DE4414748A1

DE4414748A1 - Näherungssensor

Info

Publication number: DE4414748A1
Application number: DE4414748A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Bihl; Eckhard Dipl Ing Berg; Gunther Dr Kegel
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1995-10-26

Description

Die Erfindung betrifft einen Näherungssensor, insbesondere berührungslos arbeitender induktiver oder kapazitiver Näherungsschalter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, daß berührungslos arbeitende Näherungssensoren, insbesondere Näherungsschalter, oft durch mechanische Beschädigungen, wie Abrasion oder Eindrücken, durch vorbeifahrende Werkstücke oder sich nähernde und wieder entfernende Maschinenteile zerstört werden. Das wird in der Regel erst dann erkannt, wenn es durch Ausfall eines Sensors zu einer Betriebsstörung in der mit den Näherungssensoren ausgerüsteten Anlage kommt. Solche Betriebsstörungen können nicht unerhebliche Stillstandszeiten und Kosten verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Näherungssensor der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der ein möglicherweise bevorstehender Ausfall eines Näherungssensors durch ein vorbeifahrendes Maschinenteil oder Werkzeug bemerkt wird, bevor es zum eigentlichen Ausfall des Näherungssensors und somit zu einer Betriebsstörung der übergeordneten Anlage kommt; ebenso soll der Näherungssensor sich zu überwachen in der Lage sein.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß vor dem Sensorsystem, dem Beeinflussungsraum zugewandt, ein elektrischer Leiter über das Sensorsystem verläuft, dessen Impedanz mittels einer elektrischen Energiequelle gemessen und ausgewertet wird und ein Warnsignal abzugeben imstande ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In vorteilhafter Weise wird bei mechanischen Beschädigungen durch ein vorbeifahrendes Werkzeug oder Maschinenteil, welches sich dem Näherungssensor unter Verringerung des Abstandes in unzulässiger Weise nähert, zunächst der elektrische Leiter vor dem eigentlichen Sensorsystem beschädigt oder unterbrochen, beispielsweise der vordere Gehäuseteil, wie Kunststoffkappe oder Kunststoffbecher, abgelöst und beispielsweise mitsamt dem elektrischen Draht abgerissen. Aufgrund der fortlaufenden Messung der Impedanz, beispielsweise des ohmschen Widerstandes, des elektrischen Leiters kann somit eine Beschädigung oder Abtrennung des elektrischen Leiters sofort vom Sensorsystem erkannt werden und eine Reaktion eingeleitet werden, bevor das eigentliche Sensorsystem in seiner Funktion beeinträchtigt oder gar zerstört wird. Ein Austausch des betroffenen Näherungssensors ist anschließend im Rahmen einer Wartung ohne erhebliche Stillstandszeit der betreffenden Anlage möglich, da keine umfangreichen Reparaturen notwendig sind.

In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der elektrische Leiter vor dem eigentlichen Sensorsystem als Spule mit einer oder mehreren Windungen als Testspule ausgebildet sein, was insbesondere für induktive Näherungsschalter vorteilhaft ist. Eine derartige Testspule erfüllt damit zwei Zwecke, zum einen meldet sie, wie oben beschrieben, die Unter brechung der Testspule bei einer mechanischen Kollision eines Werkstücks oder Maschinenteils mit dem vorderen Sensorgehäuse bzw. dem Kunst stoffbecher des Sensorgehäuses. Zum anderen kann über die Testspule die tatsächliche Funktion des eigentlichen Sensorsystems jederzeit überprüft werden, indem die Testspule kurzzeitig mittels einer Testschaltung kurz geschlossen bzw. mit einer vorgegebenen Impedanz oder Impulsfolge abge schlossen wird, wodurch eine Bedämpfung der Sensorspule des eigentlichen Sensorsystems bewirkt wird; diese Bedämpfung wird vom Sensorsystem verarbeitet und dessen Ausgangssignal kann von der Testschaltung in geeigneter Weise ausgewertet und angezeigt werden. Auf diese Weise ist eine Aussage über die Funktionsfähigkeit des Sensorsystems möglich.

Zwei Beispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und anschließend beschrieben.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Sensorsystems mit einem vor demselben verlaufenden elektrischen Leiter,

Fig. 2 ein Sensorsystem mit einem vor demselben angeordneten elektrischen Leiter, der in Form einer Testspule mit Eineinhalb windungen ausgestaltet ist und

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Sensorsystem in Fig. 1, welches in einen Kunststoffbecher eingebaut ist.

Gemäß der Fig. 1 ist ein Sensorsystem 1 eines Näherungssensors auf einem Schaltungsträger 2 angeordnet und beispielsweise von einem Schalenkern 3 umgeben und innerhalb eines Gehäuses angeordnet.

Vor dem Sensorsystem 1 mit einem Schalenkern 3 aus Ferrit, und zwar in Richtung des Beeinflussungsraumes, ist über das Sensorsystem 1 und vorzugsweise auch über den Schalenkern 3 ein elektrischer Leiter 4 quer hinweggeführt, der nach dem Durchmesser des Schalenkerns 3 abgebogen und auf den Schaltungsträger 2 geführt ist und dort mit einer elektrischen Energiequelle und einer Auswerteschaltung verbunden ist, mittels der die Impedanz, beispielsweise der ohmsche Widerstand, des elektrischen Leiters 4 gemessen und ausgewertet werden kann. Bei einer Unterbrechung des elektrischen Leiters 4 durch Abrasion oder sonstige Zerstörung, beispielsweise durch das zu nahe Vorbeifahren eines Werkstücks oder Maschinenteils, wird ein Warnsignal ausgelöst, welches beispielsweise die Anlage stillsetzt.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausgestaltung eines Näherungssensors wie Fig. 1, bei der der elektrische Leiter in Form einer Spule 6 als Testspule gewunden ist und vor dem eigentlichen Sensorsystem 1 sowie dem Schalenkern 3 angeordnet ist.

Gemäß Fig. 3 kann der elektrische Leiter 4 oder die Spule 6 innerhalb eines Kunststoffbechers 8 oder einer Kunststoffkappe oder eines sonstigen Gehäuses angeordnet sein, welches relativ weich sein kann und bei Annäherung eines Werkstücks oder Maschinenteils mitsamt dem elektrischen Leiter 4 oder 6 zuerst zerstört oder beschädigt wird, ohne daß sofort das eigentliche Sensorsystem 1 mit Schalenkern 3 und dem Sensorspulensystem 7 in Mitleidenschaft gezogen wird.

Bezugszeichenliste

1 Sensorsystem
2, 5 Schaltungsträger
3 Schalenkern
4 elektrischer Draht
6 elektrische Spulenwindung
7 Spulensystem
8 Kunststoffbecher

Claims

1. Näherungssensor, vorzugsweise berührungslos arbeitender induktiver oder kapazitiver Näherungsschalter, bestehend aus einem Sensorsystem (1) auf einem Schaltungsträger (2, 5), die gemeinsam innerhalb eines Gehäuses (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Sensorsystem (1), dem Beeinflussungsraum zugewandt, ein über das Sensorsystem (1) verlaufender elektrischer Leiter (4, 6) angeordnet ist, dessen Impedanz mittels einer elektrischen Energiequelle gemessen und ausgewertet wird und ein Warnsignal abzugeben imstande ist.

2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Impedanz der ohmsche Widerstand des Leiters (4, 6) gemessen wird.

3. Näherungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (4, 6) innerhalb des Gehäuses (8) quer über das Sensorsystem (1) verläuft.

4. Näherungssensor nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter eine elektrische Spule (6) ist und eine Testspule darstellt, die kurzzeitig an eine Testschaltung anschließbar ist zur Bestimmung der Bedämpfung der Sensorspule (7) des Sensorsystems (1).

5. Näherungssensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Impedanz des elektrischen Leiters (4, 6) fortlaufend erfolgt.