DE8233796U1

DE8233796U1 - Magnetfeldabhängiger induktiver Näherungsschalter

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Publication number: DE8233796U1
Application number: DE19828233796
Authority: DE
Original assignee: Werner Turck & Co Kg 5884 Halver De GmbH
Current assignee: Werner Turck & Co Kg 5884 Halver De GmbH
Priority date: 1982-12-02
Filing date: 1982-12-02
Publication date: 1987-01-15

Description

Magnetfeldabhängiger induktiver Näherungsschalter

Die Erfindung betrifft einen magnetfeldabhängigen induktiven Näherungsschalter, welcher eine Spulenanordnung mit einem ferromagnetischen Kern, der sättigungsempfindlich gegenüber dem zu erfassenden Magnetfeld ist, und eine elektronische Auswertschaltung zur Auslösung eines Schaltvorganges bei einer bestimmten Kernsättigung aufweist.

Ein derartiger magnetfeldabhängiger Schalter ist durch die FR-OS 24 25 648 bekannt. Dort ist der magnetische Kern als geschlossener Ringkern ausgebildet, der von einer Spule umschlossen ist, die mit Wechselstrom von etwa 50 tnA und einer Frequenz von 10 kHz gespeist wird. Durch einen sich annähernden Permanentmagneten wird der Ringkern in Sättigung getrieben und, damit die Induktivität geändert. Der von der

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Induktivität abhängige Spannungsabfall an den Spulenenden wird als Signal zur Auslösung eines Schaltvorganges verwendet. Dieser Schalter kann zwar von einem Permanentmagnet durch eine nichtferromagnetische Wand hindurch ausgelöst werden, jedoch erfordert der Schalter einen hohen Versorgungsstrom, weshalb er beispielsweise bei komplizierteren, mit vielen Hydraulik- oder Pneumatikeinrichtungen versehenen Fertigungsautomaten mit ihren oft einigen hundert Annäherungs-Meßstellen nicht eingesetzt werden kann.Außerdem ist der Aufbau derartiger Schalter kompliziert. .

Für Annäherungs-Meßstellen sind induktive Annäherungsschalter bekannt, die einen Hochfrequenzoszillator aufweisen, dessen Hochfrequenzfeld ein Sensorfeld für einen sich annähernden metallischen Auslöser bildet. Dem Hochfrequenzfeld wird durch den eintauchenden Auslöser Energie entzogen, was eine Dämpfung des Schwingkreises und damit eine Änderung des Steuerpotenti ales für den elektronischen Schalter zur Folge hat. Bei solchen, beispielsweise durch die DE-PS 19 24 279 und 28 27 591 bekannten Annäherungsschaltern kann aber eine Auslösung nicht durch eine Metallwand hindurch, beispielsweise durch die Wandung eines V2A-Stahlbehälters hindurch erfolgen, da eine solche Metallwand vom elektromagnetischen Hochfrequenzfeld nicht mehr so durchdrungen wird, daß auf der Rückseite der Metall-

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wand noch mittels einer Metallfahne oder dgl. eine Bedämpfung oder Verstimmung des Schwingkreises des Annäherungsschalter bewirkt werden könnte.

Durch die DE-AS 27 39 967 ist ein Annäherungsschalter bekannt, bei welchem der Schwingkreis eines Hochfrequenzoszillators so innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, daß Metalle und andere Gegenstände nur eine sehr geringe, zum Auslösen eines Schaltvorganges nicht ausreichende Dämpfung oder Verstimmung bewirken. Die Auslösung erfolgt dort durch Annäherung eines speziellen, auf den Hochfrequenzoszillator abgestimmten Auslöseschwingkreises, womit dort sichergestellt wird, daß durch beliebige fremde Gegenstände kein Schaltvorgang ausgelöst werden kann. Auch dieser be-.kannte, zwei Hochfrequenzoszillatoren umfassende Annäherungsschalter ist nicht als ein durch eine Metallwand hindurchwirkender Schalter einsetzbar, da die beiderseitigen Hochfrequenzfelder durch eine solche Metallwand störend gedämpft und abgeschnitten würden.

Durch die DE-PS 28 29 880 ist ferner ein elektronischer, berührungslos arbeitender Sicherheitsschalter mit einem von außen beeinflußbaren Oszillator bekannt, bei welchem das Auslöseglied ein schalenförmiger Ferritkern ist, der das Gegenstück zum Ferritkern des Oszialtetors bildet.

Der Rückkopplungswiderstand ist dort so eingestellt, daß die Amplitude der Schwingung sehr klein wird. Taucht ein Metallteil in das Hochfrequenzfeld ein, reißen in üblicher Weise die Schwingungen ab, was dort aber nicht zur Erzeugung eines Signales ausgenutzt wird. Taucht dort dagegen der Auslöser-Ferritkern in das Hochfrequenzfeld ein, steigt die Amplitude der Schwingung so stark an, daß ein Ausgangsrelais anspricht. Auch dieser Sicherheitsschalter ist nicht einsetzbar in Fällen, in denen eine Metallwand hindurch Schaltvorgänge ausgelöst werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetfeldabhängigen Schalter zu schaffen, dessen Strombedarf sehr gering ist, z. B. in der Größenordnung von 0,1 bis 5,0 Milliampere liegt ,und mit dem durch eine nichtferromagnetische Wand hindurch ein Magnetfeld erfaßt und zur Auslösung von Schaltvorgängen ausgenutzt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Spulenanordnung das induktive Glied einer Hochfrequenz-Oszillatorschaltung ist, deren Hochfrequenzschwingungsfeld zur Seite des zu erfassenden Magnetfeldes hin im wesentlichen innerhalb des Schalters eingeschlossen ist und deren vom Grad der Kernsättigung abhängige Schwingungsamplitude von der Auswertschaltung erfaßt wird, welche bei Unterschreiten eines Amplitudsngrenzwertes den Schaltvorgang auslöst.

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Der Schalter nach der Erfindung erbringt den Vorteil, daß er preiswert herstellbar ist und nur einen geringen Versorgungsstrom in der Größenordnung von 0,1 bis 5 Milliampere benötigt. Da die Oszillatorschwingungen sprunghaft bei einer bestimmten Kernsättigung abreißen, kann der Schalter mit hoher Ansprechgenauigkeit hergestellt werden. Da der Schalter durch nichtaferromagnetische Wände hindurch betätigt werden kann, bietet er neuartige Verwendungsmöglichkeiten als Annäherungsschalter.

Bei dem Schalter nach der Erfindung besitzt die Oszillatorschaltung vorzugsweise einen die Spule schließenden Schalenkern oder Ferrittopf mit Mittelbutzen, wie diese bei den üblichen induktiven, berührungslos arbeitenden Annäherungsschaltern bekannt sind. Der Einschluß des Hochfrequenzschwingfeldes kann der Erfindung zufolge auf verschiedene Arten verwirklicht werden. Gemäß einer Ausführungsform kann der Ferrittopf an seiner offenen Seite durch ein diametrales Kurzschlußjoch geschlossen sein. Ein solches Kurzschlußjoch kann dabei aus einem identischen Ferrittopf bestehen, wobei beide Ferrittöpfe mit ihren offenen Seiten gegeneinander gesetzt sind. Das Kurzschlußjoch kann aber auch plattenförmig ausgebildet sein, den Ferrittopf beidseitig überragen und mit verbreiterten Enden zum verstärkten Einfagen eines äußeren Magnetfeldes versehen sein und in seinem zentralen

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Bereich eine Querschnittseinengungsstelle aufweisen. An dieser Querschnittseinengungsstelle liegt somit eine besonders sättigungsempfindliche Stelle im geschlossenen Magnetkreis vor.

Alternativ kann der Einschluß des Hochfrequenzschwingfeldes auch dadurch erreicht werden, daß das Schwingungsfeld der Oszillatorschaltung durch eine großräumige mechanische Einkapselung nach außen hin gegen eine Beeinflussung durch Metalle geschützt ist. Dabei kann beispielsweise der Ferrittopf mit seiner offenen Seite zum Gehäuseinnenraum hm gerichtet sein, wobei dann sein Boden zur Seite des zu erfassenden Magnetfeldes hin gewandt ist. Der Erfindung zufolge ist es ferner möglich, den Magnetkern außermittig in der mechanischen Einkapselung anzuordnen derart, daß er in einer oder mehreren bestimmten Annäherungsrichtungen von einem Auslösermagnet in die Sättigung treibbar ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann auch der Magnetkern mit einer oder mehreren Einschnürungen zur örtlichen Erhöhung der magnetischen Flußdichte versehen sein. Vorteilhafterweise kann der Magnetkern an Übergang von Zentralteil und Boden mit einer solchen Einschnürung versehen sein. Es genügt aber, wenn nur ein kleiner Teilbereich des Oszillatormagnetfeldkreises in dis Sättigung gebracht wird.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß dem Schalter ein äußerer, im festen Abstand angeordneter Elektro- oder Permanentmagnet als Auslösemagnet zugeordnet ist und daß eine bewegliche, ferromagnetische Kurzschlußbrücke zur Abschirmung oder Freigabe des Magnetfeldes des Auslösemagneten zwischen Schalter und Auslösemagnet als eigentlicher Schaltauslöser vorgeseüen ist.

Der Erfindung zufolge kann der Magnetfeld-Schalter aber

I auch zugleich als ein induktiver, auf die Annäherung einer

L Metallfahne an seine aktive Fläche ansprechender An-

I näherungsschalter ausgebildet sein, welcher mit einer

.| anderen FlMche als der aktiven Fläche auf eine nicht-

I ferromagnetische Metallwand ohne Beeinflussung des

I Schwingkreises montierbar ist, wobei dann dem An

I näherungsschalter ein, dieser anderen Fläche anzu-

II nähernder Auslöser in Form eines Elektro- oder Permanent-

P magneten solcher Stärke zugeordnet ist, daß er bei einer

I bestimmten Annäherung den magnetischen Kern in die

I Sättigung treibt.Der Schalter kann dabei für ODER-Be tat "igung

oder auch für UND-Betätigung ausgelegt werden. Im letzteren

I Fall löst der Schalter nur dann ei.nen Schaltvorgang aus, wenn

,J eine Annäherung von Metall auf der einen Seite und gleich-

I zeitig die Annäherung eines ausreichenden Magnetfeldes auf

I der anderen Seite erfolgen. Eine UND-Betätigung ist von Vor-

§ teil für Sicherheitsschaltungen bei z. B. Pressen oder Auf-

% zügen.

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Durch die Erfindung wird die bisher bei induktiven Annäherungsschaltern nur als gefährlicher Störeinfluß bekannte Einwirkung äußerer Magnetfelder nutzbar gemacht, um den Oszillatorschwingkreis durch eine trennende Metallwand hindurch bedampfen zu können, um so gezielt Schaltvorgänge auszulösen. Der Schalter nach der Erfindung ist in seiner Einsatzmöglichkeit vergleichbar einem Reedkontaktschalter, wobei aber die Nachteile des Reeds' kontaktschalters, nämlich eine mögliche Fehlbetätigung bei |

mechanischen Erschütterungen oder ein mögliches Festkleben der | Kontakte, vermieden sind. Bei Verwendung eines Permanentmagneten ist vorteilhaft, daß es sich hier um ein passives Teil handelt, das keine eigene Stromversorgung benötigt. Ein weiterer großer Vorteil des Magnetfeldschalters nach der Erfindung besteht darin, daß dieser, falls er nur durch einen Auslösemagneten bzw. durch ein äußeres Magnetfeld betätigbar sein soll, nunmehr vollständig in einem Metallgehäuse, &zgr;. &Bgr;. aus korrosionsbeständigem V2A-Stahl, eingekapselt werden kann, so daß der Schalter gegen- r,.. über Korrosionsangriffen, Funkenflug, hohen hydraulischen Drücken u.s.w. völlig unempfindlich gemacht werden kann. Der Schalter ist zudem unempfindlich gegen magnetische Übersteuerung. Zum Aufbau des erfindungsgemäßen Magnetschalters kann von praktisch jedem bekannten Typ von induktiven Näherungsschalter ausgegangen werden, &zgr;. &Bgr; Gleichstrom (DC")-, Wechselstrom (AC)-, Allstrom - oder NAMÜR-Typen.

Schließlich kann der Schalter nach der Erfindung auch als Überstromwächter bei Hochspannungsleitungen verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. In der Zeichnung zeigen : .■·..··.··■:··

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Fig. 1 einen Schalter nach der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Ferritkernes des Schalters nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Verwendungsmöglichkeit des Magnet-Schalters nach Fig. 1,

Fig. 4 einen als Annäherungsschalter ausgebildeten Schalter nach der Erfindung,

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform eines als Annäherungsschalter ausgebildeten Schalters nach der Erfindung,

Fig. 6 einen üblichen induktiven Annäherungsschalter, der zugleich als Magnetfeldschalter nach der Erfindung ausgebildet ist,

Fig. 7 den induktiven Annäherungsschalter nach Fig. 6 in einer anderen. Montagelage, in der er ebenfalls zugleich als Magnetfeldschalter nach der Erfindung betreibbar ist,

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Fig. 8 den vorderen Ansprechteil und Auslöseteil eines weiteren Ausführungsbeispieles des Annäherungsschalters nach der Erfindung,

Fig. 9 und 10 zwei weitere abgewandelte Ausführungsformen des vorderen Ansprech- und Auslöseteils eines Annäherungsschalters,

Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Kurzschlußblech
und

Fig. 12 eine abgewandelte Ausführungsform mit einem Luftspalt im Magnetkreis. ·

Fig. 1 zeigt einen Schalter, der weitgehend in Anlehnung an einen induktiven Näherungsschalter aufgebaut ist, wie dieser beispielsweise in der DE-AS 29 43 911 beschrieben ist. Der Schalter besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einer Oszillatorschaltung 1 mit einem Ferritkern 2, einem Schaltverstärker 3, einem elektronischen Schaltglied 4, z. B. einem Transistor, Thyristor oder Triac, und aus einer Speiseschaltung 5 zur Erzeugung der Speisespannung für den Oszillabr 1 und den Schaltverstärker 3. Die Frequenz des Oszillators 1 liegt zwischen 50 kHz bis 5 Mega Hz.

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Der Ferritkern 2 besteht aus einem Schalenkern oder Ferrittopf 6 mit zentralem Pol 7 und den beiden äußeren Polen 8, 8 und einem den Ferrittopf 6 überbrückenden Kurzschlußjoch 9, welches an beiden Enden den Ferrittopf weit überragt und an seinen Enden-10, 11

stark verbreitert und auch materialmäßig verdickt ist.

Das Joch 9 ist im mittleren Bereich auf etwa den Außen-

durchmesser des Ferrittopfes 6 eingeengt und in seinem

ti zentralen Bereich mit einer besonders dünnen, sättigungs-

empfindlichen Stelle 12 versehen, an der die Materially stärke des Joches beispielsweise nur noch einige zehntel

Millimeter beträgt.

Fig. 3 veranschaulicht einen Einsatz des Magnetschalter als Uberstromwächter bei einer z. B. 100 000 V-Leitung, bei der die drei Stromschienen RST in einem Siliziumhexafluorid enthaltenden Aluminiumrohr 13 ve?-

laufen. Der Schalter 14 ist hier mit seinem Kurzschlußjoch 9 auf das Aluminiumrohr 13 aufgesetzt, wozu beim AusfUhrungsbeispiel der Anlageseite des KurzschluCbleches 9 die Krümmung des Rohres 13 gegeben ist. Das Kurzschlußjoch 9 ist mit seiner Längsachse in Umfangrichtung des Rohres 13 orientiert und ist damit optimal auf ein Auffangen der ringförmigen Magnetfelder der Stromschienen RST orientiert. In ungestörtem Betrieb schwingt der Oszillator, wobei sein elektromagnetisches Schwingungsfeld im wesentlichen nur innerhalb des die Spule 15 voll-■ S

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ständig umschließenden Ferritkernes 2 verläuft. Im zentralen Bereich des Joches 9 liegt wegen der Querschnittseinengung dann bereits eine relativ hohe Flußdichte vor, durch die aber eine Sättigung noch nicht bewirkt wird. Tritt ein bestimmter überstrom oder ein Kurzschluß bei der Hochspannungsanlage auf, fängt das Kurzschlußjoch 9 das dabei auftretende, verstärkte Magnetfeld auf, das wegen der Querschnittseinengung im zentralen Bereich des Kurzschlußjoches 9 zu einer so hohen Flußdichte führt, daß es dort zu einer Sättigung kommt. Dadurch wird der Oszillatorschwingkreis in einem so starkem Maße verstimmt, daß die ihm nachgeschaltete elektronische Auswertschaltung 3, 4, 5 ein Schaltsignal liefert. Da die aus Magnetkern 2 und Spule 15 bestehende Spulenanordnung 16 das induktive Glied eines Schwingkreises ist, weist der Schalter eine hohe Ansprechempfindlichkeit und - genauigkeit auf. Bei dem beschriebenen Anwendungsbeispiel können Ferritschalenkerne bzw. Ferrittöpfe 6 mit einem Außendurchmesser von nur 5,5 mm eingesetzt werden und kann der gesamte Schalter dementsprechend sehr klein gebaut werden.

Fig. 4 veranschaulicht einen Schalter, dessen Kern wiederum aus einem Ferrittopf 17 und einem magnetischen Kurzschlußjoch 18 mit einer Querschnittseinengung 19 im zentralen Bereich besteht. Dem Schalter 20 ist ein Auslöse-

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magnet 21 zugeordnet, welcher senkrecht in Richtung des Pfeiles 22 auf das Kurzschlußjoch 18 zubewegbar ist und eine solche Feldstärke aufweist, daß bei überschreiten des Anspiechabstandes A der Kern wiederum im Bereich seiner Querschnittseinengung 19 in eine Sättigung getrieben und hierdurch ein Schaltsignal bewirkt wird. Infolge der Einkapselung des Oszillatorschwingfeldes innerhalb des Ferrittopfes 17 und des Kurzschlußjoches 18 ist der Schalter unempfindlich gegenüber der Annäherung von nichtferromagnetischem Metall. Dies bedeutet, daß der Schalter 20 vom Magneten 21 auch durch eine nichtferromagnetische Metallwand, z. B. eine V2A-Behälterwand 23 hindurch ausgelöst werden kann.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist dem Schalter 20 ein gleicher Permanentmagnet 21'wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zugeordnet, der hier aber innerhalb der Ansprechzone A stationär befestigt ist. Zwischen dem Auslösemagneten 21'und einer nichtferromagnetischen Metallwand 23 ist eine bewegliche Platte 24 aus ferromagnetische!!! Material angeordnet, welche in der gezeigten Stellung nach Fig. 5 das Magnetfeld des Permanentmagneten 21'kurzschließt, so daß der Oszillator mit seiner normalen Frequenz schwingen kann. Wird die ferromagnetiscte Platte 24 weggezogen, treibt der Permanentmagnet 21'sofort den eingeengten Querschnittsbereich 19 in magnetische Sättigung.

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Fig. 6 zeigt einen sogenannten induktiven Annäherungs schalter 25 mit einem Kopfstück 26, in welchem eine Schwing kreisspule mit Ferritkern derart angeordnet ist, daß vor der gezeigten aktiven Fläche 27 ein Hochfrequenzfeld steht. Der Schwingkreis des Annäherungsschalters ist mit einer seitlichen Abschirmung 28 versehen und derart angeordnet und abgestimmt, daß der Annäherungsschalter 25 mit einer anderen Fläche 29 als seiner aktiven Fläche 27 an eine Metallwand 30, z. B. an eine Behälterwand aus V2A-Stahl, montiert werden kann, ohne daß hierdurch der Schwingkreis in einem solchen Maße bedämpft oder beeinflußt wird, daß es zur Auslösung eines Schaltbefehles kommt. Ein Schaltvorgang wird vielmehr in üblicher Weise durch Eintauchen eines Metallstückes oder einer Metallfahne 31 in das Hochfrequenzfeld vor der aktiven Fläche 27 ausgelöst.

Dem Annäherungsschalter nach Fig. 6 ist ein zweiter Auslöser in Form eines Auslösemagneten 32 zugeordnet, bei dem es sich um einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten handeln kann. Dieser Auslösemagnet 32 kann ,jenseits einer nichtferromagnetischen Metallwand 30 angeordnet werden und wird in Richtung des Doppelpfeiles 33 senkrecht zur Wand bzw. zur anderen Fläche 29 des Schalters durch das zu überwachende Maschinenteil od. dgl. bewegt. Bei überschreiten einer bestimmten Ansprechlinie 34 treibt der verhälLaismäßig starke Auslösemagnet 32 den Ferritkern des Schalters 25 in eine

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Sättigung, so daß die Schwingungen gedämpft werden und ein Schaltvorgang ausgelöst wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist der Kopf 26 des Annäherungsschalters 25 um 90 gedreht, so daß seine aktive Fläche 27 nunmehr der Metallwand 30 gegenüberliegt. Durch p. eine in das Hochfrequenzfeld eintauchende Metallfahne 31

>-i kann hier ein erstes Auslösesignal X erzeugt »erden.Ein

|| weiteres Auslöseoignal Y erfolgt durch den auf der Rückseite

£ der Metallwand 30 angeordneten Auslösemagneten 35, der hier

&idiagr; als U-förmiger Permanentmagnet dargestellt ist, der parallel

&phgr;. ( vergleiche Doppelpfeil 36 ) uder auch senkrecht zur Wand

; angenähert werden kann. Der schalenförmige Ferritkern 37 ist

■ hier am übergang zwischen seinem zentralen Teil 38 und seinem

f Boden 39 mit einer Querschnittseinengung 40 versehen, an der

&idigr;\ der Ferritkern bei einer bestimmten Annäherung des Auslöse-

^ magneten 35 eine magnetische Sättigung erfährt, durch die ein

• Schaltvorgang ausgelöst wird. Selbstverständlich kann der

'l· magnetische Kern auch an deren Stellen, z. B, an seinen Polen

I oder am übergang vom Boden zum Randteil mit Querschnitts-

■£ einengungen zur Erhöhung der örtlichen Magnetflußdichte ver-

% sehen sein. Die Signale X und Y werden an ein UND-Glied Z

&psgr;. geliefert, dessen Ausgang erst eine Betätigung des elek-

;| ironischen Schalters auslöst.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausbildung des Ferritschalenkernes entfällt das Kurzschlußjoch 9, bzw. 18 nach den Fig. 1 bis 5.

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Anstelle von schalenform!gen Ferritkernen können auch sogenannte Q-, X- oder RM - Kerne verwendet werden.

In Fällen, in denen eine doppelte Auslösemöglichkeit, speziell eine Auslösung durch ein beliebiges Metallteil \ nicht gegeben sein soll, wird das vor der aktiven Fläche 27 liegende Hochfrequenzfeld zweckmäßigerweise durch eine Haube mechanisch eingekapselt, so daß ein Eintauchen der Metallfahne 31 od. dgl. in das Hochfrequenzfeld nicht mehr möglich ist.

Fig. 8 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel den vorderen Teil eines aus Kunststoff oder Metall bestehenden Gehäuses eines Annäherungsschalters, bei.-welchem der Hochfrequenzoszillator als Magnetkern einen schalenförmigen Ferritkern 42 besitzt, zwischen dessen Zentralteil 43 und Randteil 44 eine Spule 45 aufgenommen ist. Der Ferritkern 42 ist mit seiner offenen Seite zur Stirnseite 46 des Gehäuses 41 gerichtet und weist einen solchen Abstand von der Stirnseite 46 auf, daß sein Hochfrequenzfeld- von einem schwacher; Streufeld abgesehen - innerhalb des Gehäuses 41 liegt.

Mittels eines Auslösemetallstückes kann folglich der Schwingkreis des Hochfrequenzoszillators nicht mehr in einem solchen Maße, bedämpft werden, daß die Schwingungen abreißen und ein Schalten des elektronischen Schalters

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ausgelöst wird, sondern hierfür müßte ein Metallteil schon bis zu der strichpunktiert eingezeichneten Ansprechlinie 47 sich annähern können.

Angesichts dieser Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Metallen kann der Annäherungsschalter nunmehr mit seiner Stirnwand 46 an eine metallische Wand 48, &zgr;. &Bgr;. eine Behälterwand aus V2A-Stahl, angesetzt werden, ohne daß hierdurch ein Schaltvorgang beim Annäherungsschalter ausgelöst wird.

Die Auslösung des Annäherungsschalters erfolgt über einen Auslöse-Magneten 49, der beim Ausführungsbeispiel ein U-Permanentmagnet ist, der in Richtung des Pfeiles 50 senkrecht auf die Stirnwand 46 angenähert wird. Durch diesen verhältnismäßig kräftigen Auslösemagneten 49 wird der Magnetfluß im Ferritkern 42 verstärkt, und bei Annäherung bis beispielsweise an die Ansprechlinie 51 wird ein Schaltsignal ausgelöst. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit ist der Ferritkern 42 an dor Übergangsstelle zwischen seinem Zentralteil 43 und Boden mit einer Einschnürung 52 versehen, innerhalb der der ,Ferritkern 42 verhältnismäßig rasch in die Sättigung getrieben wird. Selbstverständlich kann der verwendete Magnetkern auch an anderen. Stellen, z. B. an seinen Polen oder am Übergang vom Boden zu Randteil, mit Querschnittseinengungen zur Erhöhung der örtlichen Magnetflußdichte versehen sein.

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E3im Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 sitzt der Ferritkern 42 außermittig in einem verhältnismäßig weiten Gehäuse 53, wobei sein durch eine Metallfahne beeinflußbares Hochfrequenzfeld wiederum innerhalb des Gehäuses 53 eingeschlossen ist. Der Ferri .ern 74 ist hier eng an einer Gehäuselängsseite 54 des Annäherungsschalters angeordnet und dort an seinem Mantel mit einer sättigungsempfindlichen Stelle 75 versehen. Der Schalter wird mit dieser Gehäuseseite 54 an eine Metallplatte 55 angeordnet, jenseits der ein stabförmiger Auslöse-Permenentmagnet 56 in Richtung des Pfeiles 57, also radial zum Ferritkern 74, angenähert wird. Der Auslöse-Magnetkern 56 und Ferritkern 74 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei überschreiten der Ansprechlinie 58 ein Schaltvorgang ausgelöst wird. Da der Abstand des Ferritkernes 74 von der gegenüberliegenden Gehäuseseitenlängswand 59 bzw. der Stirnwand 60 größer als der Abstand der Ansprechlini« 58 vom Ferritkern 2 ist, ist dieser Annäherungsschalter durch den Magneten 56 vorzugsweise nur bei Annäherung von einer Schalter seite her auslösbar.

Bei allen Ausführungsbeispielen kann abweichend von den Darstellungen in der Zeichnung vorgesehen werden, die Spulenanordnung des Schwingkreises von den übrigen Teilen 1, 3, 4, 5 der Auswertschaltung räumlich zu trennen und die Spulenanordnung nur über zwei, entsprechend lange elektrische Leitungen mit der Auswertschaltung zu verbinden. Die nur wenige Millimeter großen Spulenanordnungen

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können infolgedessen auch bei engen Einbauverhältnissen montiert und auch eng nebeneinander angeordnet werden.

Fig. 10 zeigt ein Ausfühi"ungsbeispiel, bei dem der Ferrittopf 61 mit seiner offenen üeite zum Gehäuseinneren gerichtet ist, so daß sein Hochfrequenzschwingungs-

$. feld 62 innerhalb des Gehäuses 83 eingekapselt ist. Der

Ferrittopf 61 weist an seinem dem zu erfassenden Magnet-

I' feld zugewandten Boden eine Querschnittseinschnürung 64

j auf, an der er durch einen Auslösemagneten 65 bei Uber-

g schreiten der Ansprechabstände 66 oder 67 in Sättigung geil
p trieben wird.

j| Fig. 11 zeigt in Draufsicht ein plattenförmiges Kurz

schlußjoch 68, das in der Mitte bis auf den Durchmesser des gestrichelt angedeuteten MitteUautzens 69 eines Ferrittopfes 6 eingeengt ist, so daß dort eine besonders hohe magnetische Flußdichte und damit eine besonders sättigungsempfindliche Stelle vorliegen.

Fig. 12 zeigt eine Abwandlung, bei welcher zwischen der Magnetjochplatte 70 und dem Mittelbutzen 71 des Ferritkernes 72 ein schmaler Luftspalt 73 vorgesehen ist. Auch in diesem Fall ist eine Auslösung durch einen entsprechend starken äußeren Magneten möglich.

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Claims

Patentanwalt ."."". .', ,", ,'·.." 2. Dez. 1986 Dipl.-Phys. Rudolf Peerbppms· ,j../ · OO 0 82 33 796.9 DickmannstraBe4Sc · Ruf (02 02) SS 6147 Wuppertal-Barmen Schutzaasprüche

1. Magnetfeldabhängiger Schalter, welcher einen Oszillator mit einem gegenüber dem zu erfassenden Magnetfeld sättigungsempfindlichen ferromagnetischen Kern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (1) einen die Spule (15) einschließenden Schalenkern oder Ferrittopf (6) mit Mittelbutzen besitzt.

2. Schalter jach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferrittopf (6) an seiner offenen Seite durch ein diametrales Kurzschlußjoch (9) geschlossen ist.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschlußjoch aus einem identischen Ferrittopf besteht, wobei beide Ferrittöpfe mit ihrer offenen Seite gegeneinander gesetzt sind.

4. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurzschlußjoch (9) den Ferrittopf (6) beidseitig überragt und mit verbreiterten Enden (10, 11) aim verstärkten Einfangen eines äußeren Magnetfeldes versehen ist und in seinem zentralen Bereich eine sättigungsempfindliche Querschnittseinengungsstelle (12) auiweist.

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5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungsfeld (47) des Oszillators (1) durch eine großräumige mechanische Einkapselung gegen Beeinflussung durch Metall geschützt ist.

6. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferrittopf (61) mit seiner offenen Seite zum Gehäuseinnenraum hin gerichtet ist.

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7. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

der Magnetkern (42) außermittig in der mechanischen \ Einkapselung sitzt.

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8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge-

'n kennzeichnet, daß der Magnetkern (2) mit einer oder

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■j mehreren Einschnürungen (12) versehen ist.

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9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

der Magnetkern (37) am Übergang von Zentralteil (38) und Boden (39) mit einer Einschnürung (40) versehen ist.

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10. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gell kennzeichnet, daß ihm ein äußerer in festem Abstand

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angeordneter Elektro- und Permanentmagnet ( 21, 21') als Auslösemagnet zugeordnet ist und daß eine bewegliche, ferromagnetische KurzschlußbrUcke ( 24 ) zur Abschirmung oder Freigabe des Magnetfeldes des Auslösemagnetes ( 21 ) zwischen Schalter ( 20 ) und Auslösemagnet ( 21') als Schaltauslöser vorgesehen ist.

11. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ( 20 ) als ein induktiver, auf die Annäherung einer Metallfahne ( 31 ) an seine aktive Flächen ( 37 ) ansprechender Annäherungsschalter ( 25 ) ausgebildet ist, welcher mit einer anderen Fläche ( 29 ) als der aktiven Fläche ( 27 ) auf eine nichtferromagnetische Metallwand ( 30 ) ohne Beeinflussung des Schwingkreises montierbar ist, und daß dem Annäherungsschalter ( 25 ) ein, dieser anderen Fläche ( 29 ) anzunähernder Auslöser in Form eines Elektro- oder Permanentmagneten ( 32, 35 ) solcher Stärke zugeordnet ist, daß er bei einer bestimmten Annäherung den magnetischen Kern ( 37 ) in die Sättigung treibt.