DE9401575U1

DE9401575U1 - Inductive proximity switch

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Publication number: DE9401575U1
Application number: DE9401575U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2004-02-01

Description

Beschreibung Induktiver NäherungsschalterDescription Inductive proximity switch

Die Erfindung bezieht sich auf einen induktiven Näherungsschalter, dessen sensitives Organ aus einer mit einem Ferritkern versehenen Oszillatorspule eines Hochfrequenzgenerators besteht, der mit einer auf eine von außen erfolgende Bedämpfung des vorhandenen LO-Resonanzkreises durch Wirbelstromverluste reagierenden Auswerteschaltung verbunden ist.The invention relates to an inductive proximity switch, the sensitive element of which consists of an oscillator coil of a high-frequency generator provided with a ferrite core, which is connected to an evaluation circuit that reacts to an external damping of the existing LO resonance circuit by eddy current losses.

Derartige Näherungsschalter werden zunehmend in vielen Bereichen der Technik zu Zwecken der Steuerung, Regelung und Überwachung physikalischer Vorgänge eingesetzt, um damit gleicherweise auch die Nachteile bislang mechanisch betätigter Kontaktanordnungen zu beseitigen. Dabei erfordern die hiermit auszurüstenden Einrichtungen aus Platzgründen nach Möglichkeit immer kleinere Bauformen solcher Schalter, ohne dadurch deren Funktionalität zu beeinträchtigen.Such proximity switches are increasingly being used in many areas of technology for the purposes of controlling, regulating and monitoring physical processes, in order to eliminate the disadvantages of previously mechanically operated contact arrangements. For reasons of space, the devices to be equipped with these switches require ever smaller designs wherever possible, without thereby impairing their functionality.

In den Patentschriften DE 28 27 951 C2 und DE 31 45 132 01 ist bereits eine Möglichkeit aufgezeigt, den Ansprechabstand eines induktiven Näherungsschalters ohne Änderung seiner Bauabmessungen zu vergrößern, indem die Stirnkanten der Polflächen eines Schalenkerns für die Oszillatorspule des HF-Generators in Erfassungsrichtung definiert abgeschrägt ausgeführt sind. Durch diese Maßnahme läßt sich eine merkliche Vergrößerung der Ansprechempfindlichkeit des induktiven Näherungsschalters erreichen.In the patents DE 28 27 951 C2 and DE 31 45 132 01 a possibility has already been shown of increasing the response distance of an inductive proximity switch without changing its dimensions by making the front edges of the pole faces of a pot core for the oscillator coil of the HF generator beveled in a defined way in the detection direction. This measure makes it possible to achieve a noticeable increase in the response sensitivity of the inductive proximity switch.

In Richtung einer weiteren Verbesserung der Ansprechempfindlichkeit bei möglichst gleichzeitiger Verkleinerung bis Miniaturisierung des induktiven Näherungsschalters liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zu diesem Zweck dessen Sensorelement in bezug auf das austretende HF-Feld, d.h. die magnetische Streuung des Kraftflusses außerhalb bzw. in der Umgebung des Ferritkerns der Oszillatorspule zu beeinflussen, und dies bevorzugt in Richtung des jeweils berührungslos zu erfassenden Objekts.In the direction of a further improvement of the response sensitivity while miniaturizing the inductive proximity switch as much as possible, the invention is based on the task of influencing its sensor element in relation to the emerging HF field, i.e. the magnetic scattering of the force flow outside or in the vicinity of the ferrite core of the oscillator coil, and this preferably in the direction of the object to be detected without contact.

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Zur Lösung dieser Aufgabe bildet die Erfindung einen induktiren Näherungsschalter über die als bekannt vorausgesetzten Merkmale des Schutzanspruchs 1 hinaus dahingehend aus, daß die Oszillatorspule zur Erweiterung des HF-Feldes in Erfassungsrichtung bündig an der Stirnseite des Schafts eines Ferritkerns in Pilzform angeordnet und dabei eben dieser Schaft im Verhältnis zu seinem Bund deutlich verlängert ausgeführt ist.To solve this problem, the invention forms an inductive proximity switch beyond the features of claim 1, which are assumed to be known, in that the oscillator coil for expanding the RF field in the detection direction is arranged flush with the front side of the shaft of a mushroom-shaped ferrite core and this shaft is designed to be significantly longer in relation to its collar.

Demzufolge beschreiben die jeweils aus den Polflächen ron Schaft und Bund des hochpermeablen Pilzkerns austretenden magnetischen Feldlinien zwischen diesen Polflächen als geschlossene Raumkurren einen ausgedehnteren Luftweg und erstrecken sich dabei gemeinsam mit den die Wicklung(en) der Oszillatorspule unmittelbar durchsetzenden Feldlinien weiterreichend als bisher in Richtung des Pilzkernschaftes. Auf diese Weise erfassen die Feldlinien in verketteter Streuung auch noch entfernter im Raum befindliche Objekte und deren Veränderungen und verleihen einem induktiven Näherungsschalter bei gleichbleibendem Kerndurchmesser somit eine höhere Ansprechempfindlichkeit bzw. eine größere Stabilität und Schaltsicherheit.As a result, the magnetic field lines emerging from the pole faces on the shaft and collar of the highly permeable mushroom core describe a more extensive air path between these pole faces as closed space curves and, together with the field lines directly penetrating the winding(s) of the oscillator coil, extend further than before in the direction of the mushroom core shaft. In this way, the field lines in chained scattering also detect objects located further away in space and their changes and thus give an inductive proximity switch a higher response sensitivity or greater stability and switching reliability while the core diameter remains the same.

Nach dem Merkmal des Anspruchs 2 kann der verlängerte Schaft des Pilzkerns zwischen dessen ringförmigem Bund und der stirnseitig auf ihm angeordneten Oszillatorspule ganz oder partiell wicklungsfrei ausgeführt werden, um auf diese Weise nebenher Außenabmessungen oder Materialaufwand zu verringern.According to the feature of claim 2, the extended shaft of the mushroom core between its ring-shaped collar and the oscillator coil arranged on its front side can be designed to be completely or partially winding-free in order to reduce external dimensions or material expenditure in this way.

Um dabei einem aus dem Schaft des Pilzkerns in den angrenzenden bzw. zu überwachenden Raum austretenden HF-Feld einen bevorzugten Richteffekt zu geben, ist nach den Ansprüchen 3 und 4 vorgesehen,, dies über die Ausbildung des geometrischen Profils der Stirnseite des Schafts zu bewirken, gemäß dem Merkmal des Anspruchs 3 ist dazu die in Erfassungsrichtung weisende Stirnkante von Schaft und/oder Bund des Pilzkerns abgeschrägt ausgeführt, oder die Stirnfläche des Schafts nach dem Merkmal des Anspruchs 4 in sich geneigt oder mit einer ringsum am Rande abgeschrägten Vertiefung versehen. Auf dieseIn order to give an RF field emerging from the shaft of the mushroom core into the adjacent room or the room to be monitored a preferred directional effect, it is provided according to claims 3 and 4 that this is achieved by forming the geometric profile of the front side of the shaft. According to the feature of claim 3, the front edge of the shaft and/or collar of the mushroom core pointing in the detection direction is bevelled, or the front surface of the shaft is inclined in itself according to the feature of claim 4 or provided with a recess bevelled all around the edge. In this way

Weise wird den stets senkrecht aus den betreffenden Polflächen austretenden Feldlinien in der berorzugten Richtung eine stärkere Bündelung zuteil, die zur gleichen Zeit dem erreichbaren Schaltabstand zustatten kommt.In this way, the field lines that always emerge vertically from the relevant pole surfaces are given a stronger concentration in the preferred direction, which at the same time benefits the achievable switching distance.

In der beiliegenden Zeichnung ist die erfindungsgemäße Ausbildung des induktiren Näherungsschalters schematisch wiedergegeben. Wie aus der Darstellung ersichtlich, besteht das sensitire Organ des mit einer entsprechenden Auswerteschaltung 1 bekannter Art verbundenen HF-Generators 2 aus der Oszillatorspule 3 eines LO-Resonanzkreises. Dabei ist die der verwendeten Oszillatorschaltung entsprechende Schwingkreis- und Rückkopplungsspule 3 unmittelbar an der Stirnseite des in Erfassungsrichtung weisenden Schaftes eines hochpermeablen Ferritkerns 4 in Pilzform angeordnet, welcher in Gegenrichtung auf seinen ringförmigen Bund zu deutlich verlängert ausgeführt ist.The design of the inductive proximity switch according to the invention is shown schematically in the attached drawing. As can be seen from the illustration, the sensitive element of the HF generator 2, which is connected to a corresponding evaluation circuit 1 of a known type, consists of the oscillator coil 3 of an LO resonance circuit. The resonant circuit and feedback coil 3 corresponding to the oscillator circuit used is arranged directly on the front side of the shaft of a highly permeable mushroom-shaped ferrite core 4 pointing in the detection direction, which is designed to be significantly extended in the opposite direction to its annular collar.

Auf diese Weise werden die senkrecht austretenden und sich zwischen den Polflächen von Schaft und Bund auf dem Luftwege schließenden magnetischen Feldlinien gezwungen, außerhalb des Pilzkerns 4 einen ausgedehnteren Raum zu durchgreifen. Da diese Feldlinien jedoch als Raumkurven ebenso senkrecht aus der Stirnfläche des Schaftes austreten, wie die die Wicklung der Oszillatorspule 3 durchsetzenden Streufeldlinien aus der letzteren, erstreckt sich deren verkettetes Feld und damit der sensitive Bereich des HF-Generators 2 weiter als bei den herkömmlichen Ausführungen in Richtung der Achse des Pilzkernschaftes, ohne dazu die Bauausführung zweckwidrigerweise bezüglich ihres Kerndurchmessers vergrößern zu müssen.In this way, the magnetic field lines that emerge vertically and close between the pole faces of the shaft and collar by air are forced to penetrate a larger space outside the mushroom core 4. Since these field lines emerge as spatial curves just as vertically from the front face of the shaft as the stray field lines that penetrate the winding of the oscillator coil 3 do from the latter, their interlinked field and thus the sensitive area of the HF generator 2 extends further in the direction of the axis of the mushroom core shaft than in the conventional designs, without having to inappropriately increase the design in terms of its core diameter.

Um die aus den Polflächen austretenden Kraftlinien besser zu bündeln und den vorangestellten Richteffekt zu verstärken, können die Stirnkanten von Schaft und/oder Bund des Pilzkerns 4 angefast, oder die Stirnfläche des Schafts mit einer profilierten Einsenkung versehen werden, deren Randung beispielsweise rundum ebenso abgeschrägt ausgeführt ist. - Darüber hinaus läßt sich die Gesamtanordnung mittels geläufiger Vorkehrungen gegen den Störeinfluß etwa seitlich auftretenderIn order to better concentrate the lines of force emerging from the pole faces and to strengthen the pre-set directional effect, the front edges of the shaft and/or collar of the mushroom core 4 can be chamfered, or the front surface of the shaft can be provided with a profiled depression, the edge of which is also bevelled all around, for example. - In addition, the overall arrangement can be protected against the disruptive influence of, for example, lateral forces by means of common precautions.

Premdfelder abschirmen, ohne daß es dazu besonderer Ausführungen bedarf.Shield against electromagnetic fields without the need for any special design.

4 Schutzansprüche, 1 Blatt Zeichnung.4 protection claims, 1 sheet of drawing.

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Claims

Protection claims

1. Inductive proximity switch, the sensitive element of which consists of an oscillator coil provided with a ferrite core (4)

(3) of a high frequency generator (2) which is connected to an evaluation circuit (1) reacting to its external damping by eddy current losses, with an RF field extended in the detection direction by a flush arrangement of the oscillator coil(s) (3) on the front side of the extended shaft of a core (4) in mushroom shape.

2. Inductive proximity switch according to claim 1, whose extended shaft between the oscillator coil (3) and the collar of the core (4) is designed to be winding-free.

3. Inductive proximity switch according to claim 1 or 2, in which the front edges of the shaft and/or collar of the core

(4) are bevelled in the detection direction.

4. Inductive proximity switch according to claim 1, 2 or 3, in which the front surface of the shaft is inclined or is provided with a bevelled depression all around its edge.