmigen Sekundärkern 12 sind Luftspalte 17 belassen,
so daß der sekundäre Magnetfluß Φ 2 nicht einfach über den
U-Kern kurzgeschlossen ist, sondern sich in zwei Teilflüsse
Φ 2 K und Φ 2 S aufteilt. Der erste Teilfluß Φ 2 K fließt durch
den U-Kern 11 in Gegenrichtung zum Fluß Φ 1 und sorgt damit
für eine transformatorische Rückwirkung auf die Schwingkreis-
Spule 10. Der zweite Teilfluß Φ 2 S tritt an den Polenden 18 des
Sekundärkerns aus und bildet das sekundäre Sensorfeld 8.
Solange der Auslöser 7 nicht in das sekundäre Sensorfeld 8
eintaucht, treten, abgesehen von geringfügigen Verlusten,
lediglich Blindleistungen auf. Wird dagegen der Auslöser 7
vom sekundären Sensorfeld 8 erfaßt, erhält der Strom I 2
- und durch transformatorische Rückwirkung auch der Strom I 1 -
einen Wirkanteil, so daß der Schwingkreis 2 bedämpft wird.
Dem Kreis der Sekundärspule 13 ist ein Schalter 19 zuge
ordnet, der über die Steuerung 9 betätigt wird. Der Schalter 19
ist in Fig. 2 zur Veranschaulichung als mechanischer Schalter
dargestellt, ist aber in der Praxis vorteilhafterweise ein
elektronischer Schalter, also z. B. eine Anordnung von
Transistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren, oder dgl.
Wird der Schalter in die gestrichelt gezeichnete Stellung 20
umgelegt, ist der Sekundärkreis unterbrochen, und der Strom
I 2 geht auf Null zurück. Infolgedessen verschwindet auch der
sekundäre Magnetfluß Φ 2 und damit das sekundäre Sensorfeld 8.
Der sekundäre Kern 12 fängt aber nach wie vor das primäre
Sensorfeld 6 ein, so daß die Schwingkreis-Spule 10 nicht mehr
durch den Auslöser 7 bedämpft werden kann. Das heißt durch die
Schalter-Stellung 20 wird in jedem Falle ein unbedämpfter
Zustand des Schwingkreises 2 herbeigeführt.
Wird dagegen der Schalter 19 in eine zweite Stellung 21
umgelegt, sind die Klemmen 14 der Sekundärspule 13 über
einen Prüfwiderstand 22 geschlossen, wodurch der Strom I 2
einen hohen Wirkanteil erhält. Absolut gesehen ist der
Strom I 2 gegenüber der normalen Kurzschlußstellung sehr
klein, so daß das sekundäre Sensorfeld 8 praktisch zusammen
bricht. Damit ist auch in der Schalterstellung 21 der
Schwingkreis 2 unabhängig von der Position des Auslösers 7
bedämpfbar.
Die Fig. 3 bis 12 zeigen in schematischer Form ver
schiedene Schalt- und Prüfkonstellationen des Näherungs
schalters 1.
Fig. 3 zeigt den Näherungsschalter 1 in seinem Grundzustand,
in dem die Prüfeinrichtung 5 ein Sekundärfeld 8 erzeugt.
Dieser Zustand ist durch das von der nicht gezeigten
Steuerung 9 erzeugte Signel "S" gekennzeichnet. Der
Auslöser 7 ist noch nicht in das sekundäre Sensorfeld 8
eingetaucht, so daß der Schwingkreis 2 nicht bedämpft
wird und am Ausgang 4 der Auswerteschaltung 3 das Signal
"unbedämpft", abgekürzt "UB", erscheint.
Soll der Näherungsschalter 1 überprüft werden, wird die
Prüfeinrichtung 5 gemäß Fig. 4 auf den entgegengesetzten
Zustand umgesteuert, also mit dem Signal "bedämpft", ab
gekürzt "Bp", beaufschlagt, d. h. der Stromkreis der
Sekundärspule 13 wird in die Schalterstellung 21 geschaltet.
Ist der Näherungsschalter in Ordnung, erscheint nunmehr am
Ausgang 4 das Signal "B". Liegt dagegen ein Fehler vor,
erscheint trotz der Bedämpfung durch die Prüfeinrichtung 5
am Ausgang 4 nach wie vor das Signal "UB". Bei dieser in
Fig. 5 gezeigten Konstellation läßt sich auf eine Ver
ringerung des Ansprechabstandes schließen. Das heißt der
Näherungsschalter ist umempfindlicher geworden, die Be
dämpfung durch die Prüfeinrichtung 5 reicht nicht mehr
aus. Denkbar ist allerdings auch ein Schaltungsfehler
im Schwingkreis 2 oder in der Auswerteschaltung 3.
Für die Konstellation in Fig. 5 ist eine Abstimmung des
Prüfwiderstandes 22 vorteilhaft, bei der diese künstliche
Bedämpfung nur geringfügig stärker als die zum Überführen
des Schwingkreises 2 in seinen gedämpften Zustand erforder
liche Mindestbedämpfung ist, womit eine präzise Fehlerschwelle
für die Verringerung des Anprechabstandes festgelegt ist.
Soll sowohl eine unzulässige Verminderung als auch eine
unzulässige Vergrößerung des Ansprechabstandes erkannt
werden, muß entsprechend Fig. 2 ein zusätzlicher Prüf
widerstand 23 vorgesehen sein. Die Größe der beiden Prüf
widerstände 22, 23 ist dann an die zulässigen oberen und
unteren Grenzen des Ansprechabstandes angepaßt.
Fig. 6 zeigt eine Situation, bei der der Auslöser 7 wie
in dem Beispiel nach Fig. 3 nicht in das sekundäre Sensor
feld 8 eingedrungen ist, dennoch aber am Ausgang 4 des
Näherungsschalters das Signal "B" erscheint. Diese fehler
hafte Anzeige kann wiederum durch Schaltungsfehler im
Schwingkreis 2 oder der Auswerteschaltung 3 hervorgerufen
sein. Eine andere mögliche Ursache ist aber auch eine Stör-
Bedämpfung der Schwingkreis-Spule 10 ober aber der Sekundär
spule 13, die z. B. durch Feuchtigkeit verursacht sein kann.
Alle diese Fehlermöglichkeiten werden erkannt, indem die
Steuerung 9 - entgegengesetzt zum Zustand "B" des Ausgangs 4 -
die Prüfeinrichtung 5 mit dem Signal "UB" gemäß Fig. 7 be
aufschlagt. Da die Stör-Bedämpfung, z. B. Kriechströme
zwischen den Spulenwindungen, auch beim Öffnen der Sekundär
spule 13 aufrecht erhalten bleibt, erscheint am Ausgang 4
unverändert das Signal "B".
Die Fig. 8 bis 12 zeigen Konstellationen, bei denen der
Auslöser 7 im Ansprechbereich des sekundären Sensorfeldes
8 liegt. Bei intaktem Näherungsschalter wird daher gemäß
Fig. 8 am Ausgang 4 das Signal "B" erscheinen. Wird die
Prüfeinrichtung gemäß Fig. 9 vom Zustand "S" auf den Prüf
zustand "UBp" umgestellt, wechselt das Ausgangssignal
entsprechend auf "UB". Bei defektem Näherungsschalter
wird dagegen entsprechend Fig. 10 das Ausgangssignal "B"
bestehen bleiben. Diese Anzeige kann neben Schaltungsfehlern
auch auf eine Stör-Bedämpfung der Spulen 10 und 13 hindeuten,
welche in der Grundstellung nach Fig. 8 zusätzlich zur
Bedämpfung durch den Auslöser 7 auftritt.
Eine weitere Variante besteht gemäß Fig. 11 darin, daß trotz
der Bedämpfung durch den Auslöser 7 am Ausgang 4 der Auswerte
schaltung 3 der Zustand "UB" gemeldet wird. Dieser Fehler
wird durch Beaufschlagung der Prüfeinrichtung 5 mit dem
Eingang "Bp" erkannt. Am Ausgang 4 erscheint weiterhin das
Signal "UB", da entweder der Ansprechabstand extrem klein
geworden ist oder aber ein Schaltungsfehler vorliegt.
Die Fig. 3 bis 12 zeigen, daß in sämtlichen denkbaren
Konstellationen sowohl Schaltungsfehler im Schwingkreis 2
oder der Auswerteschaltung 3 als auch Stör-Bedämpfungen
oder Veränderungen des Ansprechabstandes erkannt werden.
Die Fig. 13 und 14 geben zwei für die Praxis besonders ge
eignete Ausführungsformen für die Prüfeinrichtung an. In
dem Beispiel nach Fig. 13 sitzt die Primärspule 10 auf dem
Mittelbutzen 24 eines E-förmigen Ferritkerns 25. Letzterer
ist unter Belassung von Luftspalten 26 über seine drei
Pole 27, 28, 27 hinweg durch ein plattenförmiges Joch 29
geschlossen, so daß sich der Magnetfluß der Spule 10 in
zwei Zweige 30, 31 aufteilt. Das Joch 29 trägt in einem der
zwischen zwei Polen 27, 28 liegenden Bereiche die Sekundär
spule 13, so daß diese lediglich den Teilfluß 31 umschließt.
Dieser Teilfluß 31 ist aber noch groß genug, um ein - ent
gegengesetzt gerichtetes - sekundäres Sensorfeld 32 für den
metallischen Auslöser 7 zu erzeugen. Da die Sekundärspule 13
gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 nur in
einem verringerten Grad mit der Primärspule 10 gekoppelt
ist, ist die Veränderung der auf den Schwingkreis 2
wirkenden Gesamtinduktivität bei geöffneter oder aber
kurzgeschlossener Sekundärspule 13 relativ gering, so
daß die Abstimmung des Schwingkreises 2 vereinfacht ist.
Das heißt es kann mit nur geringem Schaltungsaufwand erreicht
werden, daß sowohl in der Konstellation nach Fig. 3 als
auch in der nach Fig. 9 am Ausgang 4 das Signal "UB" anliegt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 sitzt die Schwing
kreis-Spule 10 wiederum auf dem Mittelbutzen 24 eines
E-Kernes 25. In diesem Fall überragt aber das Joch 33 den
E-Kern 25 an allen Seiten. Auf diese Weise ist in ver
besserter Weise sichergestellt, daß der Magnetfluß 30, 31
der Primärspule 10 nicht über Streufelder in irgendeiner
Weise durch den Auslöser 7 beeinflußbar ist. Gleichzeitig
wird das Sekundärfeld 34 verstärkt, da die Pole 35 des
Jochs 33 im Vergleich zu Fig. 13 geometrisch deutlicher
ausgebildet sind.
Die Fig. 15 und 16 zeigen zwei weitere für die Praxis besonders
geeignete Ausführungsformen einer Prüfeinrichtung. In dem
Beispiel nach Fig. 15 sitzt die Primärspule 10, analog zur
Ausführung nach Fig. 2, auf einem U-förmigen Ferritkern 11,
in dem das primäre Sensorfeld 6 ausgebildet wird. Die Sekundär
spule 13 sitzt auf dem Grundschenkel 36 eines weiteren
U-Ferritkernes 37, wobei der Grundschenkel 36 den primären
Ferritkern 11 unter Belassung von Luftspalten 38 schließt.
Nach dem Kurzschließen der Klemmen 14 der Sekundärspule 13
kann sich vor den Polen 39 des sekundären Ferritkernes 37
ein sekundäres Sensorfeld 40 für den Auslöser 7 ausbilden,
welches durch seine gerichtete Form im Vergleich zum Aus
führungsbeispiel nach Fig. 2 relativ stark ist.
Gemäß einer konkreten Ausführung können der primäre und der
sekundäre Kern bei Querschnittsabmessungen von 11 × 11 Milli
metern eine Grundschenkellänge von 25 Millimetern und eine
Seitenschenkellänge von 18 Millimetern besitzen. Mit einer
Primärspule 10 von 50 Windungen und einer Sekundärspule 13
von 30 Windungen wird bei einer Schwingkreisfrequenz von
100 kHz dann ein Schaltabstand von ca. 15 Millimetern erreicht.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 ist identisch zu der
Ausgestaltung nach Fig. 15. Die Ferritkerne 11, 37 sind
lediglich rechtwinklig zueinander orientiert, so daß der
Auslöser 7 von der Seite her an den Näherungsschalter heran
geführt werden kann.
Alle Ausführungsbeispiele von Prüfeinrichtungen sind nicht
nur für Standard-Näherungsschalter mit kontinuierlich an
geregtem Schwingkreis geeignet, sondern auch für Bautypen
nach der DE-OS 33 18 900, bei denen der Schwingkreis ledig
lich kurzzeitig angestoßen wird und dann aus dem Abkling
verhalten der Schwingungen auf den Annäherungszustand
geschlossen wird.
Claims (8)
1. Induktiver Näherungsschalter, dessen Schwingkreis durch
einen sein Sensorfeld beeinflussenden Metallauslöser von
einem unbedämpften in einen bedämpften Zustand überführbar
ist und der eine Prüfeinrichtung zur Funktionskontrolle
aufweist, mit welcher der Schwingkreis aus seinem Ist-
Zustand in den hinsichtlich der Dämpfung jeweils ent
gegengesetzten Zustand umsteuerbar ist, wobei die Prüf
einrichtung einen vom Sensorfeld der Schwingkreisspule
durchflutete Sekundärspule aufweist, welche den Schwing
kreis bei offenen Spulenenden in unbedämpftem Zustand
und bei über einen Prüfwiderstand geschlossener Sekundär
spule in bedämpftem Zustand hält, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sekundärspule (13) auf einem eigenen Sekundärkern
(12) sitzt, der bei offenen Spulenenden (14) und bei über
den Prüfwiderstand (22) geschlossener Sekundärspule (13)
das Sensorfeld (6) der Schwingkreisspule (10) vollständig
gegenüber dem Metallauslöser (7) abschirmt und nur bei
kurzgeschlossener Sekundärspule (13) ein sekundäres
Sensorfeld (8) für den Metallauslöser (7) aufbaut.
2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwingkreis (2) einen U-Ferritkern (11) aufweist
und daß der Sekundärkern (12) aus einem Joch besteht,
welches den U-Kern (11) unter Belassung von Luftspalten (17)
über seine Polflächen (16) schließt.
3. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwingkreis (2) einen E-Ferritkern (25) aufweist,
auf dessen Mittelbutzen (24) die Schwingkreis-Spule (10)
sitzt und der unter Belassung von Luftspalten (26) über
seine drei Pole (27, 28, 27) hinweg durch ein Joch (29)
geschlossen ist, das nur in einem der zwischen zwei
Polen (27, 28) liegenden Bereiche die Sekundärspule (13)
trägt.
4. Näherungsschalter nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Joch (33) den U-Kern bzw. E-Kern
(25) seitlich, vorzugsweise an allen Seiten, überragt.
5. Näherungsschalter nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Prüfwider
stand (22) bewirkte Dämpfung nur geringfügig stärker als
die zum Überführen des Schwingkreises (2) in seinen ge
dämpften Zustand erforderliche Mindestbedämpfung ist.
6. Näherungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei abgestufte und wahlweise einschaltbare Prüf
widerstände (22, 23) vorgesehen sind, deren Dämpfungs
maße dem größten und dem kleinsten zulässigen Ansprech
abstand zugeordnet sind.
7. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwingkreis-Spule (10) auf einem U-Ferritkern
(11) angeordnet ist, welcher unter Belassung von Luft
spalten (38) über den Grundschenkel (36) eines weiteren
U-Ferritkerns (37) geschlossen ist, welcher auf seinem
Grundschenkel (36) die Sekundärspule (13) trägt.
8. Näherungsschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden U-Ferritkerne (11, 37) winklig, vorzugs
weise rechtwinklig, zueinander ausgerichtet sind.
Priority Applications (1)
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ID=6262970
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DE3505765A1 (de) | 1986-08-21 |
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