DE8811132U1

DE8811132U1 - Annäherungsdetektor mit induktivem Schaltkreis

Info

Publication number: DE8811132U1
Application number: DE8811132U
Authority: DE
Original assignee: La Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1989-01-26
Also published as: IT8835892V0; FR2620221A1; FR2620221B1; IT215100Z2

Description

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Annäherungedetektor mit induktivem schaltkreis

Di« Erfindung betrifft einen Annäherungedetektor oder Nähvom induktiven Typ.

Derartige Detektoren, welche in sehr große» Umfang in automatischen Einrichtungen verwendet werden, wo ihre Hauptfunktion darin liegt, den Durchgang oder die Lage eines metallischen Teils zu erfassen, weisen gering« abmessungen auf, wie beispielsweise 40 bis 50 mm in der Länge für einen Durchmesser von etwa 10 bis 12 mm. Die Schwierigkeiten, denen man bei der Realisierung derartiger Detektoren begegnet, sind insbesondere auf ihre reduzierten Abmessungen zurückzuführen. Diese führen dazu, daß sich Herstellungstoleranzen in relativ starkem Maße auswirken, was eine Streuung der elektrischen Eigenschaften mit sich bringt. Andererseits machen sie die Automation der Herstellung schwierig. Dieses zuletzt genannte Problem bringt demzufolge allgemein relativ hohe technische Kosten mit sich, berücksichtigt man die Einfachheit der Funktion, welche der Detektor erfüllt, und die beträchtliche Anzahl von herzustellenden Detektoren.

Ein Ziel der Erfindung ist es demnach, einen Annäherungsdetektor zu schaffen, dessen Aufbau seine Herstellung in großer Serie mit reduzierten technischen Kosten erleichtert, diesem dennoch eine erhöhte Zuverlässigkeit in der industriellen Umgebung bewahrt und in großem Maße weiterhin gleichbleibende elektrische Funktionen sicherstellt.

Der induktive Ännäherraigsdetefctor gemäß der SSfif&SB? 1st von einer solcher Art, welche in einem rohrförmigen Körper, der eine aktive Endfläche und eine zweite gegenüberliegende Anschlußfläche besitzt, die folgenden Elemente umfaßt:

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• eine Spul· &igr; welche einem Ferrittojsf zugeordnet ist, der konzentrisch unmittelbar in der Mähe der aktiven Fläche angeordnet ist,

- eine Karte ait gedruckten schaltungen, die die Bauelement» des der Spule zugeordneten elektronischen Schaltkreises umfaßt, und die in Längsrichtung in einem Innenraum des rohrförmigen Körpers angeordnet ist,

- eine elektrische Anschlußeinrichtung, welche die zweit* FiÄehe durchsetzt, und deren Leiter elektrisch mit der Karte der gedruckten Schaltungen verbunden sind,

- wobei diese Komponenten bzw. Bauelemente mechanisch durch eine Hasse aus synthetischem Material festgelegt oder fixiert sind, welche in den rohrförmigen Körper eingebracht ist.

Gemäß der Erfindung zeichnet sich dieser Detektor dadurch aus, daß die Innenfläche des rohrförmigen Körpers über einen Teil seiner Höhe von einer Teileinheit eingenommen ist, welche ein Futteral aus isolierendem Material umfaßt, dessen Boden auf der Höhe der aktiven Fläche angeordnet ist und einen Ferrittopf aufnimmt, welcher von den Leitern der Spule durchsetzt ist und dessen Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des Futterals entspricht, während der Innenraum dieses Futterals durch eine erste Masse aus synthetischem Material belegt ist, welche bezüglich des Futterals diesen Topf und einen Bruchteil der Länge der Karte mit gedruckten Schaltkreisen festlegt, mit der die Verbindungsleitungen verbunden sind, und eise zweite Masse aus synthetiee&em Material is den verbleibenden Bau» des Futterals usd in den verbleibenden fiaim des rohrförmigen Körpers eingeführt let, um einerseits das Futteral und die Karte bezüglich des Korpers, und andererseits die Anschlußeinrichtungen bezüglich diesem festzulegen.

Dl* Koabinafc:Un «in*»s Futterals, welches la rohrförmigen Körper angeordnet 1st und eine geringere Höh« als dl«··]? aufweist, welches den elektromagnetischen firfaeaungeechaltkrais alt Spul« und Ferrit und die Kart· der Funktioneeehaltkreiati aufnimmt, mit zwei Massen aus zumindest einem plastischen, f härtbaren Material, welche die freien Räume im Inneren des

Futterals und über dieses hinaus ausfüllen, stellt eine praf zise und zuverlässige bzw. unveränderbare Positionierung dee i elektromagnetischen Erfassungsschaltkreises bezüglich der ak- i tiver Fläche des Körpers sicher.

I Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das plasti-

I sehe Füllmaterial, welches zur Positionierung der Bauelemen-₍ te dient, durch zwei übereinanderliegende Abschnitte unter- - schiedlicher Art gebildet sein, von denen einer z.B. transparent ist oder mit besonderen physikalisch-chemischen Eigenschäften versehen ist.

Rs kann auch für eine leuchtende Signalisierung des elektrischen Zustande des Detektors gesorgt werden, indem ein transparenter stoff gegenüber einem im Körper angeordneten Lumineszenzelement vorgesehen ist.

Vorzugsweise sind die beiden Massen aus plastischem Material in verschiedenen Stadien an den entsprechenden Platz ver- ) bracht, welche durch das Stadium der Einführung des Futte-

■ rals in den rohrförmigen Körper getrennt sind.

■ Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich I aus &uacgr;&&egr; folgendes Beschreibung.

I Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeij spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung naher ¹ in dieser zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt eines Detektors, welcher eine festgelegte Anschlußleitung aufweist,

Fig. 2 eine Außenansicht eines mit einer Anschlußleitung ausgestatteten Detektors, und

Fig. 3 eine perspektivische scheiaatische Darstellung der Spule des elektromagnetischen Schaltkreises und im axialen Halbschnitt den Ferrittopf vor dem Einsetzen ] der Spule. ]

Beim in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel der Er- ■ findung umfaßt der induktive Annäherungsdetektor 1 einen rohrförmigen Körper 2 mit einer Achse XX¹, welcher eine Aufnahme 3 mit zylindrischer Innenfläche zwischen einer ersten j Endfläche 4, als aktive Fläche bezeichnet, und einer gegenüberliegenden zweiten Fläche 5 aufweist. !

Ein Futteral 6 aus synthetischem Material, welches in die Aufnahm· 3 eingepaßt ist, weist einen Boden und eine Schürze 8 gleichmäßiger Stärke auf, welche sich über einen Abschnitt h der Höhe H de· Körper· 2 erstreckt, wenn der Boden mit der aktiven Fläche 4 fluchtet.

Zm Innenraum de· Futteral· 6, welcher einen Durchmesser D aufweist, sind im wesentlichen ein Ferrittopf 10 mit einer Spul« 11 und «in« Kart· mit gedruckten Schaltungen 12 angeordnet, w«loh· elektronisch· Komponenten 13, 14 umfaßt, die zur Erfüllung der Funktionen de· Detektor· erforderlich •ind.

Der Ferrittopf io (Fig. 3) umfaßt «in· ringförmig· Aufnahm· 19, welch· zum Boden 7 gerichtet ist und «in isolierend·· Oe-•t*ll bzw. Oehäun· ie aufnimmt, auf welch·· «in« Spul· 20

aufgewickelt ist. Das Gestell 16 weist mehrere Höcker 17, 18, 19 auf, welche mit länglichen elektrischen Leitern oder isolierten Kontaktstiften 21, 22, 23 belegt sind, welche mit den Enden der Drähte der Spule verbunden sind.

Diese Kontaktstifte, die durch öffnungen 24, 25, 26 des Bodens des Topfes 10 hindurchtreten, ermöglichen eine direkte elektrische Verbindung der Spule 20 mit der Karte 12 der gedruckten Schaltungen ohne einen Umlauf der Leiter zwischen dem Futteral 6 und dem Topf 10. Aus diesem Grunde kann der Topf 10 einen Außendurchmesser aufweisen, welcher dem Innendurchmesser D des Futterals 6 entspricht, folglich ohne ringförmiges Spiel, was eine perfekte Positionierung der Achse des Elektromagnetsatzes bzw. -bündeis sicherstellt, welcher bzw. welches durch die Gesamtheit aus Topf 10 und Spule 11 gebildet ist, bei der die Enden der Spule 20 elektrisch mit den Leitern 21, 22, 23 vor deren Einbringen in den Topf 10 verbunden werden bzw. sind.

Das Gestell 16 stützt sich mit der dem Boden 27 des Topfes 10 entgegengesetzten Seite am Boden 7 des Futterale 6 ab.

Das End· 28 der Karte der gedruckten Schaltungen 12, welches in unmittelbarer Nahe oder gegen die hintere Fläche des Bodens 27 des Topfes 10 liegt, weist Leiterbahnen auf, welche durch Sohweiflen mit den Kontaktstiften 21, 22, 23 nach einem eventuellen Abbiegen bestimmter Stifte dieser Kontaktet if te, beispielsweise wie durch 22 dargestellt, verbindbar sind, wahrend das entgegengesetzt* Ende 29, welches im wesentlichen den Eintritt 6a des Futterals 6 erreicht, weist Anschlußeinrichtungen wie Leiterbahnen auf, welche ausgelegt sind, durch Schweißen mit biegsamen Anechlußleitungen 31, 32 verbunden zu werden, welche durch ein Kabel nach außen treten.

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Beim in Pig. X gezeigten Aueführungsbeispiel sind diese Leiter in der Hülle aus synthetischem Material einer feststehenden bzw. festgelegten Leitung 33 ummantelt, deren Ende 34 unter einer gewissen Klemmung einen Ring 35 durchsetzt, der dazu dient, ihre Zentrierung sicherzustellen und eine gewisse Dichtheit herzustellen; dieser Ring ist im wesentlichen auf dem Niveau der Endfläche 5 vorgesehen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Teileinheit, welche das Futteral, den Topf und seine Spule umfaßt, die Karte mit integrierten Schaltungen und die Leitung zunächst miteinander verbunden, worauf dann ein synthetisches, härtbares Material 36 einen Abschnitt 37a des Innenraums 37a, 37b, 33a des Futterals 6 über einen Bruchteil a seiner Höhe h und der der Karte 12 füllt. Das Futteral 6 wird daraufhin unter Reibung leicht im rohrförmigen Körper 2 bewegt, bis sein Boden 7 das Niveau der aktiven Vorderfläche 4 erreicht. Die Leitung 33 ist entlang der Achse des Futterals 6 fixiert, darauf wird eine zweite Menge synthetischen, härtbaren Materials 38 in die restlichen Räume 39a, 39b des Futterals und entsprechend des Körpers 2 eingeführt, die noch leergeblieben sind.

Diese zweite Masse erreicht nicht das Niveau der hinteren Fläche 5, um das Einsetzen des Ring· 35 zu erleichtern. Damit eine natürliche Entgasung erfolgen kann, wird der Körper 2 vertikal bzw. aufrecht gehalten, z.B. durch ein Aufhängen der Leitung 33, bevor der als Pfropfen oder Verschluß dienende Ring 35 eingesetzt ist.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Aueführungeform sind Einrichtungen vorgesehen, um optisch den Funktionezustand des Detektors zu signalisieren. Dazu ist die Wand des Körpers 2 in •inem Bereich 41 verdünnt, welcher eine öffnung 42 aufweist, die gegenüber einer oberen Ausnehmung 51 dee Futterals 6 an-

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geordnet ist, welche die Sicht zu einem Elektrolumineszenz-Bauteil 14 freigibt, welches von der Karte 12 getragen ist.

Ergänzend nuß die zweite, synthetische Hasse 38 aus transparenten Material sein. Damit die öffnung 42 keine undichten Stellen während des Füllens durch die Hasse 38 erzeugt, wird ein haftendes oder klebendes Teil oder ein Abschnitt eines Bar.des 43, wie er in gestrichelten Linien dargestellt ist, an diese öffnung während des Einbringens der Masse 38 angelegt, und nicht abgenommen, bevor der Härtevorgang beendet ist. Diese zweite Masse 38 stellt damit zur gleichen Zeit eine ausgezeichnete Verbindung zwischen dem Körper 2 einerseits und dem Futteral 6 und der Leitung 33 andererseits her.

Um die Befestigung des Detektors 1 zu ermöglichen, ist die Außenfläche 45 des Körpers 2 mit einem Gewinde 46 versehen und weist zwei parallele Längsabflachungen 47, 48 auf; die ebenen Flächen dieser Abflachungen tragen vorteilhafterweise parallele, äquidistante Eichmarken 49, um die Positionierung des Petektors in Längsrichtung bezüglich einer zu erfassenden Zielscheibe zu erleichtern, deren Position vorbekannt ist, oder um unter den gleichen Bedingungen wie zuvor., einen Austauschdetektor anzuordnen. Die Abflaohungen 47, 48 sind vorteilhafterweiee beiderseits der öffnung 42 angeordnet (siehe Fig. 2).

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Aueführungeform beschränkt, vielmehr sind auch andere Aueführungevarianten denkbar.

So sind beispielsweise dann, wenn für den Detektor keinerlei Signalisation vorgesehen ist, die öffnung 42 des Körpers 2 und die Ausnehmung Sl des Futterals 6 überflüssig.

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Darüberhinau· kann in diaean Pail das plastisch· Material vollatindig unduroheiohtig eain.

Claims

Scbutzansprüche

Induktiver Annäherungedetektor, welcher in einen rohrförmigen Körper (2) mit einer aktiven Endfläche (4) uiW einer entgegengesetzten AnschluBflache (5) folgende Elemente umfaßt: eine Spule (2U), welcher ein Ferrittopf (10) zugeordnet ist, der konzentrisch in unmittelbarer Nähe der aktiven Fläche (4) angeordnet ist, eine Karte (12) mit gedruckten Schaltungen, welche die Bauteile (13) dee der Spule zugeordneten elektronischen Schaltkreises umfaßt und die in Längsrichtung in einem Innenraum des Körpers (2) angeordnet ist, eine elektrische Anachlußeinrichtung (33), welche die zweite Fläohe (5) durchsetzt und deren Leitungen (31, 22) elektrisch mit der Karte (12) der gedruckten Schaltungen verbunden sind, wobei diese Teile mechanisch durch eine Masse (36, 38) aus synthetischem Material fixiert sind, welche in den rohrförmi-

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gen Körper (2) eingebracht ist,

dadurch gekennzeichnet ,

dad die Innenfläche (3) des rohrförmigen Körpers (2) über einen Teil h ihrer Höhe H von einer Teileinheit belegt ist, welche ein Futteral (6) aus isolierendem Material umfaßt, dessen Boden (7) auf dem gleichen Niveau wie die aktive Fläche (4) angeordnet ist und einen Ferrittopf (10) aufnimmt, welcher von Leitern (21, 22, 23) der Spule ;· (20) durchsetzt ist und dessen Außendurchmesser im wesent- f liehen dem Innendurchmesser D des Futterals (6) ent-' spricht, während der Innenraum (9) dieses Futteral < durch &idigr; eine erste Masse (36> aus synthetischem Material belegt ] ist, welche bezüglich des Futterals (6) diesen Topf und einen Bruchteil a der länge der K^rte (12) mit gedruckten Schaltungen festlegt, mit welcher die AnschluBleitungen (31, 32) verbunden sind, und eine zweite Masse (38) aus synthetischem Material in den verbleibenden Raum (39a) des Futterals (6) und in den verbleibenden Raum (39b) des rohrförmigen Körpers (2) gefüllt ist, um einerseits das Futteral (6) und die Karte (12) bezüglich des Körpers (2) und andererseits die Anschlußeinrichtung (33) bezüglich diesem festzulegen.
2. Annäherungedetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karte mit gedruckten Schaltungen (12) ein Elektrolumineszenz-Element (14) trägt, welshes gegenüber einer oberen Ausnehmung (51) des Futterals und einer öffnung (42) des Körpers (2) angeordnet ist, und dad der Innenraum (3) des Körpers (2) mit einer ersten hirtbaren Masse (36) Am wesentlichen bis in den Bereich der Ausnehmung (41) gefüllt ist, und dann weiter alt einer zweiten hirtbaren Masse (34) der transparenten Art gefüllt ist, welche sich bis zur Anschlußeinriehtung (33) erstreckt.

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3. Annäherungedetektor naoh Anepruoh l oder 2, daduroh gekennzeichnet , dad der Boden (7) dee Futterals (&bgr;) auf der inneneeite einen Ferrittopf (10) aufnimmt, welcher auf «einer Querwand (2?) Öffnungen (34, 28, 26) aufweint, welche von Höckern (17, 18, 19) des Oeetelle (16) der Spule (20) durcheetzt sind, welohe isolierend Kontaktetifte (21, 22, 23) führen, die elektrisch mit der in diesem Gestell (16) angeordneten Spule (20) verbunden sind.
4. Annäherungedetektor naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zum Boden (27) des Topfee (10) entgegengesetzte Seitenwand des Gestells (16) der Spule (20) sich auf dem Boden (7) des Futterals (6) abstützt.
5. Annäherungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite synthetische Masse (38) den Innenraum (3) des Körpers (2) nicht vollständig füllt, so daß das Einsetzen eines Verschlusses oder Stopfens in Form eines Ringes (35) möglich ist, welcher eine Zentrierung und bleibende Abdichtung des Endes (34) der Anschlußeinrichtung (33) auf dem Niveau der «weiten Fläche (5) des Körpers sicherstellt.
6. Annäherungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Körper (2) auf seiner Außenfläche (45) ein Gewinde (46) und zwei Abflachungen (47, 48) aufweist, welche im beiden Seiten der Öffnung (43) angrdnt sind.