DE4023529A1 - Elektronisches schaltgeraet - Google Patents
Elektronisches schaltgeraetInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Schaltgerät, z. B. einen induk
tiven, kapazitiven oder optoelektronischen Näherungsschalter oder einen
Strömungswächter, mit einem von außen beeinflußbaren Anwesenheitsindika
tor, z. B. einem Oszillator, mit einem dem Anwesenheitsindikator nachge
ordneten Schaltverstärker, mit einem von dem Anwesenheitsindikator über
den Schaltverstärker steuerbaren elektronischen Schalter, z. B. einem Tran
sistor, einem Thyristor oder einem Triac, und mit einem Zustandsindikator,
wobei der Anwesenheitsindikator dann den Schaltzustand des elektronischen
Schalters umsteuert, wenn der Beeinflussungszustand des Anwesenheitsindi
kators eine vorgegebene Ansprechschwelle überschreitet oder unterschreitet,
und wobei durch den Zustandsindikator unterschiedliche Beeinflussungszu
stände des Anwesenheitsindikators bzw. unterschiedliche Schaltzustände des
elektronischen Schalters angezeigt werden.
Elektronische Schaltgeräte der hier grundsätzlich in Rede stehenden Art
sind kontaktlos ausgeführt und werden seit nunmehr etwa zwanzig Jahren in
zunehmendem Maße anstelle von elektrischen, mechanisch betätigten Schalt
geräten, die kontaktbehaftet ausgeführt sind, verwendet, insbesondere in
elektrischen bzw. elektronischen Meß-, Steuer- und Regelkreisen. Das gilt
insbesondere für sog. Näherungsschalter, d. h. für elektronische Schaltge
räte, die berührungslos arbeiten. Mit solchen Näherungsschaltern wird indi
ziert, ob sich ein Beeinflussungselement, für das der entsprechende Nähe
rungsschalter sensitiv ist, dem Näherungsschalter hinreichend weit genähert
hat. Hat sich nämlich ein Beeinflussungselement, für das der entsprechende
Näherungsschalter sensitiv ist, dem Näherungsschalter hinreichend weit ge
nähert, so steuert der einen wesentlichen Bestandteil des Näherungsschal
ters bildende Anwesenheitsindikator den elektronischen Schalter um; bei
einem als Schließer ausgeführten Schaltgerät wird der nichtleitende elektro
nische Schalter nunmehr leitend, während bei einem als Öffner ausgeführten
Schaltgerät der leitende elektronische Schalter nunmehr sperrt. (Mit Schalt
geräten der in Rede stehenden Art kann auch indiziert werden, ob eine physi
kalische Größe eines Beeinflussungsmediums, für die das Schaltgerät sensitiv
ist, einen entsprechenden Wert überschreitet oder unterschreitet.
Wesentlicher Bestandteil von elektronischen Schaltgeräten der zuvor beschrie
benen Art ist also u. a. der von außen beeinflußbare Anwesenheitsindikator.
Als Anwesenheitsindikator kann z. B. ein induktiv oder kapazitiv beein
flußbarer Oszillator vorgesehen sei; es handelt sich dann um induktive oder
kapazitive Näherungsschalter (vgl. z. B. die deutschen Offenlegungsschriften
bzw. Auslegeschriften bzw. Patentschriften 19 51 137, 19 66 178, 19 66 213,
20 36 840, 21 27 956, 22 03 038, 22 03 039, 22 03 040, 22 03 906, 23 30 233,
23 31 732, 23 56 490, 26 13 423, 26 16 265, 26 16 773, 26 28 427, 27 11 877,
27 44 785, 29 43 911, 30 04 829, 30 38 692, 31 20 884, 32 09 673, 32 38 396,
33 20 975, 33 26 440, 33 27 329, 34 20 236, 34 27 498, 35 19 714, 36 05 499,
37 22 334, 37 22 335, 37 22 336, 37 23 008).
Als Anwesenheitsindikator kann auch ein Fotowiderstand, eine Fotodiode oder
ein Fototransistor vorgesehen sein; es handelt sich dann um optoelektronische
Näherungsschalter (vgl. z. B. die deutschen Offenlegungsschriften 28 24 582,
30 38 102, 33 27 328, 35 14 643, 35 18 025, 36 05 885).
Als Anwesenheitsindikator kann schließlich auch eine Temperaturmeßschaltung
vorgesehen sein; es handelt sich dann um Strömungswächter (vgl. z. B. die
deutschen Offenlegungsschriften 37 13 981, 38 11 728, 38 25 059, 39 11 008,
39 43 437).
Bei induktiven Näherungsschaltern gilt für den Oszillator, solange ein Metall
teil einen vorgegebenen Abstand noch nicht erreicht hat, K × V = 1 mit
K = Rückkopplungsfaktor und V = Verstärkungsfaktor des Oszillators, d. h. der
Oszillator schwingt. Erreicht das entsprechende Metallteil den vorgeschriebe
nen Abstand, so führt die zunehmende Bedämpfung des Oszillators zu einer
Verringerung des Verstärkungsfaktors V, d. h. die Amplitude der Oszillator
schwingung geht zurück bzw. der Oszillator hört auf zu schwingen. Bei kapa
zitiven Näherungsschaltern gilt für den Oszillator, solange ein Ansprechkörper
die Kapazität zwischen einer Ansprechelektrode und einer Gegenelektrode noch
nicht erreicht hat K × V < 1 d. h. der Oszillator schwingt nicht. Erreicht
der Ansprechkörper den vorgegebenen Abstand, so führt die steigende Kapazität
zwischen der Ansprechelektrode und der Gegenelektrode zu einer Vergrößerung
des Rückkopplungsfaktors K, so daß K × V = 1 wird, d. h. der Oszillator be
ginnt zu schwingen. Bei beiden Ausführungsformen - induktiver Näherungs
schalter und kapazitiver Näherungsschalter - wird abhängig von den unter
schiedlichen Zuständen des Oszillators der elektronische Schalter, z. B. ein
Transistor, ein Thyristor oder ein Triac, gesteuert.
Optoelektronische Näherungsschalter weisen einen Lichtsender und einen Licht
empfänger auf und werden auch als Lichtschranken bezeichnet. Dabei unter
scheidet man zwischen einem Lichtschrankentyp, bei dem der Lichtsender und
der Lichtempfänger auf entgegengesetzten Seiten einer Überwachungsstrecke
angeordnet sind, und einem Lichtschrankentyp, bei dem der Lichtsender und
der Lichtempfänger am gleichen Ende einer Überwachungsstrecke angeordnet sind,
während ein am änderen Ende der Überwachungsstrecke angeordneter Reflektor
den vom Lichtsender ausgehenden Lichtstrahl zum Lichtempfänger zurückreflek
tiert. In beiden Fällen spricht der Anwesenheitsindikator an, wenn der norma
lerweise vom Lichtsender zum Lichtempfänger gelangende Lichtstrahl durch ein
in die Überwachungsstrecke gelangtes Beeinflussungselement unterbrochen wird.
Es gibt jedoch auch Lichtschranken des zuletzt beschriebenen Lichtschranken
typs, bei dem der vom Lichtsender kommende Lichtstrahl nur durch ein entspre
chendes Beeinflussungselement zum Lichtempfänger zurückreflektiert wird.
Im folgenden wird als Beispiel immer ein induktiver Näherungsschalter behandelt.
Gleichwohl gelten alle Ausführungen jedoch immer auch für andere Arten von
elektronischen Schaltgeräten der eingangs beschriebenen und zuvor erläuterten
Art, insbesondere für kapazitive und optoelektronische Näherungsschalter und
für Strömungswächter.
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil von elektronischen Schaltgeräten der
eingangs und zuvor beschriebenen Art ist der Zustandsindikator, durch den
unterschiedliche Beeinflussungszustände des Anwesenheitsindikators bzw.
unterschiedliche Schaltzustände des elektronischen Schalters angezeigt werden.
Zunächst sind elektronische, berührungslos arbeitende Schaltgeräte mit einem
Zustandsindikator bekannt, bei denen der Zustandsindikator, z. B. als licht
emittierende Diode (LED) ausgeführt, nur die dualen Informationen "Ansprech
schwelle unterschritten" und "Ansprechschwelle überschritten" liefert, als
lichtemittierende Diode (LED) ausgeführt, also nicht leuchtet oder leuchtet.
Regelmäßig ist dabei der Zustandsindikator so an das übrige Schaltgerät ange
schlossen, daß er die dualen Informationen "elektronischer Schalter gesperrt"
bzw. "elektronischer Schalter leitend" liefert.
Bei elektronischen Schaltgeräten der in Rede stehenden Art ist die Ansprech
schwelle - leider - keine unabhängig von Umgebungseinflüssen fixierbare
Größe. Sie wird vielmehr, ausgehend von einem gewollten und bei der Herstel
lung mehr oder weniger genau fixierten Wert durch Umgebungseinflüsse verän
dert, bei induktiven Näherungsschaltern z. B. durch Temperatureinflüsse, bei
kapazitiven Näherungsschaltern z. B. durch Temperatureinflüsse und durch
Feuchtigkeitseinflüsse, bei photoelektronischen Näherungsschaltern z. B. durch
Temperatureinflüsse und durch mögliche Verschmutzungen der Optik. Ein dem
theoretischen Schaltpunkt benachbarter Bereich - unterhalb und oberhalb des
theoretischen Schaltpunktes - gilt deshalb als "unsicherer Bereich".
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das in Rede stehende elektroni
sche Schaltgerät so auszugestalten und weiterzubilden, daß bei seinem Einbau
und bei seiner Justage die Problematik "unsicherer Bereich durch Umgebungsein
flüsse" berücksichtigt werden kann.
Das erfindungsgemäße Schaltgerät, bei dem die zuvor hergeleitete und aufge
zeigte Aufgabe gelöst ist, ist nun zunächst und im wesentlichen dadurch ge
kennzeichnet, daß der Zustandsindikator - oder ein weiterer Zustandsindikator -
anzeigt, ob sich der Beeinflussungszustand des Anwesenheitsindikators, wenn
er eine vorgegebene Ansprechschwelle überschritten oder unterschritten hat,
in einem "sicheren Bereich" befindet. Dabei meint "sicherer Bereich", daß
Umgebungseinflüsse einen vorliegenden Beeinflussungszustand des Anwesenheits
indikators nicht signifikant bzw. einen vorliegenden Schaltzustand des elek
tronischen Schalters nicht ändern können.
Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät der Zu
standsindikator - oder ein weiterer Zustandsindikator - anzeigt, ob sich der
Beeinflussungszustand des Anwesenheitsindikators, wenn er eine vorgegebene
Ansprechschwelle überschritten oder unterschritten hat, in einem "sicheren
Bereich" befindet, ist die Möglichkeit geschaffen, das Schaltgerät so einzu
bauen und zu justieren, daß es durch Umgebungseinflüsse nicht anspricht,
vielmehr dann und nur dann anspricht, wenn der Beeinflussungszustand des
Anwesenheitsindikators durch ein Beeinflussungselement, für das der Anwesen
heitsindikator sensitiv ist, gewollt beeinflußt wird.
lm einzelnen gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, die zuvor allgemein
erläuterte Lehre der Erfindung auszugestalten und weiterzubilden.
Weiter oben ist bereits ausgeführt worden, daß unabhängig davon, daß die Lehre
der Erfindung auf eine Vielzahl elektronischer Schaltgeräte unterschiedlicher
Art, insbesondere auf induktive, kapazitive und optoelektronische Näherungs
schalter und auf Strömungswächter, anwendbar ist, als Beispiel ein indukti
ver Näherungsschalter behandelt wird. Hier sei ergänzend angemerkt, daß im
weiteren davon ausgegangen wird, daß der Schaltabstand des als Beispiel be
handelten induktiven Näherungsschalters durch einen im Oszillator des induk
tiven Näherungsschalters vorgesehenen Schaltabstand-Widerstand bzw. durch ein
Schaltabstand-Widerstandsnetzwerk bestimmt ist. Gleichwohl gelten alle fol
genden Ausührungen auch für andere Arten der Bestimmung des Schaltabstands
des als Beispiel behandelten induktiven Näherungsschalters.
Bei einem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät in der Ausführungsform
als induktiver Näherungsschalter mit einem Oszillator als Anwesenheitsindi
kator, wobei der Oszillator durch ein sich nähernddes bzw. sich entfernendes
Metallteil beeinflußbar ist, ist die weiter oben allgemein erläuterte Lehre
der Erfindung konkret dadurch realisiert, daß dann, wenn sich das Metallteil
bis auf einen vorgegebenen Schaltabstand genähert bzw. von einem vorgegebenen
Schaltabstand entfernt hat, wenn also der Oszillator signifikant beeinflußt
worden ist, die Schaltabstandeinstellung intern automatisch geändert wird,
nämlich der Schaltabstand verringert bzw. vergrößert wird, daß eine nach
der Änderung der Schaltabstandeinstellung evtl. auftretende signifikante
Änderung des Ausgangssignals des Schaltverstärkers nicht zu einer Änderung
des Schaltzustands des elektronischen Schalters führt, daß aus der signifi
kanten Änderung des Ausgangssignals des Schaltverstärkers der Zustandsindika
tor - oder der weitere Zustandsindikator - angesteuert wird und daß nach einer
vorgegebenen Umschaltzeit die Änderung der Schaltabstandeinstellung wieder
rückgängig gemacnt wird. Weist dabei der Oszillator zur Schaltabstandeinstel
lung einen Schaltabstand-Widerstand oder ein Schaltabstand-Widerstandsnetzwerk
auf, so kann durch eine signifikante Beeinflussung des Oszillators der wirk
same Widerstandswert des Schaltabstand-Widerstands bzw. des Schaltabstand-
Widerstandsnetzwerks geändert werden. Ganz konkret kann das dann, wenn der
Oszillator zur Schaltabstandeinstellung ein Schaltabstand-Widerstandsnetzwerk
aufweist, dadurch realisiert werden, daß durch eine signifikante Beeinflussung
des Oszillators ein Einzelwiderstand des Schaltabstand-Widerstandsnetzwerks
kurzgeschlossen wird.
Zuvor ist ausgeführt worden, daß bei einem erfindungsgemäßen elektronischen
Schaltgerät in der Ausführungsform als induktiver Näherungsschalter mit einem
Oszillator als Anwesenheitsindikator eine nach der Änderung der Schaltabstand
einstellung evtl. auftretende signifikante Änderung des Ausgangssignals des
Schaltverstärkers nicht zu einer Änderung des Schaltzustands des elektronischen
Schalters führt. Das kann dann, wenn dem elektronischen Schalter eine eine
Öffner- oder Schließercharakteristik vorgebende Programmiereinheit vorgeschal
tet ist, dadurch realisiert sein, daß dann, wenn nach der Änderung der Schalt
abstandeinstellung eine signifikante Änderung des Ausgangssignals des Schalt
verstärkers auftritt, die Programmiereinheit umprogrammiert wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnung nochmals erläutert; es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerätes, nämlich
eines induktiven Näherungsschalters,
Fig. 2 eine zu dem Blockschaltbild nach Fig. 1 gehörende schaltungstech
nische Realisierung eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalters und
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende schaltungstechnische Realisierung
eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungs
gemäßen induktiven Näherungsschalters.
In den Figuren ist jeweils nur ein Teil eines erfindungsgemäßen elektronischen
Schaltgerätes, nämlich eines erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalters
dargestellt. Dargestellt ist nämlich als von außen beeinflußbarer Anwesen
heitsindikator ein Oszillator 1, der durch ein sich näherndes bzw. sich ent
ferndes, nicht dargestelltes Metallteil beeinflußbar ist, ein dem Oszillator 1
nachgeordneter Schaltverstärker 2, zu dem ein Oemodulator 3 und ein Schmitt
trigger 4 gehören, und zwei Zustandsindikatoren 5, 6; nicht dargestellt ist
also ein zu dem induktiven Näherungsschalter auch noch gehörender, von dem
Oszillator 1 über den Schaltverstärker 2 steuerbarer elektronischer Schalter,
bei dem es sich z. B. um einen Transistor, einen Thyristor oder einen Triac
handeln kann. Der Anwesenheitsindikator, im dargestellten Ausführungsbeispiel
also der Oszillator 1, steuert dann den Schaltzustand des nicht dargestellten
elektronischen Schalters um, wenn der Beeinflussungszustand des Anwesenheits
indikators eine vorgegebene Ansprechschwelle überschreitet oder unterschreitet,
wenn also in den dargestellten Ausführungsbeispielen sich das nicht dargestellte
Metallteil bis auf einen vorgegebenen Schaltabstand genähert bzw. von einem
vorgegebenen Schaltabstand entfernt hat. Durch den Zustandsindikator 5, bei
dem es sich wie bei dem Zustandsindikator 6 um eine LEO handelt, werden un
terschiedliche Beeinflussungszustände des Oszillators 1 bzw. unterschiedli
che Schaltzustände des nicht dargestellten elektroniscnen Schalters ange
zeigt.
Der zweite Zustandsindikator 6 zeigt nun an, ob sich der Beeinflussungszu
stand des Anwesenheitsindikators, wenn er eine vorgegebene Ansprechschwelle
überschritten oder unterschritten hat, ob sich also in den dargestellten
Ausführungsbeispielen der Oszillator 1, wenn sich das nicht dargestellte
Metallteil bis auf einen vorgegebenen Schaltabstand genähert bzw. von einem
vorgegebenen Schaltabstand entfernt hat, in einem "sicheren" Bereich
befin
det. Dabei meint "sicherer Bereich", wie bereits weiter oben ausgeführt, daß
Umgebungseinflüsse einen vorliegenden Beeinflussungszustand des Anwesenheits
indikators, also des Oszillators 1, nicht signifikant bzw. einen vorliegen
den Schaltzustand des nicht dargestellten elektronischen Schalters nicht
ändern können.
Moderner Technologie entsprechend wird bei dem erfindungsgemäßen elektroni
schen Schaltgerät teilweise mit einem integrierten Schaltkreis, also einem
lators 1, den Schaltverstärker 2 mit dem Demodulator 3 und dem Schmitttrigger 4,
eine Reglereinheit 8 und eine Programmiereinheit 9; in den Fig. 2 und 3 sind
Einzelheiten des IC7 nicht dargestellt.
Für den in den Figuren dargestellten induktiven Näherungsschalter gilt, daß
dann, wenn sich das nicht dargestellte Metallteil bis auf einen vorgegebenen
Schaltabstand genähert bzw. von einem vorgegebenen Schaltabstand entfernt hat,
wenn also der Oszillator 1 signifikant beeinflußt worden ist, die Schaltab
standeinstellung intern automatisch geändert wird, nämlich der Schaltabstand
verringert bzw. vergrößert wird, daß eine nach der Änderung der Schaltabstand
einstellung evtl. auftretende signifikante Änderung des Ausgangssignals des
Schaltverstärkers 2 nicht zu einer Änderung des Schaltzustands des nicht
dargestellten elektronischen Schalters führt, daß aus der signifikanten
Änderung des Ausgangssignals des Schaltverstärkers 2 der Zustandsindikator 6
angesteuert wird und daß nach einer vorgegebenen Umschaltzeit die Änderung
der Schaltabstandeinstellung wieder rückgängig gemacht wird.
In den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen eines erfindungs
gemäßen induktiven Näherungsschalters weist der Oszillator 1 ein Schaltabstand-
Widerstandsnetzwerk 10 auf. Dabei wird durch eine signifikante Beeinflussung
des Oszillators 1 der wirksame Widerstandswert des Schaltabstand-Widerstands
netzwerks 10 geändert; es wird nämlich ein Einzelwiderstand 11 des Schalt
abstand-Widerstandsnetzwerks 10 kurzgeschlossen, und zwar durch einen vom
Ausgang des Schaltverstärkers 2 angesteuerten Schalttransistor 12.
Weiter oben ist bereits darauf hingewiesen worden, daß das IC7 eine Program
miereinheit 9 aufweist. Oie Programmiereinheit 9, die dem nicht dargestellten
elektronischen Schalter vorgeschaltet ist, gibt eine Öffner- oder Schließer
charakteristik vor. Eine nach der Änderung der Schaltabstandeinstellung auf
tretende signifikante Änderung des Ausgangssignals des Schaltverstärkers 2
führt deshalb nicht zu einer Änderung des Schaltzustands des nicht dargestell
ten elektronischen Schalters, weil dann, wenn nach der Änderung der Schalt
abstandeinstellung eine signifikante Änderung des Ausgangssignals des Schalt
verstärkers 2 auftritt, die Programmiereinheit 9 umprogrammiert wird.
Im folgenden soll nun nochmals die Funktionsweise des in den Figuren darge
stellten induktiven Näherungsschalters erläutert werden:
Nähert sich das nicht dargestellte Metallteil bis auf einen vorgegebenen
Schaltabstand, dann führt dies zu einer signifikanten Änderung des Ausgangs
signals des Schaltverstärkers 2. Dadurch wird einerseits der nicht dargestell
elektronische Schalter umgesteuert, wird andererseits die Schaltabstandein
stellung geändert, nämlich der wirksame Schaltabstand verringert, und zwar
dadurch, daß der Einzelwiderstand 11 des Schaltabstand-Widerstandsnetzwerks 10
kurzgeschlossen wird. Ändert sich nun das Ausgangssignal des Schaltverstär
kers 2 signifikant, dann wird diese Information in bezug auf den Schaltzu
stand des nicht dargestellten elektronischen Schalters "unterdrückt"; es
wird nämlich die Programmiereinheit 9 umprogrammiert. Gleichzeitig wird der
Einzelwiderstand 11 des Schaltabstand-Widerstandsnetzwerks 10 wieder "akti
viert", die zuvor erläuterte Änderung der Schaltabstandeinstellung wird also
wieder rückgängig gemacht. Das zuvor erläuterte Funktionsspiel wiederholt
sich ständig, so daß der Indikatorausgang 13 des Schaltverstärkers 2 ständig
umschaltet. Diese Umschaltung am Indikatorausgang 13 des Schaltverstärkers 2
wird mit Hilfe des Zustandsindikators 6 angezeigt; eine am Indikatorausgang 13
des Schaltverstärkers 2 auftretende, ständig sich wiederholende Umschaltung
ist also ein lndiz dafür, daß sich das den Oszillator 1 beeinflussende,
nicht dargestellte Metallteil im "unsicheren Bereich" befindet.
Führt die zuvor erläuterte Änderung der Schaltabstandeinstellung nicht zu einer
signifikanten Änderung des Ausgangssignals des Schaltverstärkers 2, so tritt
am Indikatorausgang 13 des Schaltverstärkers 2 eine Umschaltung nicht auf.
Das den Oszillator 1 beeinflussende, nicht dargestellte Metallteil befindet
sich also im "sicheren Bereich".
Bei der zuvor erläuterten Arbeitsweise indiziert der Zustandsindikator 6 aktiv
den "unsicheren Bereich"; befindet sich das nicht dargestellte Metallteil im
"unsicheren Bereich", so leuchtet die als Zustandsindikator 6 vorgesehene LED.
Selbstverständlich kann durch eine einfache Inversion auch dafür gesorgt wer
den, daß dann, wenn sich das nicht dargestellte Metallteil im "sicheren
Bereich" befindet, die als Zustandsindikator 6 vorgesehene LED leuchtet.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 wird der "unsichere Bereich"
unterhalb und oberhalb des theoretischen Schaltpunktes indiziert. Demgegenüber
wird im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 nur ein Teil des "unsicheren Bereiches"
indiziert, nämlich der unterhalb des theoretischen Schaltpunktes liegende
"unsichere Bereich".
Die Figuren zeigen im übrigen Schaltungsdetails, die zuvor nicht beschrieben
worden sind, die der Fachmann jedoch ohne weiteres diesen Figuren entnehmen
kann. Alle Schaltungsdetails, die die Figuren zeigen, gehören zur Erfindung,
auch wenn sie zuvor nicht beschrieben worden sind.
Einige der in den Figuren dargestellten Schaltungsdetails sollen nun noch kurz
angesprochen werden:
Führt der Indikatorausgang 13 des Schaltverstärkers 2 das Signal L, so ist der
Schalttransistor 12 leitend, der Einzelwiderstand 11 des Schaltabstand-Wider
standsnetzwerks 10 kurzgeschlossen (in Fig. 1 ist der Schalttransistor 12 "nor
mal betrieben" dargestellt. Im Gegensatz dazu ist in Fig. 2 der Schalttran
sistor 12 "invers betrieben" dargestellt, wodurch eine geringere Sättigungs
spannung erreicht wird.). Sobald am Verbindungspunkt einer am Indikatorausgang
13 des Signalverstärkers 2 liegenden Reihenschaltung aus einem Ladewiderstand 14
und einem Ladekonsator 15 das Signal L ansteht, führt der Ausgang eines dort
mit seinem Eingang angeschlossenen Schmitt-Triggers 16 das Signal L. Der Aus
gang des Schmitt-Triggers 16 geht an einen Eingang eines aus zwei NOR-Gatter 17,
18 bestehenden Exklusiv-ODER-Gatters 19, dessen anderer Eingang am Indikator
ausgang 13 des Schaltverstärkers 2 liegt. Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gat
ters 19 liegt an einem Eingang der als Exklusiv-ODER-Gatter ausgeführten Pro
grammiereinheit 9, deren anderer Eingang am Schaltausgang 20 des Schaltverstär
kers 2 liegt.
Das, was vorher erläutert worden ist, gilt für einen Teil der in den Fig. 1
und 2 dargestellten Schaltungsdetails. In Bezug auf von in Fig. 3 dargestellten
Schaltungsdetails noch folgendes:
Bei der in Fig. 3 dargestellten schaltungstechnischen Realisierung eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen induktiven Näherungs schalters ist - statt des gemäß den Fig. 1 und 2 vorgesehenen Schalttransistors 12 - ein NAND-Gatter 21 vorgesehen, dessen Eingänge miteinander verbunden sind, so daß am Ausgang ein gegenüber dem Signal am Eingang inverses Signal ent steht. Die beiden Eingänge des NAND-Gatters 21 liegen am Indikatorausgang 13 des Schaltverstärkers 2. Am Indikatorausgang 13 des Schaltverstärkers 2 lie gen auch die beiden miteinander verbundenen Eingänge eines weiteren NAND-Gat ters 22, dessen Ausgang mit einem Eingang eines dritten NAND-Gatters 23 ver bunden ist. Der zweite Eingang des dritten NAND-Gatters 23 liegt am Schalt gerätausgang 25, während an den Ausgang des dritten NAND-Gatters 23 die Katho de des als Leuchtdiode ausgeführten zweiten Zustandsindikators 6 angeschlos sen ist. Ein an den Indikatorausgang 13 angeschlossener Ladekondensator 26 mit einem parallelgeschalteten Entladetransistor 27, der wieder invers betrie ben ist, verhindert, daß das Schaltgerät nicht schaltet. Schließlich ist noch ein - wiederum invers betriebener - Hysteresetransistor 28 vorgesehen, mit dem ein Hysteresewiderstand 29 kurzschließbar ist.
Bei der in Fig. 3 dargestellten schaltungstechnischen Realisierung eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen induktiven Näherungs schalters ist - statt des gemäß den Fig. 1 und 2 vorgesehenen Schalttransistors 12 - ein NAND-Gatter 21 vorgesehen, dessen Eingänge miteinander verbunden sind, so daß am Ausgang ein gegenüber dem Signal am Eingang inverses Signal ent steht. Die beiden Eingänge des NAND-Gatters 21 liegen am Indikatorausgang 13 des Schaltverstärkers 2. Am Indikatorausgang 13 des Schaltverstärkers 2 lie gen auch die beiden miteinander verbundenen Eingänge eines weiteren NAND-Gat ters 22, dessen Ausgang mit einem Eingang eines dritten NAND-Gatters 23 ver bunden ist. Der zweite Eingang des dritten NAND-Gatters 23 liegt am Schalt gerätausgang 25, während an den Ausgang des dritten NAND-Gatters 23 die Katho de des als Leuchtdiode ausgeführten zweiten Zustandsindikators 6 angeschlos sen ist. Ein an den Indikatorausgang 13 angeschlossener Ladekondensator 26 mit einem parallelgeschalteten Entladetransistor 27, der wieder invers betrie ben ist, verhindert, daß das Schaltgerät nicht schaltet. Schließlich ist noch ein - wiederum invers betriebener - Hysteresetransistor 28 vorgesehen, mit dem ein Hysteresewiderstand 29 kurzschließbar ist.
Claims (5)
1. Elektronisches Schaltgerät, z. B. induktiver, kapazitiver oder optoelek
tronischer Näherungsschalter oder Strömungswächter, mit einem von außen be
einflußbaren Anwesenheitsindikator, z. B. einem Oszillator, mit einem dem
Anwesenheitsindikator nachgeordneten Schaltverstärker, mit einem von dem
Anwesenheitsindikator über den Schaltverstärker steuerbaren elektronischen
Schalter, z. B. einem Transistor, einem Thyristor oder einem Triac, und mit
einem Zustandsindikator, wobei der Anwesenheitsindikator dann den Schaltzu
stand des elektronischen Schalters umsteuert, wenn der Beeinflussungszustand
des Anwesenheitsindikators eine vorgegebene Ansprechschwelle überschreitet
oder unterschreitet, und wobei durch den Zustandsindikator unterschiedliche
Beeinflussungszustände des Anwesenheitsindikators bzw. unterschiedliche
Schaltzustände des elektronischen Schalters angezeigt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zustandsindikator oder ein weiterer Zustandsindi
kator (6) anzeigt, ob sich der Beeinflussungszustand des Anwesenheitsindi
kators, wenn er eine vorgegebene Ansprechschwelle überschritten oder unter
schritten hat, in einem "sicheren Bereich" oder in einem "unsicheren Bereich"
befindet.
2. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1 in der Ausführungsform als in
duktiver Näherungsschalter mit einem Oszillator als Anwesenheitsindikator,
wobei der Oszillator durch ein sich näherndes bzw. sich entfernendes Metall
teil beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn sich das Metall
teil bis auf einen vorgegebenen Schaltabstand genähert bzw. von einem vorge
gebenen Schaltabstand entfernt hat, wenn also der Oszillator (1) signifikant
beeinflußt worden ist, die Schaltabstandeinstellung intern automatisch geän
dert wird, nämlich der Schaltabstand verringert bzw. vergrößert wird, daß
eine nach der Änderung der Schaltabstandeinstellung evtl. auftretende signi
fikante Änderung des Ausgangssignals des Schaltverstärkers (2) nicht zu einer
Änderung des Schaltzustands des elektronischen Schalters führt, daß aus der
signifikanten Änderung des Ausgangssignals des Schaltverstärkers (2) der Zu
standsindikator oder der weitere Zustandsindikator (6) angesteuert wird und
daß nach einer vorgegebenen Umschaltzeit die Änderung der Schaltabstandein
stellung wieder rückgängig gemacht wird.
3. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 2, wobei der Oszillator zur
Schaltabstandeinstellung einen Schaltabstandwiderstand oder ein Schaltabstand-
Widerstandsnetzwerk aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine signi
fikante Beeinflussung des Oszillators (1) der wirksame Widerstandswert des
Schaltabstand-Widerstands bzw. des Schaltabstand-Widerstandsnetzwerks (10)
geändert wird.
4. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 3, wobei der Oszillator zur Schalt
abstandeinstellung ein Schaltabstand-Widerstandsnetzwerk aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß durch eine signifikante Beeinflussung des Oszillators (1)
ein Einzelwiderstand (11) des Schaltabstand-Widerstandsnetzwerks (10) kurz
geschlossen wird.
5. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei dem elek
tronischen Schalter eine eine Öffner- oder Schließercharakteristik vorgebende
Programmiereinheit vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn
nach der Änderung der Schaltabstandeinstellung eine signifikante Änderung
des Ausgangssignals des Schaltverstärkers (2) auftritt, die Programmierein
heit (9) umprogrammiert wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
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D4 | Patent maintained restricted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |