DE4320994A1 - Sensor mit einem Reedkontakt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor mit einem Reedkontakt, der von einem sich zu letzterem relativ bewegenden magnetisch leitfähigen Element betätigbar ist.

Reedkontakte können neben der Anwendung in Reedrelais auch als Sensoren eingesetzt werden. Dabei ist es üblich, den Reedkontakt mit Hilfe eines getrennt zu montierenden Magneten zu betätigen, der sich relativ zum Reedschalter bewegt. Durch diese Bewegung ändert sich der magnetische Fluß im Luftspalt des Reedkontaktes, was ihn - in Abhängigkeit von der momen­ tanen Erregung - schließen oder öffnen läßt. Dieses Prinzip hat den Nachteil, daß der Anwender stets einen Reedsensor und einen exakt dazu passenden Magneten getrennt montieren muß. Dabei hat er zugleich auf die Anordnung dieser Teile zu ach­ ten, da sich je nach Position auch unerwünschte Nebenschalt­ punkte ergeben können. Eine Ausnahme bilden bisher lediglich sogenannte Gabelmagnetschranken, bei denen ein Blech zur Be­ tätigung zwischen Magnet und Reedschalter geschoben werden muß.

Da es für den Anwender von großem Vorteil wäre, wenn der Reedsensor eine kompakte Einheit bilden würde, die er ähnlich einem induktiven Näherungsschalter durch Annäherung eines be­ liebigen Eisenteiles betätigen könnte, hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, einen Sensor der eingangs beschriebenen Art zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Ausgestaltungen an.

Erfindungsgemäß enthält der Sensor zwei einander antiparallel zugeordnete Magneten sowie einen Reedschalter, dessen magne­ tisch leitfähige Drahtenden jeweils an einem der Magneten je­ nen Bereich abgreifen, in dem kein magnetisches Feld aus­ tritt.

Die Magneten können grundsätzlich beliebige Gestalt aufwei­ sen, jedoch gehören zwei Stabmagneten zu einer bevorzugten Ausführungsform, da bei ihnen der genannte Bereich zugleich mechanische Mitte ist.

Zum Zweck der Betätigung wird zwischen dem Nordpol des einen Magneten und dem Südpol des andren Magneten ein magnetisch leitfähiges Element angenähert. Hierdurch verkürzt sich zunächst einmal der magnetische Kreis über die Magneten, was einen Anstieg der Flußdichte zur Folge hat. Dieser aber ist für die Funktion des Sensors noch nicht ausschlaggebend; ent­ scheidend ist ein in diesem Falle durch den Reedschalter ent­ stehender Differenzfluß, der den Reedschalter betätigt.

Ersatzweise können die beiden Magnete nun im Falle extremer Annäherung als Reihenschaltung über das magnetisch leitfähige Element betrachtet werden. In dieser Anordnung gibt es selbstverständlich ebenfalls eine Nullstelle in der Aus­ trittsfeldstärke. Diese liegt nur aber in der Mitte des betä­ tigenden Elementes und nicht mehr am Ende des Reedkontaktes. Dadurch kann der Reedschalter nun einen erheblichen magneti­ schen Fluß abgreifen und ist geschlossen.

Der erfindungsgemäß ausgestaltete Sensor ist beidseitig ver­ wendbar, da es für das Funktionsprinzip keine Rolle spielt, welche Pole durch das magnetisch leitfähige Element verbunden werden. Auch wird es möglich, einen der Magneten durch ein magnetisch leitfähiges Teil zu ersetzen; der Sensor ist immer dann funktionsfähig, wenn er sowohl am Magnet als auch am ma­ gnetisch leitfähigen Ersatzbauteil die magnetische Mitte ab­ greift.

Vorteilhafterweise kann der Sensor teilweise mit einer magne­ tischen Abschirmung umgeben werden, solange diese auf die beiden Flüsse an den Stirnseiten des Sensors gleichermaßen Einfluß nimmt. Damit läßt sich eine weitgehende Unabhängig­ keit der Schaltwege vom Montageort erreichen.

Durch eine Montage des Reedkontaktes außerhalb der magneti­ schen Mitte läßt sich ein definierter Ruhefluß durch den Reedschalter erzielen, der je nach betätigter Sensorfläche durch das magnetisch leitfähige Element vergrößert oder ver­ ringert wird. So lassen sich neben dem oben beschriebenen Schließer auch Öffner und bistabile Schalter herstellen.

Da bei dem erfindungsgemäßen Sensor das magnetische Feld im Vergleich zu einem herkömmlichen Sensor auf einem relativ eng definierten Weg geführt wird, verfügt der verbesserte Sensor über relativ enge und präzise Schaltwege.

Der Sensor nach der Erfindung bietet dem Anwender vielfältige Möglichkeiten zur Betätigung. Dabei ist es nicht mehr Sache des Anwenders, für die passende Auswahl von Reedschalter und Magnet zu sorgen, da er ein komplettes System erhält. Die in der Praxis gewählte Gestaltung der Bauform läßt viele Varia­ tionen zu, die nichts am Prinzip ändern.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt jeweils schematisch in ihren drei Figuren Schaltbilder.

Ein Sensor 10 weist in Fig. 1 einen Reedkontakt 12 mit Reedschalter 14 zwischen zwei parallel verlaufenden, jedoch antiparallel angeordneten Stabmagneten 16, 17 auf. Der Reed­ kontakt 12 ist so angeordnet, daß seine magnetisch leitfähi­ gen Drahtenden 18, 19 an jedem Stabmagneten 16, 17 die Stelle abgreifen, an der kein magnetisches Feld austritt, also bei der dargestellten Ausführung die mechanische Mitte.

Dank der antiparallelen Ausrichtung der beiden Magneten 16, 17 liegt an beiden Stirnseiten des Sensors 10 ein Magnetfeld M vor, dessen Feldlinien 20 vom Magneten 16 zum Magneten 17 verlaufen. Da der Reedkontakt 12 beidseitig an der neutralen Mitte der Stabmagneten 16, 17 anliegt, verläuft durch ihn kein Differenzfluß.

Nähert sich ein magnetisch leitfähiges Teil 22 einer der bei­ den Stirnseiten dieses Sensors 10, entsteht im Ergebnis ein Differenzfluß D durch den Reedschalter 14, der ihn betätigt.

Gemäß Fig. 3 sind die beiden Stabmagneten 16, 17 im Falle ex­ tremer Annäherung über das magnetisch leitfähige Teil 22 in Reihe geschaltet. In dieser Anordnung liegt die Nullstelle in der Austrittsfeldstärke in der Mitte des magnetisch leitfähi­ ges Teiles 22.

Claims (7)

1. Sensor mit einem Reedkontakt, der von einem sich zu letzterem relativ bewegenden magnetisch leitfähigen Element betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (10) zwei einander antiparallel zugeord­ nete magnetisch leitfähige Elemente, insbesondere Ma­ gnete (16, 17), enthält sowie einen Reedschalter (14), dessen magnetisch leitfähige Drahtenden (18, 19) jeweils an einem der magnetisch leitfähigen Elemente den Be­ reich ohne magnetisches Feld abgreifen.

2. Sensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen den Reedschalter (14) durchflutenden Differenzfluß (D).

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Reedkontakt (12) zugeordneten Magneten (16, 17) Stabmagneten sind.

4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß einer der Magneten (16, 17) durch ein magnetisch leitfähiges Element ersetzt ist.

5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß den Sensor (10) eine die beiden ma­ gnetischen Flüsse an den Stirnseiten des Sensors glei­ chermaßen beeinflussende magnetische Abschirmung um­ gibt.

6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magneten (16, 17) mit dem Reedkon­ takt (12) in Reihe geschaltet sind.

7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Nordpol des einen Magne­ ten (17) und dem Südpol des anderen Magneten (18) ein magnetisch leitfähiges Element (22) angeordnet ist.