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DE3007929A1 - Beruehrungslos steuerbarer naeherungsschalter - Google Patents

Beruehrungslos steuerbarer naeherungsschalter

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Publication number
DE3007929A1
DE3007929A1 DE19803007929 DE3007929A DE3007929A1 DE 3007929 A1 DE3007929 A1 DE 3007929A1 DE 19803007929 DE19803007929 DE 19803007929 DE 3007929 A DE3007929 A DE 3007929A DE 3007929 A1 DE3007929 A1 DE 3007929A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
proximity switch
transistor
test
switch according
circuit
Prior art date
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Application number
DE19803007929
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English (en)
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DE3007929C2 (de
Inventor
Antrag Auf Nichtnennung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balluff GmbH
Original Assignee
Balluff GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Balluff GmbH filed Critical Balluff GmbH
Priority to DE19803007929 priority Critical patent/DE3007929C2/de
Priority to US06/238,200 priority patent/US4433309A/en
Priority to EP81101341A priority patent/EP0035225B1/de
Priority to JP2852581A priority patent/JPS572126A/ja
Publication of DE3007929A1 publication Critical patent/DE3007929A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3007929C2 publication Critical patent/DE3007929C2/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Description

  • Berührungslos steuerbarer Näherungsschalter
  • Die Erfindung betrifft einen berührungslos steuerbaren Näherungsschalter zur Überwachung bewegbarer Teile mit einem Oszillator mit einem in seiner Impedanz durch Annäherung der Teile veränderlichen induktiven oder kapazititven Steuerelement und mit elektrischen Uberwachungseinrichtungen für die Überwachung der Funktionsfähigkeit des Näherungsschalters.
  • Ein derartiger Näherungsschalter ist aus der DE-AS 21 40 o56 bekannt und umfasst elektrische Überwachungseinrichtungen mit deren Hilfe eine mechanische Beschädigung des Tastkopfs in der Weise ausgewertet werden kann, daß ein normalerweise ständig vorhandenes Prüfsignal auf einer Ausgangsleitung unterbrochen wird.
  • Der bekannte Näherungsschalter ist insofern besonders vorteilhaft, als bei der Zerstörung bzw. Beschädigung eines Überwachungselementes gewissermaßen ein Voralarm ausgelöst wird, ehe das eigentliche Steuerelement des Näherungsschalters beschädigt werden kann. Andererseits ist bei dem vorbekannten Näherungsschalter eine spezielle Ausgestaltung des Tastkopfes erforderlich, was aus Kostengründen und im Hinblick auf eine möglichst kleine Typenzahl der Tastköpfe unerwünscht sein kann.
  • Ein Näherungsschalter mit entsprechenden Uberwachungseinrichtungen für die elektrischen, insbesondere die elektronischen Bauteile, ist ferner aus der DE-PS 21 66 o21 bekannt, gemäß welcher ein Dauersignal erzeugt wird, das anzeigt, daß die miteinander zu vergleichenden Betriebsbedingungen an unterschiedlichen Schaltungspunkten den vorgegebenen Betriebsbedingungen entsprechen, wobei ein Ausfall bzw. eine Unterbrechnung dieses Dauersignals dann einen Störfall signalisiert.
  • Bei diesem bekannten Näherungsschalter mit Uberwachungseinrichtungen ist ein entsprechender Schaltungsaufwand erforderlich, der ebenfalls in gewissen Fällen zu unerwünscht hohen Kosten führt.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Näherungsschalter anzugeben, bei dem mit geringem Schaltungsaufwand eine gezielte Überwachung in Form einer Funktionsüberprüfung möglich ist, wobei insbesondere überprüft werden soll, ob eine entsprechende Annäherung eines bewegbaren Teils die gewünschte Bedämpfung des Oszillators herbeiführen kann und/oder ob die Ansprechbedingungen des Näherungsschalters noch dem ursprünglich eingestellten Ansprechabstand entsprechen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Überwachungseinrichtungen einen zu Prüfzwecken elektrisch schaltbaren Bedämpfungskreis aufweisen, mit dessen Hilfe der Oszillator bedämpfbar ist.
  • Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Uberwachungseinrichtungen besteht dabei darin, daß zunächst einmal die Möglichkeit besteht, eine Bedämpfung des Oszillators zu simulieren, die der Bedämpfung durch ein zu überwachendes bewegbares Teil entspricht. Wenn diese zu Prüfzwecken durchgeführte simulierte Bedämpfung dann nicht zu einem entsprechenden Ausgangssignal des Näherungsschalters führt, ist sofort klar, daß eine Funktionsstörung vorliegen muß, die aus Sicherheitsgründen eine Betriebsunterbrechung und entsprechende Reparaturen erforderlich macht. In der Praxis kann eine solche Überprüfung beispielsweise periodisch oder vor jedem Maschinenbefehl ausgeführt werden, der eine Bewegung der zu überwachenden Teile auslöst.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Uberwachungseinrichtungen ermöglicht aber auch eine Überprüfung des richtigen Ansprechabstandes durch Simulation einer dem Ansprechabstand entsprechenden Bedämpfung des mechanisch unbedämpften Oszillator, der in diesem Fall bei Erzeugung des Prüfsignals nicht weiterschwingen darf und durch eine definierte Entdämpfung des von außen mechanisch bedämpften Oszillators, der in diesem Fall für die Dauer des Prüfsignals wieder anschwingen muß, da durch die Entdämpfung Betriebsbedingungen eingestellt werden, die einem Ansprechabstand entsprechen, der kleiner ist als die aus Sicherheitsgründen noch zulässige Annäherung der zu überwachenden bewegbaren Teile.
  • Erfindungsgemäß lässt sich die einwandfreie Funktion des Näherungsschalters also sowohl bei von außen bedämpftem Oszillator als auch bei von außen nicht bedämpftem Oszillator überprüfen, so daß alle zum Schutz der Maschinen, der Werkstücke und des Bedienungspersonals zu beachtenden Sicherheitskriterien überprüft werden können.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des Näherungsschalters gemäß der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Die Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Näherungsschalters werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert.
  • Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines als öffner einsetzbaren Näherungsschalters gemäß der Erfindung; Fig. 2 ein Schaltbild einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines als Öffner einsetzbaren Näherungsschalters gemäß der Erfindung und Fig. 3 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines als Schließer einsetzbaren Näherungsschalters gemäß der Erfindung.
  • Im einzelnen zeigt das Schaltbild gemäß Fig. 1, wenn man zunächst von den Schaltungselementen zwischen den Schaltungspunkten 1, 3 und 7 absieht, einen üblichen, als öffner einsetzbaren Näherungsschalter mit einem pnp-Ausgangstransistor. Dieser Näherungsschalter besitzt eingangsseitig eine Tastkopfspule L, die üblicherweise in einem nach vorn - d.h. in Richtung auf die bewegbaren Teile - offenen Topfkern angeordnet ist.
  • Die äußeren Anschlüsse 2, 3 der Tastkopfspule sind mit Anschlüssen 4 und 6 des Näherungsschalters verbunden, an denen eine positive (+) bzw. (über R1 , T1) eine negative (-) Spannung anliegt. Parallel zu der Tastkopfspule L liegt ein Kondensator C1, welcher zusammen mit der Tastkopfspule L einen Schwingkreis L, C1 bildet.
  • Der Oszillator des Näherungsschalters gemäß Fig. 1 weist ferner zwei Transistoren T1 und T2 und drei Widerstände Rx, R1 und R2 auf. Die Basisanschlüsse der Transistoren T1 und T2 sind über den Widerstand R1 mit dem Anschluß 6 des Näherungsschalters verbunden.
  • Der Emitter des Transistors T1 ist einerseits mit dem äußeren Anschluß 2 der Tastkopfspule L und andererseits mit dem Kondensator C1 verbunden. Der Kollektor des Transistors T1 ist nicht beschaltet, so daß lediglich die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T1 als Diode wirksam ist, wobei jedoch diese Diode in ihren elektrischen Eigenschaften besonders genau auf die Eigenschaften des Transistors T2 abgestimmt werden kann, dessen Kollektor über den Widerstand R2 mit dem Anschluß 6 verbunden ist und dessen Emitter über den Widerstand Rx mit dem Anschluß 1 des Näherungsschalters 1 verbunden ist, d.h. mit einer Anzapfung der Tastkopfspule L, welche durch diese Anzapfung in zwei Teilwicklungen L1 und L2 unterteilt wird.
  • Mit dem vorstehend beschriebenen Oszillator ist eine Kippschaltung verbunden, welche einen Kondensator C2, Widerstände R3 - R9 und zwei weitere Transistoren T3 und T4 aufweist, wobei der Kondensator C2 auch als Bestandteil des Oszillators anzusehen ist.
  • Von den genannten Bauelementen ist der Kondensator C2 einerseits an den Anschluß 4 des Näherungsschalters und andererseits an den Kollektor des Transistors T2 angeschlossen. Der gemeinsame Verbindungspunkt des Transistors T2 des Widerstandes R2 und des Kondensators C2 ist über einen Widerstand R3 mit der Basis des Transistors T3 der Kippschaltung verbunden. Der Emitter dieses Transistors T3,der als npn-Transistor ausgebildet ist, ist einerseits über den Widerstand R4 mit dem Anschluß 6 und andererseits über den Widerstand R5 mit dem Anschluß 4 des Näherungsschalters verbunden. Der Kollektor des Transistors T3 ist über den Widerstand R7 mit der Basis des Transistors T4 verbunden. Die Basis des Transistors T4 ist außerdem über den Widerstand R6 mit dem Anschluß 4 verbunden, während der Emitter des Transistors T4 unmittelbar mit der Klemme 4 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors T4 ist über den Widerstand R8 mit der Basis des Transistors T3 und über den Widerstand R9 mit dem Anschluß 6 verbunden und bildet einen Anschluß 5, der den eigentlichen Ausgang der Kippschaltung und damit des ganzen Näherungsschalters darstellt. Zwischen den Anschlüssen 5 und 6 können in bekannter Weise Auswerte- und Schalteinrichtungen angeschlossen werden, die in Fig. 1 durch ein gestrichelt eingezeichnetes Relais Rel angedeutet sind.
  • Bei einem Näherungsschalter der vorstehend beschriebenen Art liegt die Tastkopfspule L normalerweise in einem nach vorn offenen Schalenkern, so daß ein magnetisches Feld mit großer Streuung aufgebaut werden kann. Bewegt man nun in dieses Feld ein Metallteil, so fließen in diesem induzierte Wirbelströme, die dem Feld Energie entziehen. Diese Wirbelstromverluste bewirken eine Verschlechterung der Schwingkreisgüte, so daß sich die Schwingungsamplitude verringert; der Schwingkreis wird also mit anderen Worten bedämpft.
  • Wenn der Schwingkreis bzw. der Oszillator schwingt, dann bilden die Elemente R2, T2, Rx und L1 für die Dauer der negativen Halbwelle der Schwingung einen Spannungsteiler. Dabei entsteht am Kollektor des Transistors T2 eine verhältnismäßig hohe negative Spannung, weil der Widerstand R2 gegenüber den übrigen Elementen des Spannungsteiles hochohmig ist. Dies hat zur Folge, daß der Kondensator C2 am Eingang der Kippschaltung aufgeladen wird. Wenn der Transistor T2 dann während der positiven Halbwelle der Schwingung sperrt, dann entlädt sich der Kondensator C2 geringfügig über den Widerstand R2 bis die nächste negative Halbwelle der Schwingung auftritt. Der Kondensator C2 glättet also die Spannung am Kollektor des Transistors T2 bzw. am Eingang der Kippschaltung derart, daß sich eine Gleichspannung mit vernachlässigbarer Restwelligkeit ergibt.
  • Diese Spannung ist so hoch, daß die Transistoren T3 und T4 leitend gesteuert sind, so daß das Relais zwischen den Anschlüssen 5 und 6 anzieht.
  • Wird nun der Schwingkreis, wie oben beschrieben, durch ein Metallteil bedämpft, dann wird die Schwingungsamplitude des Oszillators kleiner, dann wird der Kondensator C2 höher aufgeladen, während die Spannung am Kollektor des Transistors T2 gegenüber der Spannung am Anschluß 4 immer geringer wird, bis sie schließlich nicht mehr ausreicht, um den Transistor T3 leitend zu steuern. Mit dem Transistor T3 sperrt dann auch der Transistor T4 und das Relais Rel fällt ab. Bei dem betrachteten Näherungsschalter dient der Widerstand Rx der Einstellung des Ansprechabstandes, d.h. desjenigen Abstandes, bis auf den ein Metallteil an die Vorderseite des Tastkopfes herangeführt werden muß, um die Oszillatorschwingung für ein Kippen der Kippschaltung ausreichend zu bedämpfen.
  • Wird ein solcher Näherungsschalter zur Uberwachung der Betriebsbedingungen an einer Maschine eingesetzt, dann kann eine Funktionsstörung des Näherungsschalters verhängnisvolle Folgen haben. Es ist zwar unkritisch, wenn aufgrund einer Fehlfunktion fälschlicherweise eine Bedämpfung vorgetäuscht wird und das Relais Rel abfällt. In diesem Fall wird nämlich (fälschlich) ein Betriebszustand angezeigt, der verhindert, daß die Maschine eingeschaltet wird. Wenn jedoch tatsächlich eine Bedämpfung des Oszillators vorliegt, beispielsweise weil ein Maschinenteil bald seine Endstellung erreicht hat, das Ausgangssignal des NSherungsschalters jedoch dennoch ein freies Schwingen des Oszillators vortäuscht, was beispielsweise bei einem Durchschlagen eines der Transistoren T2, T3 oder T4 der Fall sein kann, dann kann die Maschine trotzdem anlaufen, wobei es möglicherweise zu einem schweren Sachschaden oder sogar zu einem Personenschaden kommt. Aus diesem Grunde sollte eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Näherungsschalters möglich sein.
  • Diese Prüfmöglichkeit kann gemäß der Erfindung bei einem Näherungsschalter gemäß Fig. 1 dadurch geschaffen werden, daß man die Anzapfung der Tastkopfspule L, d.h.
  • den Anschluß 1, über die aestrichelt eingezeichnete Leitung V direkt leitend mit dem Anschluß 1' verbindet, der direkt mit einem Anschluß 7 des Näherungsschalters Verbunden ist. Wenn man nun am Ende einer mehr oder weniger langen Leitung,die mit den Anschlüssen 4 und 7 des Näherungsschalters verbunden ist, einen Taster K vorsieht, dann kann man durch Schließen des Tasters den Wicklungsteil L1 der Tastkopfspule L kurzschließen.
  • Hierdurch wird die Schwingung des Schwingkreises bzw.
  • des Oszillators gedämpft bzw. unterdrückt, so daß das Relais Rel bei einwandfreier Funktion des Näherungsschalters abfallen, nach öffnen des Tasterkontaktes jedoch wieder anziehen muß. Dabei kann der Prüfschalter, der in Fig 1 der Einfachheit halber als Taster K dargestellt ist,ein beliebiger geeigneter Schalter, insbesondere ein elektronischer Schalter sein, der je nach den Besonderheiten der betreffenden Anlage periodisch geschlossen werden kannr um die Funktion des Näherungsschalters zu überprüfen oder auch jeweils vor der Einleitung entsprechender Maschinenfunktionen.
  • Bei der vorstehend erläuterten, besonders einfachen Variante der Erfindung, bei der kaum ein ins Gewicht fallender zusätzlicher Aufwand erforderlich ist, können sich unter Umständen Schwierigkeiten ergeben, wenn zwischen dem Prüfschalter und den Anschlüssen 4 und 7 des Näherungsschalters ein längeres Kabel vorhanden ist. Die verteilten Induktivitäten und Kapazitäten des Kabels können nämlich einen wirksamen Kurzschluß des Wicklungsteils L1 verhindern. Außerdem wirkt das Kabel wie eine Antenne, über die bei geöffnetem Prüfschalter alle möglichen Störungen im Näherungsschalter wirksam werden können. Hinzu kommt, daß auch die normalerweise ebenso langen Zuleitungen zu den Anschlüssen 5 und 7 eine Leitung mit verteilten Induktivitäten und Xapazitäten bilden, so daß Schaltflanken vom Ausgang der Kippstufe zu einer Rückkopplung auf den Eingang des Näherungsschalters führen, so daß dieser in einem Übergangsbereich in rascher Folge ein- und ausschalten kann. Die vorstehend erläuterte Schaltungsvariante sollte daher nur bei relativ kurzen Anschlußkabeln bis zu einer Länge von etwa 2 m eingesetzt werden.
  • Auch dabei kann es unter Umständen noch erforderlich sein, in den Kurzschlußkreis einen kleinen Serienwiderstand einzufügen.
  • Wenn eine zumindest weitgehende Unabhängigkeit der Funktionsprüfung von der Länge des Anschlußkabels erreicht werden soll, dann ist es vorteilhaft, wenn statt der Kurzschlußverbindung zwischen den Anschlüssen 1, i'und 3 eine Transistorschaltung aus einem Transistor T5, Widerständen Rlo und Ril und einem Kondensator C3 vorgesehen ist. Bei dieser Schaltungsvariante liegt die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T5 zwischen den Anschlüssen 1 und 3. Die Basis des Transistors T5 ist ferner mit dem Anschluß 3 über den Widerstand lo verbunden und über den Widerstand Ril mit dem Anschluß 1'. Dabei sorgt der Widerstand Rlo für die speziell bei höheren Temperaturen wichtige niederohmige Verb in dung zwischen Emitter und Basis, während der Widerstand Ril der Begrenzung des Basisstroms dient. Schließlich dient der Kondensator C3 zwischen den Anschlüssen 1' und 3 als Siebglied zum Abblocken von Störspannungsspitzen,die über das Anschlußkabel eintreffen können.
  • Mit Hilfe des Kondensators C3 wird weiterhin die Rückkopplung von Störspannungsimpulsen aufgrund von Ausgangsimpulsen der Kippstufe auf den Eingang des Näherungsschalters unterdrückt.
  • Bei der betrachteten Schaltungsvariante wird der Transistor T5 beim Schließen des Prüftasters Kileitend gesteuert, so daß der Wicklungsteil L1 über die Schaltstrecke dieses Transistors kurzgeschlossen werden kann. In Ausgestaltung der Erfindung besteht aber auch die Möglichkeit, in den Kollektorzweig des Transistors T5 einen Widerstand R12 einzufügen, der so bemessen ist,daß die Bedämpfung des Schwingkreises bzw. des Oszillators etwa ebenso groß ist wie die Dämpfung durch ein Metallteil bei dem am Widerstand Rx eingestellten Ansprechabstand. Wenn dann beim Schließen des PrüfschaltersKi das Relais Rel abfällt und beim Öffnen desselben wieder anzieht, dann ist nicht nur sichergestellt, daß der Oszillator des Näherungsschalters überhaupt bedämpft werden kann, sondern auch, daß der Ansprechabstand nicht zu klein geworden ist, was dazu führen könnte, daß der Oszillator des Näherungsschalters weiterschwingt, obwohl sich das zu überwachende Metallteil hinreichend weit genähert hat.
  • Bei der Schaltung gemäß Fig. 2 der Zeichnung ist der Widerstand für die Einstellung des Ansprechabstandes in zwei Teilwiderstände Rx und R'x unterteilt, die in Serie geschaltet sind, wobei dem Teilwiderstand R'x die Schaltstrecke eines Transistors T6 parallel geschaltet ist.Die Basis des Transistors T6 ist über einen Widerstand R13 mit dem Kollektor desselben und mit dem Verbindungspunkt des Teliwiderstandes R'x und des Emitters des Transistors T2 verbunden. Außerdem ist die Basis des Transistors T6 mLt einem Anschluß 8 des Näherungsschalters verbunden, der über einen Prüftaster K2 mit Ruhekontakt mit dem Anschluß 4 des Näherungsschalters verbunden ist. Die Anschlüsse 4 und 8 des Näherungsschalters können dabei mit den Anschlüssen des Prüftasters K2 wieder über ein Kabel entsprechender Länge verbunden sein.
  • Wenn in der Schaltung gemäß Fig. 2 der Oszillator des Näherungsschalters durch ein zu überwachendes Metallteil, welches sich entsprechend dicht vor dem Tastkopf befindet, bedämpft ist, dann kann der Transistor T6 durch die Betätigung des Prüftasters K2 leitend gesteuert werden, wodurch der Teilwiderstand R'x überprüft wird. Hierdurch wird der Widerstandswert des den Ansprechabstand bestimmenden Widerstandes Rx, R'x derart verringert, daß der Oszillator bei einwandfreier Funktion des Näherungsschalters wieder an schwingen müsste Wenn dies nicht der Fall ist, dann bedeutet dies, daß sich der Ansprechabstand gegenüber dem ursprünglich eingestellten Ansprechabstand verringert hat oder daß das Metallteil näher an den Tastkopf herangeführt wurde als dies bei der Einstellung des Systems vorgesehen war. In beiden Fällen ist also eine Überprüfung des Systems erforderlich, was dadurch angezeigt wird, daß der Oszillator trotz der Tatsache, daß der Teilwiderstand R'x kurzgeschlossen wurde, nicht wieder anschwingt. Im übrigen arbeitet die Schaltung gemäß Fig. 2 so wie dies oben für die Schaltung gemäß Fig. 1 erläutert wurde.
  • Aus der vorstehenden Erläuterung der Funktion der Schaltung gemäß Fig. 2 wird deutlich, daß auch die PrUfung, ob sich der Oszillator des Näherungsschalters überhaupt bedämpfen lässt, mit den beschriebenen Schaltungskomponenten R'x, T6, R13 und K2 durchgeführt werden kann, wenn man nämlich den Transistor T6 normalerweise im leitenden Zustand hält und ihn dann zu Prüfzwecken sperrt, wobei durch das zusätzliche Wirksamwerden des Teilwiderstandes R'x bei entsprechender Dimensionierung bei einwandfreier Funktion des Näherungsschalters eine Dämpfung der Schwingungen des Oszillators eintreten müsste. Damit ist aber auch klar, daß in Abwandlung der Funktion der Schaltung gemäß Fig. 1 der Widerstand R12 so bemessen werden könnte, daß der Oszillator bei leitendem Transistor T5 schwingen und bei Annäherung eines Metallteils an den Tastkopf bedämpft würde. Wenn dann die bei leitendem Transistor T5 durch den Kurzschlußzweig mit dem Widerstand R12 bewirkte Bedämpfung durch Sperren des Transistors T5 aufgehoben würde, dann könnte der Oszillator bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 wieder anschwingen, obwohl sein Schwingkreis durch ein Metallteil von außen bedämpft ist. Die Funktionsfähigkeit des Näherungsschalters ließe sich also auch auf diese Weise überprüfen.
  • Fig. 3 der Zeichnung zeigt schließlich einen Näherungsschalter gemäß der Erfindung, welcher als Schließer einsetzbar ist und eine Kippschaltung aufweist, deren Ausgangstransistor T4 ein npn-Transistor ist. Die Schaltung gemäß Fig. 3 arbeitet völlig analog zu der Schaltung gemäß Fig. 2, mit dem einzigen Unterschied, daß der Leitfähigkeitstyp der Transistoren T3 und T4 vertauscht ist und daß das Relais Rel an den Anschlüssen 4 und 5 des Näherungsschalters folglich anzieht wenn der Oszillator ausreichend bedämpft ist und abfällt, wenn der Oszillator frei schwingt.
  • Bei den Näherungsschaltern gemäß Fig. 1 und 2 lassen sich alle Fehler, die in der Schaltung und im Tastkopf auftreten können, einwandfrei erkennen. Insbesondere werden folgende Fehler sicher erkannt, die auch bei bedämpftem Näherungsschalter eine Schwingung vortäuschen könnten: 1. Kondensator C2 ist durchgeschlagen (Kurzschluß); 2. Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T2 ist durchgeschlagen; 3. der Widerstandswert des Widerstandes Rx bzw. der Teilwiderstände Rx, R'x ist unter den Sollwert abgesunken (wenn beispielsweise einer der Widerstände verschmort ist); 4. die Kollektor-Emitter-Strecke des Ausgangstransistors T4 ist durchgeschlagen; 5. die Kollektor-Emitter-Strecke des Eingangstransistors T3 ist durchgeschlagen.
  • Dabei ist es, wie ein Vergleich der als Öffner dienenden Schaltervarianten mit der als Schließer dienenden Schaltervariante ohne weiteres ergibt, besonders vorteilhaft, daß jeweils gerade die Fehler erkannt werden können, die wirklich zu einer ernsthaften Betriebsstörung bzw. zu einem Unfall führen können. Während nämlich bei den Öffner-Varianten die Kurzschlüsse bereits im Schalter selbst erkannt werden, können bei der Schließer-Variante kalte Lötstellen oder Risse in einem die Bauelemente und Verbindungsleitungen tragenden Träger, insbesondere einen Dickschicht-Substrat erkannt werden, die dort fälschlicherweise zu Schwingungen führen.
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Claims (12)

  1. Patentansprüche 1. Berührungslos steuerbarer Näherungsschalter zur Überwachung bewegbarer Teile mit einem Oszillator mit einem in seiner Impedanz durch Annäherung der Teile veränderlichen induktiven oder kapazitiven Steuerelement und mit elektrischen Uberwachungseinrichtungen für die Überwachung der Funktionsfähigkeit des Näherungsschalters, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Überwachungseinrichtungen einen zu Prüfzwecken elektrisch schaltbaren Bedämpfungskreis (V, K; T5, Rlo - R12, K1; T6, R13, Rx, K2) aufweisen, mit dessen Hilfe der Oszillator (L, C1, R1, R2, T1, T2) bedämpfbar ist.
  2. 2. Näherungsschalter nach Anspruch 1 mit einem induktiven, eine Tastkopfspule enthaltenden Tastkopf im Schwingkreis des Oszillators, dadurch gekennzeichnet, daß für die Tastkopfspule (L) durch Einschalten des Bedämpfungskreises (V, K; T5, Rlo - R12, K1) zumindest teilweise ein Kurzschluß herbeiführbar ist.
  3. 3. Näherungsschalter nach Anspruch 2 mit einer Tastkopfspule mit Anzapfung, dadurch gekennzeichnet, daß für einen zwischen der Anzapfung und einem der äußeren Anschlüsse liegenden Wicklungsteil (L1) der Tastkopfspule (L) ein Kurzschluß herbeiführbar ist.
  4. 4. Näherungsschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Tastkopfspule (L) bzw.
    deren Wicklungsteil (L1) ein Kurzschluß unmittelbar mittels eines dazu parallel geschalteten, über entsprechende Zuleitungen angeschlossenen Prüfschalter (K) herbeiführbar ist.
  5. 5. Näherungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kurzschlußkreis ein definierter Reihenwiderstand (R12) eingefügt ist.
  6. 6. Näherungsschalter nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Tastkopfspule (L) bzw.
    deren Wicklungsteil (L1) ein Kurzschluß über die dazu parallel geschaltete Kollektor-Emitter-Strecke eines Prüftransist.ors (T5) herbeiführbar ist, dessen Basis spannung über einen Prüfschalter (K) schaltbar ist.
  7. 7. Näherungsscnalter nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Prüftransistors (T5) mit der Anzapfung der Tastkopfspule (L) verbunden ist, daß der Emitter des Prüftransistors (T5) mit einem mit dem einen Pol (+) einer Speisespannungsquelle verbundenen äußeren Anschluß (3) der Tastkopfspule (L) verbunden ist, daß die Basis des Prüftransistors (T5) über den Prüfschalter (K1) und einen Strombegrenzungswiderstand (oil) mit dem anderen Pol (-) der Speisespannungsquelle verbindbar ist, und daß zwischen Basis und Emitter des Prüftransistors (T5) ein Ableitwiderstand (Rlo) vorgesehen ist.
  8. 8. Näherungsschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis des Prüftransistors (T5) ein Siebglied (C3) vorgeschaltet ist.
  9. 9. Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Anzapfung der Tastkopfspule (L) und den Kollektor des PrUftransistors (T5) ein definierter Widerstand (R12) eingefügt ist.
  10. lo. Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem den Ansprechabstand bestimmenden Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedämpfungskreis derart ausgebildet ist, daß der wirksame Widerstandswert des den Ansprechabstand bestimmenden Widerstandes (Rx, R'x) durch Einschalten des Bedämpfungskreises (T6, R13, R'x, K2) absenkbar ist.
  11. 11. Näherungsschalter nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß der den Ansprechabstand bestimmende Widerstand in zwei Teilwiderstände (Rx, R'x) unterteilt ist, von denen einer (R'x) durch Betätigung eines Prüfschalters (K2) kurzschließbar ist.
  12. 12. Näherungsschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem kurzschließbaren Teilwiderstand (R'x) die Kollektor-Emitter-Strecke eines Schalttransistors (T6) parallel geschaltet ist, dessen Basisspannung durch Betätigung des Prüfschalters (K2) steuerbar ist.
DE19803007929 1980-03-01 1980-03-01 Berührungslos steuerbarer Näherungsschalter Expired DE3007929C2 (de)

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DE19803007929 DE3007929C2 (de) 1980-03-01 1980-03-01 Berührungslos steuerbarer Näherungsschalter
US06/238,200 US4433309A (en) 1980-03-01 1981-02-25 Proximity switch with built-in test circuit
EP81101341A EP0035225B1 (de) 1980-03-01 1981-02-25 Näherungsschalter mit zugehörigen Überwachungseinrichtungen
JP2852581A JPS572126A (en) 1980-03-01 1981-03-02 Proximity switch

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DE3007929A1 true DE3007929A1 (de) 1981-09-17
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DE (1) DE3007929C2 (de)

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