DE102006053222B4

DE102006053222B4 - Inductive proximity switch with supplementary coil attached to a screen

Info

Publication number: DE102006053222B4
Application number: DE200610053222
Authority: DE
Inventors: Jens Müller
Original assignee: Werner Turck GmbH and Co KG
Current assignee: Werner Turck GmbH and Co KG
Priority date: 2006-11-11
Filing date: 2006-11-11
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2026-11-12
Also published as: DE102006053222A1

Abstract

Induktiver Näherungsschalter mit einem zumindest eine erste Sendespule (1) und zumindest eine Empfangsspule (3) tragenden Spulenträger (7) und mit einem zum Spulenträger (7) beabstandet angeordneten elektrisch leitenden Schirm (5) und mit einer Ergänzungsspule (4), die ein zu dem von der zumindest einen ersten Sendespule (1) erzeugten Sendefeld proportionales Kompensationsfeld aufbaut, dadurch gekennzeichnet, dass die Ergänzungsspule (4) auf einer dem Spulenträger (7) zugewandten Seite fest mit dem Schirm (5) verbunden ist.inductive proximity switch with at least one first transmission coil (1) and at least one Receiving coil (3) carrying coil carrier (7) and with a coil carrier (7) spaced apart electrically conductive screen (5) and with a supplementary coil (4), which is to that of the at least one first transmission coil (1) generated transmission field builds proportional compensation field, thereby characterized in that the supplementary coil (4) on a coil carrier (7) facing side is firmly connected to the screen (5).

Description

Die Erfindung betrifft einen induktiven Näherungsschalter gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an inductive proximity switch according to the generic term of claim 1.

Ein derartiger Näherungsschalter ist aus der DE 103 50 733 A1 vorbekannt. Der dort beschriebene Näherungsschalter besteht aus zwei Spulenpaare, wobei jedes Spulenpaar eine Sendespule und eine Empfangsspule aufweist. Ein erstes Spulenpaar bildet den eigentlichen Näherungsschalter. Das zweite Spulenpaar soll vom ersten Spulenpaar abgeschirmt angeordnet sein.Such a proximity switch is out of DE 103 50 733 A1 previously known. The proximity switch described therein consists of two coil pairs, each coil pair having a transmitting coil and a receiving coil. A first coil pair forms the actual proximity switch. The second coil pair should be arranged shielded from the first coil pair.

Die DE 32 44 449 A1 beschreibt einen Annäherungsschalter mit zwei Spulen, die jeweils einem Schwingkreis zugeordnet sind. Die beiden Spulen sind mittels einer Anordnung derartig voneinander getrennt, dass die Hochfrequenzkopplung zwischen den Spulen vermindert ist.The DE 32 44 449 A1 describes a proximity switch with two coils, each associated with a resonant circuit. The two coils are separated from each other by means of an arrangement such that the high-frequency coupling between the coils is reduced.

Aus der EP 1 289 147 A1 ebenfalls ein Näherungsschalter vorbekannt, bei dem zwei Spulen vorgesehen sind, die mittels einer Abschirmung voneinander getrennt sind.From the EP 1 289 147 A1 also previously known a proximity switch, in which two coils are provided which are separated from each other by means of a shield.

Die US 3,659,194 beschreibt einen Wirbelstromsensor mit einer Messspule und einer Referenzspule, die koaxial hintereinanderliegend vor einer Abschirmplatte angeordnet sind und in einer Brückenschaltung miteinander verschaltet sind.The US 3,659,194 describes an eddy current sensor with a measuring coil and a reference coil, which are arranged coaxially one behind the other in front of a shield plate and are interconnected in a bridge circuit.

Die DE 10122 741 A1 beschreibt einen Detektor zur Ortung metallischer Gegenstände. Der Detektor weist eine Empfangsspule und eine Sendespule auf. Die beiden Spulen sind koaxial einander zugeordnet.The DE 10122 741 A1 describes a detector for locating metallic objects. The detector has a receiving coil and a transmitting coil. The two coils are coaxially associated with each other.

Aus der DE 3225 166 A1 ist ein Metalldetektor bekannt, bei dem zwei Sendespulen vorgesehen sind, die gegensinnig von einem Wechselstrom durchflossen werden. Die beiden Sendespulen werden von demselben Wechselspannungsgenerator bestromt. Zwischen den beiden Sendespulen ist eine Empfangsspule angeordnet.From the DE 3225 166 A1 a metal detector is known, in which two transmitting coils are provided, which are traversed in opposite directions by an alternating current. The two transmitting coils are energized by the same AC generator. Between the two transmitting coils, a receiving coil is arranged.

Aus der DE 100 39 619 A1 ist ein induktiver Näherungsschalter bekannt, welcher mehrere Wicklungen enthält, die elektromagnetisch miteinander verbunden sind. Eine Wicklung ist auf einer Seite eines Ferrittopfes angebracht.From the DE 100 39 619 A1 an inductive proximity switch is known, which contains a plurality of windings, which are electromagnetically connected to each other. A winding is mounted on one side of a ferrite pot.

Zur Abschirmung der Spulenanordnung werden im Stand der Technik metallisch beschichtete Platten oder Metallplatten vorgesehen, die mit Abstand aber parallel zur Spulenebene im Gehäuse des Näherungsschalters angeordnet sind. Diese metallbeschichteten Leiterplatten bzw. Metallplatten bilden einen Schirm aus, welcher elektromagnetisch mit dem Spulensystem derart zusammenwirkt, dass der Schaltabstand bzw. die Richtcharakteristik des Näherungsschalters im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt, wenn der Näherungsschalter in einer metallischen Umgebung montiert wird, also insbesondere auf eine metallische Oberfläche aufgesetzt wird.to Shielding of the coil assembly become metallic in the prior art coated plates or metal plates provided by far but arranged parallel to the coil plane in the housing of the proximity switch are. These metal coated circuit boards or metal plates form a screen which is electromagnetically connected to the coil system cooperates such that the switching distance and the directional characteristic of the proximity switch Essentially unaffected when the proximity switch is in a metallic environment is mounted, so in particular placed on a metallic surface becomes.

Die Lage des Schirms innerhalb des Gehäuses ist in Bezug auf die Richtcharakteristik bzw. den Schaltabstand des Näherungsschalters kritisch. Bereits geringe Abstandsänderungen zwischen Spulenträger und Schirm führen zu einer Veränderung des Schaltabstandes. Derartige Abstandsänderungen können durch Temperatureinflüsse hervorgerufen werden. Sie können aber auch durch Beschleunigungen oder andere Kräfte hervorgerufen werden.The Position of the screen within the housing is in relation to the directional characteristic or the switching distance of the proximity switch critical. Even small changes in distance between coil carrier and Guide screen to a change the switching distance. Such changes in distance can be caused by temperature influences. You can but also caused by accelerations or other forces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Näherungsschalter der vorbezeichneten Art robuster und insbesondere temperaturstabiler zu machen.Of the Invention is based on the object, a proximity switch the vorbezeichneten To make kind more robust and in particular temperature-stable.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.Is solved the object by the invention specified in the claims.

Zunächst und im Wesentlichen ist eine Ergänzungsspule vorgesehen, die fest mit dem Schirm verbunden ist. Bewegt sich der Schirm oder durchbiegt sich der Schirm, so vollzieht die Ergänzungsspule die gleiche Bewegung. Die Ergänzungsspule wird von einer die Spulenanordnung mit einem Wechselspannungssignal versorgenden Schaltung ebenfalls mit einem Wechselspannungssignal beaufschlagt oder ist in den Empfangsspulenkreis geschaltet. Die Verlagerung der Ergänzungsspule zusammen mit einer entsprechenden Verlagerung des Schirmes führt somit zu einer Kompensation der feldbeeinflussenden Wirkung der Schirmverlagerung. Die Ergänzungsspule kann hierzu ein Kompensationsfeld aufbauen, das zu dem von der Sendespule erzeugten Sendefeld proportional ist. Die Ergänzungsspule kann mit zumindest einer von mehreren oder einer einzigen Sendespule in Reihe geschaltet sein. Es ist ein gleichgerichteter Wicklungssinn vorgesehen. Der Näherungsschalter kann zwei Sendespulen aufweisen, die mit entgegengesetztem Wicklungssinn in Reihe geschaltet sind. Die Spulen können koaxial zueinander angeordnet sein. Der Wicklungssinn der Ergänzungsspule ist dann vorzugsweise zum Wicklungssinn der innenliegenden Sendespule gleichgerichtet. Die Ergänzungsspule ist bevorzugt koaxial zur Sendespule angeordnet. Von der zumindest einen Sendespule wird ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt. Dieses soll sich vor der Sensorfläche des Näherungsschalters aufbauen. Es soll durch Annähern eines metallischen Auslösers beeinflusst werden. Das Feld wird von einer Empfangsspule ausgewertet. Das von der Empfangsspule empfangene elektromagnetische Wechselfeld enthält die von dem elektrisch leitenden Auslöser erzeugte Beeinflussung. Die in der Empfangsspule geänderte induzierte Spannung wird von einer Auswerteschaltung ermittelt. Der auf der der Sensorfläche gegenüberliegenden Seite angeordnete Schirm besteht ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Material, nämlich bevorzugt aus einer Beschichtung einer Platine. Der Schirm hat im wesentlichen dieselbe elektromagnetische Wirkung auf das von der Sendespule erzeugte Sensorfeld wie ein metallischer Auslöser. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass die Wirkung des Schirmes permanent ist. Die Beeinflussung des Schirmes erfolgt durch ein vom Schirm aufgebautes elektromagnetisches Gegenfeld. Das elektromagnetische Sendefeld induziert im Schirm Spannungen. Diese Spannungen erzeugen dort Wirbelströme. Das von den Wirbelströmen erzeugte Wirbelfeld ist entsprechend der Lenzschen Regel dem die Wirbelströme erzeugenden Sendefeld entgegengerichtet. Die Aufgabe des von der Ergänzungsspule aufgebauten Feldes ist eine weitestgehende Kompensation dieses Wirbelfeldes, so dass das Sendefeld weniger von dem Schirm beeinflusst wird. Thermisch oder anderweitig bedingte Verlagerungen oder Verformungen des Schirmes haben dadurch eine verminderte Wirkung, da die Ergänzungsspule fest mit dem Schirm verbunden ist, also die geringfügigen Bewegungen oder Verformungen des Schirmes mitmacht. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ergänzungsspule in den Empfangsspulenkreis geschaltet ist. Die Ergänzungsspule kann auch hier mit der Empfangsspule in gleichgerichtetem Wicklungssinn in Reihe geschaltet sein. Die Spulenfläche verläuft auch hier koaxial und parallel zur Spulenfläche der Empfangsspule. Sämtliche Spulen, also die beiden Sendespulen, die Empfangsspule und die Ergänzungsspule können Planarspulen sein. Sie können auf Leiterplatten angeordnet sein. Bevorzugt besitzt der Näherungsschalter zwei Spulen tragende Leiterplatten, nämlich einerseits den Spulenträger, der die Sendespulen und die Empfangsspule trägt und andererseits den Schirmträger, der auf der einen Seite den Schirm in Form einer Kupferbeschichtung und auf der anderen Seite die Ergänzungsspule als Planarspule trägt. Die Ergänzungsspule liegt bevorzugt auf der zum Spulenträger weisenden Seite des Schirmes. Die Sendespulen sind bevorzugt als Differenzspulen geschaltet. Auf diese Weise können durch eine geeignete Wahl der Windungszahlen bzw. der Stromstärken durch die Windungen Felder erzeugt werden, die sich im Bereich der Empfangsspule aufheben oder die sich im Bereich einer metallischen Gehäusewandung aufheben. Die innen liegende Sendespule hat bevorzugt mehr Windungen als die außen liegende Sendespule. Letztere kann lediglich eine Windung besitzen. Das Gehäuse kann mit einer Kunststoffmasse ausgefüllt sein. Diese Vergussmasse führt zu einer mechanisch stabilen Lage des Spulenträgers in Bezug auf den Schirmträger. Lageveränderungen aufgrund thermischer Ausdehnung sind nicht zu vermeiden. Die damit einhergehenden Effekte werden aber durch die dem Schirmträger zugeordnete Ergänzungsspule weitestgehend kompensiert. Anstelle von Planarspulen können aber auch herkömmliche, auf einen Spulenkörper gewickelte Spulen verwendet werden. Der Spulenträger kann beispielsweise einen Aufbau besitzen, wie ihn die DE 4031252 C1 beschreibt. Die mit den dort dargestellten Spulen zusammenwirkende Schaltung kann ebenfalls bei einem entsprechend der Erfindung ausgestalteten Näherungsschalter verwendet werden.First and foremost, a supplementary coil is provided, which is firmly connected to the screen. If the screen is moving or the screen bends, the supplementary coil will make the same movement. The supplementary coil is also supplied with an AC voltage signal from a circuit supplying the coil arrangement with an AC voltage signal or is connected in the receiving coil circuit. The displacement of the supplementary coil together with a corresponding displacement of the screen thus leads to a compensation of the field-influencing effect of the shield displacement. For this purpose, the supplementary coil can build up a compensation field which is proportional to the transmission field generated by the transmission coil. The supplemental coil may be connected in series with at least one of a plurality of transmit coils or a single transmit coil. It is provided a rectified winding sense. The proximity switch can have two transmitting coils, which are connected in series with opposite winding sense. The coils can be arranged coaxially with each other. The winding sense of the supplementary coil is then preferably rectified to the winding sense of the inner transmitting coil. The supplementary coil is preferably arranged coaxially with the transmitting coil. From the at least one transmitting coil, an electromagnetic alternating field is generated. This should build up in front of the sensor surface of the proximity switch. It should be influenced by approaching a metallic trigger. The field is evaluated by a receiver coil. The electromagnetic alternating field received by the receiving coil contains that of the electrically conductive trigger witnessed influence. The induced voltage changed in the receiving coil is determined by an evaluation circuit. The screen arranged on the side opposite the sensor surface likewise consists of an electrically conductive material, namely preferably of a coating of a printed circuit board. The screen has substantially the same electromagnetic effect on the sensor field generated by the transmitting coil as a metallic trigger. The only difference is that the effect of the screen is permanent. The influence of the screen is made by an electromagnetic opposing field constructed by the screen. The electromagnetic field induces voltages in the screen. These voltages generate eddy currents there. The vortex field generated by the eddy currents is in accordance with the Lenz rule the opposite direction of the eddy currents generating field. The task of the built-up of the supplementary coil field is a compensation of this vortex field as far as possible, so that the transmission field is less affected by the screen. Thermally or otherwise conditional displacements or deformations of the screen have a reduced effect, since the supplementary coil is firmly connected to the screen, so join in the minor movements or deformations of the screen. In one embodiment of the invention it is provided that the supplementary coil is connected in the receiving coil circuit. The supplementary coil can also be connected in series with the receiving coil in the rectified winding sense here. The coil surface is also coaxial and parallel to the coil surface of the receiving coil. All coils, so the two transmitting coils, the receiving coil and the supplementary coil can be planar coils. They can be arranged on printed circuit boards. Preferably, the proximity switch has two coil-carrying printed circuit boards, namely on the one hand, the coil carrier, which carries the transmitting coil and the receiving coil and on the other hand, the faceplate, which carries on one side of the screen in the form of a copper coating and on the other side, the supplementary coil as a planar coil. The supplementary coil is preferably located on the side facing the bobbin carrier screen. The transmitting coils are preferably connected as differential coils. In this way, fields can be generated by a suitable choice of the numbers of turns or the currents through the windings, which cancel each other in the region of the receiving coil or which cancel each other in the region of a metallic housing wall. The inner transmission coil preferably has more turns than the outer transmission coil. The latter can only have one turn. The housing can be filled with a plastic compound. This potting compound leads to a mechanically stable position of the bobbin with respect to the faceplate. Changes in position due to thermal expansion are unavoidable. The associated effects are compensated as far as possible by the supplemental coil assigned to the screen carrier. Instead of planar coils but also conventional, wound on a bobbin coils can be used. The bobbin, for example, have a structure, like him DE 4031252 C1 describes. The cooperating with the coils shown there circuit can also be used in a designed according to the invention proximity switch.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigenembodiments The invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. It demonstrate

1 in einer grob schematischen dreidimensionalen Darstellung im Halbschnitt den Aufbau eines Näherungsschalters; 1 in a roughly schematic three-dimensional representation in half section the structure of a proximity switch;

2 in schematischer Schnittdarstellung die Anordnung der Spulen; 2 in a schematic sectional view of the arrangement of the coils;

3 die Draufsicht auf einen Spulenträger; 3 the top view of a bobbin;

4 ein erstes Schaltungsbeispiel; 4 a first circuit example;

5 ein zweites Schaltungsbeispiel; 5 a second circuit example;

6 ein drittes Schaltungsbeispiel; 6 a third circuit example;

7 ein viertes Schaltungsbeispiel; 7 a fourth circuit example;

8 ein fünftes Schaltungsbeispiel und 8th a fifth circuit example and

9 ein sechstes Schaltungsbeispiel. 9 a sixth circuit example.

Mit der Bezugsziffer 11 ist in der 1 eine Metallplatte oder ein metallisches Maschinen-Gehäuse dargestellt, auf welcher bzw. auf welchem ein Näherungsschalter mit seinem Gehäuse 8 befestigt werden kann. Ein Gehäuseboden 10 liegt dann plan auf der Metallplatte 11 auf. Beim Ausführungsbeispiel trägt der Boden 10 zusätzlich eine Auswerteschaltung 9, die grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Parallel zum Boden 10 erstreckt sich ein Schirmträger 6, der von einer Platine ausgebildet ist. Auf der zum Boden 10 weisenden Seite des Schirmträgers 6 ist die den Schirmträger 6 ausbildende Platine mit einer Kupferschicht beschichtet. Diese bildet einen Schirm 5. Die dem Schirm 5 gegen-überliegende Seite der den Schirmträger 6 bildenden Platine ist mit einer Planarspule 4 versehen. Parallel und mit einem Abstand zum Schirmträger 6 ist in dem zylinderförmigen Gehäuse 8 eine weitere Platine 7 angeordnet, die einen Spulenträger bildet. Auf dem Spulenträger sind insgesamt drei Planarspulen angeordnet. Eine innere Spule 1 bildet eine erste Sendespule. Eine diese innere Spule 1 umgebende zweite Spule 3 bildet eine Empfangsspule. Eine die Empfangsspule 3 umgebende weitere Spule bildet eine zweite Sendespule 2. Die zweite Sendespule 2 besitzt lediglich eine Windung. Die innenliegende erste Sendespule 1 besitzt insgesamt fünf Windungen. Die dazwischen liegende Empfangsspule 3 besitzt vier Windungen.With the reference number 11 is in the 1 a metal plate or a metallic machine housing shown on which or on which a proximity switch with its housing 8th can be attached. A caseback 10 then lies flat on the metal plate 11 on. In the embodiment, the floor carries 10 additionally an evaluation circuit 9 which is basically known from the prior art. Parallel to the ground 10 extends a faceplate 6 which is formed by a circuit board. On the ground 10 facing side of the screen carrier 6 is the umbrella carrier 6 forming board coated with a copper layer. This forms a screen 5 , The umbrella 5 opposite-side of the screen carrier 6 forming circuit board is with a planar coil 4 Mistake. Parallel and with a distance to the faceplate 6 is in the cylindrical housing 8th another board 7 arranged, which forms a bobbin. On the bobbin a total of three planar coils are arranged. An inner coil 1 forms a first transmission coil. A this inner coil 1 surrounding second coil 3 forms a receiver coil. One the receiving spool le 3 surrounding another coil forms a second transmitting coil 2 , The second transmission coil 2 has only one turn. The inner first transmission coil 1 has a total of five turns. The intermediate receiver coil 3 has four turns.

Die äußere Sendespule 2 wird zusätzlich noch von einem Ringschirm 12 umgeben.The outer transmitter coil 2 is additionally made of a ring screen 12 surround.

Der Aufbau dieser Planarspulen 1, 2, 3 wird in der 3 im Detail dargestellt.The structure of these planar coils 1 . 2 . 3 will be in the 3 shown in detail.

In der 4 wird ein erstes Schaltungsbeispiel dargestellt. Die beiden Sendespulen 1, 2 sind mit entgegengesetztem Wicklungssinn in Reihe geschaltet und werden von einem Wechselspannungsgenerator 14 mit einer mehrere MHz betragenden Wechselspannung bestromt. In den Sendespulenkreis ist zusätzlich noch die Ergänzungsspule 4 geschaltet. Diese Ergänzungsspule 4 ist mit der ersten Sendespule 1, die sich im Zentrum auf dem Spulenträger 7 befindet, gleichgerichtet geschaltet.In the 4 a first circuit example is shown. The two transmission coils 1 . 2 are connected in series with opposite winding sense and are powered by an AC generator 14 energized with a several MHz AC voltage. In addition, the supplementary coil is in the transmitter coil circle 4 connected. This supplementary coil 4 is with the first transmission coil 1 located in the center on the coil carrier 7 is switched rectified.

Die zwischen den beiden Sendespulen 1, 2 angeordnete Empfangsspule 3 ist mit einer Auswerteschaltung 15 verbunden.The between the two transmitting coils 1 . 2 arranged receiving coil 3 is with an evaluation circuit 15 connected.

Bei dem in 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel bildet die Sendespule 1 zusammen mit der entgegengerichtet geschalteten Sendespule 2 und mit der zur ersten Sendespule 1 gleichsinnig geschalteten Ergänzungsspule 4 und einem Kondensator einen Schwingkreis. In dem von diesem Schwingkreis erzeugten elektromagnetischen Wechselfeld sitzt die Empfangsspule 3. Das Empfangsspulensignal wird über einen Verstärker 16 verstärkt und wieder in den Schwingkreis zurückgekoppelt. Abhängig von einer Beeinflussung des von den Sendespulen 1, 2 erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes schwingt der Schwingkreis oder ruht der Schwingkreis. Ein entsprechendes Signal wird von der Auswerteschaltung 15 abgegeben.At the in 5 illustrated second embodiment forms the transmitting coil 1 together with the oppositely connected transmitting coil 2 and with the first transmission coil 1 in the same direction complementary coil 4 and a capacitor, a resonant circuit. In the electromagnetic alternating field generated by this resonant circuit sits the receiver coil 3 , The receiver coil signal is via an amplifier 16 amplified and fed back into the resonant circuit. Depending on the influence of the transmitter coil 1 . 2 generated electromagnetic alternating field oscillates the resonant circuit or rests the resonant circuit. A corresponding signal is from the evaluation circuit 15 issued.

Wie bei dem zuvor erörterten Ausführungsbeispiel liegt auch bei dem in der 6 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel die Ergänzungsspule 4 in einem Abstand zu den Sendespulen 1, 2. Die Ergänzungsspule 4 ist auch koaxial zu den koaxial zueinander angeordneten Spulen 1, 2, 3 angeordnet. Die Schaltung besitzt einen Verstärker 16, dessen Ausgang mit den in Reihe geschalteten Sendespulen 1, 2 und der Ergänzungsspule 4 verbunden ist. Die Empfangsspule 3 geht auf den Eingang des Verstärkers 16. Mit dem Potentiometer 17 kann der Schaltabstand eingestellt werden. Es erfolgt eine Trimmung dahingehend, dass der Schwingkreis anschwingt, sobald ein metallischer Auslöser in den Schaltabstand gebracht wird oder ein im Normalfall schwingender Schwingkreis aufhört zu schwingen, wenn der metallische Auslöser in den Schaltabstand gebracht wird.As in the previously discussed embodiment is also in the in the 6 illustrated third embodiment, the supplementary coil 4 at a distance to the transmitting coils 1 . 2 , The supplementary coil 4 is also coaxial with the coaxially arranged coils 1 . 2 . 3 arranged. The circuit has an amplifier 16 whose output is connected in series with the transmitter coils 1 . 2 and the supplementary coil 4 connected is. The receiver coil 3 goes to the input of the amplifier 16 , With the potentiometer 17 the switching distance can be set. There is a trim to the effect that the resonant circuit starts, as soon as a metallic trigger is placed in the switching distance or a normally oscillating resonant circuit stops oscillating when the metallic shutter is brought into the operating distance.

Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ergänzungsspule 4 in Serie zur Empfangsspule 3 geschaltet. Die Ergänzungsspule 4 ist gleichsinnig zu der Empfangsspule 3 geschaltet. Der Aufbau entspricht auch hier wieder den 1 und 3.At the in 7 illustrated embodiment is the supplementary coil 4 in series with the receiver coil 3 connected. The supplementary coil 4 is in the same direction as the receiver coil 3 connected. The structure corresponds here again to the 1 and 3 ,

Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Schaltung ähnlich des in 5 dargestellten Ausführungsbeispiels. Hier sitzt die Ergänzungsspule 4 jedoch in dem Empfangsspulenkreis und ist mit der Empfangsspule 3 in Reihe geschaltet.At the in 8th illustrated embodiment is a circuit similar to the in 5 illustrated embodiment. Here sits the supplementary coil 4 however, in the receiving coil circuit and is connected to the receiving coil 3 connected in series.

Bei dem in 9 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht, ist die Ergänzungsspule 4 in Reihe zur Empfangsspule 3 geschaltet.At the in 9 illustrated sixth embodiment, which is substantially the in 6 corresponds to the embodiment shown, is the supplementary coil 4 in series with the receiving coil 3 connected.

Die 2 zeigt den schematischen Aufbau der Spulenanordnung. Auf einem Spulenträger 7, der von einer Platine ausgebildet ist, sind insgesamt drei Spulen 1, 2, 3 als Planarspulen angeordnet. Eine innenliegende erste Sendespule 1 ist von einer in der Mitte liegenden Empfangsspule 3 umgeben. Die Empfangsspule 3 wird von einer zur Sendespule 1 gegensinnig bestromten zweiten Sendespule 2 umgeben.The 2 shows the schematic structure of the coil assembly. On a coil carrier 7 , which is formed by a board, are a total of three coils 1 . 2 . 3 arranged as planar coils. An inner first transmission coil 1 is from a central receiver coil 3 surround. The receiver coil 3 is from one to the transmitting coil 1 in opposite directions energized second transmitter coil 2 surround.

Alle Spulen 1, 2, 3 liegen koaxial in Bezug auf eine Achse 13 zueinander. Diese Achse 13 bildet auch eine Symmetrieachse betreffend eine Ergänzungsspule 4, die einen axialen Abstand zur Platine 7 ausbildet. Dem Spulenträger 7 ist ein Schirmträger 6 beabstandet. Die den Schirmträger 6 ausbildende Platine verläuft parallel zur Platine 7. Sie trägt auf der zum Spulenträger 7 zugewandten Seite eine Ergänzungsspule 4. Auch hier kann es sich um eine Planarspule handeln. Wie aus den Bezeichnungen der Spulenquerschnitte hervorgeht, ist die Ergänzungsspule 4 sowohl gleichsinnig zur Sendespule 1 als auch gleichsinnig zur Empfangsspule 3 gewickelt. Die Beschaltung erfolgt gemäß einem der zuvor erörterten Ausführungsbeispiele.All coils 1 . 2 . 3 are coaxial with respect to an axis 13 to each other. This axis 13 also forms an axis of symmetry regarding a supplementary coil 4 , which is an axial distance to the board 7 formed. The coil carrier 7 is a screen carrier 6 spaced. The the screen carrier 6 forming board runs parallel to the board 7 , She carries on the coil carrier 7 facing side a supplementary coil 4 , Again, it may be a planar coil. As can be seen from the designations of the coil cross sections, the supplementary coil is 4 both in the same direction to the transmitting coil 1 as well as the same direction to the receiver coil 3 wound. The wiring is done according to one of the previously discussed embodiments.

Auf der von dem Spulenträger 7 abgewandten Seite des Schirmträgers 6 befindet sich eine vollflächige Kupferbeschichtung 5. Diese wirkt als Schirm.On the from the coil carrier 7 opposite side of the screen carrier 6 there is a full copper coating 5 , This acts as a screen.

Ein von der Sendespule 1 erzeugtes elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt innerhalb des Schirmes 5 zufolge der dort induzierten Spannung Wirbelströme. Grob vereinfacht haben die Wirbelströme eine Wirkung, die einer Spule entspricht. Zur Verdeutlichung ist deshalb auf der beschichteten Seite des Schirmträgers 6 gestrichelt eine Spule dargestellt. Hiermit sollen die Wirbelströme verdeutlicht werden. Zur Kompensation des von dieser virtuellen Spule erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes dient die Ergänzungsspule 4. Indem diese gegensinnig zu den Wirbelströmen bestromt ist, erzeugt sie ein entgegengesetztes Wechselfeld, das aber zu dem von der Sendespule 1 erzeugten Wechselfeld gleichgerichtet ist.One from the transmitting coil 1 produced alternating electromagnetic field generated within the screen 5 according to the voltage induced there, eddy currents. Roughly simplified, the eddy currents have an effect that corresponds to a coil. For clarity, therefore, on the coated side of the screen carrier 6 Dashed a coil Darge provides. This is to illustrate the eddy currents. The supplementary coil serves to compensate for the electromagnetic alternating field generated by this virtual coil 4 , By being energized in opposite directions to the eddy currents, it generates an opposite alternating field, but that to that of the transmitting coil 1 generated alternating field is rectified.

Die Ergänzungsspule 4 ist fest mit dem Schirm verbunden. Bewegt sich der Schirm 5 aufgrund einer thermischen oder mechanischen Belastung beispielsweise in Richtung des in 2 dargestellten Doppelpfeils, so wird die Ergänzungsspule 4 mit bewegt. Die Kompensationswirkung erfolgt also in Richtung der Störwirkung, so dass sich die Störwirkung im Wesentlichen aufhebt.The supplementary coil 4 is permanently connected to the screen. Does the screen move? 5 due to a thermal or mechanical stress, for example in the direction of in 2 shown double arrow, so is the supplementary coil 4 with moves. The compensation effect thus takes place in the direction of the disturbing effect, so that the disturbance effect is essentially canceled out.

Die Annäherung eines Schirmes 5 an die Spulenanordnung 1, 2, 3 hat ohne Vorhandensein der erfindungsgemäßen Ergänzungsspule 4 die Wirkung, dass der Schaltabstand vergrößert wird. Die Annäherung der Ergänzungsspule 4 an die Spulenanordnung 1, 2, 3, hat dabei eine gegenteilige und somit kompensierende Wirkung. Diese gegenteilige Wirkung tritt nicht nur ein, wenn die Ergänzungsspule 4 Teil des Sendestromkreises ist. Die kompensierende Wirkung tritt auch ein, wenn die Ergänzungsspule 4 Teil des Empfangsspulenkreises ist.The approach of a screen 5 to the coil assembly 1 . 2 . 3 has no presence of the supplementary coil according to the invention 4 the effect that the switching distance is increased. The approach of the supplementary coil 4 to the coil assembly 1 . 2 . 3 , has an opposite and thus compensating effect. This opposite effect does not occur only when the supplementary coil 4 Part of the transmission circuit is. The compensatory effect also occurs when the supplementary coil 4 Part of the receiving coil circuit is.

Das Gehäuse kann mit Kunststoff vergossen sein. Alle Spulen sind um eine gemeinsame Achse 13 koaxial angeordnet. Der Schirmträger kann an seinem Rand am Gehäuse befestigt sein. Der mittlere Bereich des Schirmträgers trägt die Ergänzungsspule 4. Die Ergänzungsspule 4 ist derartig mit dem Schirmträger 6 bzw. dem Schirm 5 verbunden, dass Relativbewegungen des Schirmes zu entsprechenden Relativbewegungen der Ergänzungsspule 4 führen. Es liegt somit eine Verlagerungskopplung vor. Zwischen Schirmträger 6 bzw. Schirm 5 und Ergänzungsspule 4 besteht eine bewegungsfeste Verbindung.The housing may be potted with plastic. All coils are around a common axis 13 arranged coaxially. The shield carrier can be attached to its edge on the housing. The central area of the faceplate carries the supplementary coil 4 , The supplementary coil 4 is so with the faceplate 6 or the screen 5 connected, that relative movements of the screen to corresponding relative movements of the supplementary coil 4 to lead. There is thus a displacement coupling. Between faceplate 6 or screen 5 and supplementary coil 4 there is a motion-proof connection.

Die Ergänzungsspule 4 kann auch auf einem, aus einem Isolator oder aus einem Ferritmaterial bestehenden Spulenkörper gewickelt sein. Dieser Spulenkörper ist dann fest mit dem elektrisch leitenden Schirm 5 verbunden. Der Spulenträger 7 kann ebenfalls von einem Isolationskörper gebildet sein, welcher gewickelte Spulen trägt. Der Spulenkörper kann aber auch von einem Ferrittopf gebildet sein, wie er von der DE 4031252 C1 beschrieben ist. Dieser Spulenkörper kann die beiden als Differenzspulen geschalteten Sendespulen tragen. Die Sendespulen können einen axialen Abstand voneinander besitzen. Der Spulenträger kann darüber hinaus auch die Empfangsspule tragen. Die Sendespulen und die Empfangsspule können Teil einer Schaltung sein, wie sie von der DE 4031252 C1 beschrieben wird.The supplementary coil 4 may also be wound on a, consisting of an insulator or a ferrite material bobbin. This bobbin is then fixed to the electrically conductive screen 5 connected. The coil carrier 7 may also be formed by an insulating body, which carries wound coils. The bobbin can also be formed by a Ferrittopf, as he from the DE 4031252 C1 is described. This bobbin can carry the two coils connected as differential coils. The transmitting coils may have an axial distance from each other. The coil carrier can also carry the receiver coil beyond. The transmitting coils and the receiving coil may be part of a circuit as used by the DE 4031252 C1 is described.

Claims

Inductive proximity switch with at least one first transmitting coil ( 1 ) and at least one receiving coil ( 3 ) carrying coil carrier ( 7 ) and with a coil carrier ( 7 ) spaced electrically conductive screen ( 5 ) and with a supplementary coil ( 4 ), one to that of the at least one first transmitting coil ( 1 ) generates proportional compensation field, characterized in that the supplementary coil ( 4 ) on a coil carrier ( 7 ) facing side fixed to the screen ( 5 ) connected is.

Proximity switch according to claim 1, characterized in that the supplementary coil ( 4 ) to the at least one first transmitting coil ( 1 ) is connected in series with rectified winding sense.

Proximity switch according to one of the preceding claims, characterized by two from the coil carrier ( 7 ) carried in opposite directions in series transmitting coils ( 1 . 2 ).

Proximity switch according to one of the preceding claims, characterized in that the supplementary coil ( 4 ) is connected in the receiving coil circuit.

Proximity switch according to one of the preceding claims, characterized in that the supplementary coil ( 4 ) with the receiving coil ( 3 ) is connected in series in the same sense of winding.

Proximity switch according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting coils ( 1 . 2 ) and / or the receiving coil ( 3 ) and / or the supplementary coil ( 4 ) Planar coils are.

Proximity switch according to one of the preceding claims, characterized in that the first transmitting coil ( 1 ) lying inside on a printed circuit board ( 7 ), the second transmitting coil ( 2 ) outboard on the same circuit board ( 7 ) and the receiving coil ( 3 ) between the first transmitting coil ( 1 ) and second transmitting coil ( 2 ) are arranged.

Proximity switch according to one of the preceding claims, characterized in that the screen ( 5 ) of a metal coating of a face plate ( 6 ) is trained.

Proximity switch according to claim 8, characterized in that the supplementary coil ( 4 ) fixed to the face plate ( 6 ) connected is.

Proximity switch according to one of claims 8 or 9, characterized in that the faceplate ( 6 ) and bobbins ( 7 ) are spaced parallel to each other arranged printed circuit boards.

Proximity switch according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting coil ( 1 ) or the transmitting coils ( 1 . 2 ) are formed as wound coils and sit on a coil carrier formed in particular by a ferrite pot, which in particular also supports the receiving coil ( 3 ).

Proximity switch according to one of the preceding claims, characterized in that the supplementary coil ( 4 ) is a wound coil and the supplementary coil ( 4 ) carrying coil carrier fixed to the electrically conductive screen ( 5 ) connected is.