DE19614528A1 - Induktiver Näherungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen induktiven Näherungsschalter, mit einem eine Schwing­ kreisinduktivität und eine Schwingkreiskapazität aufweisenden, durch einen An­ sprechkörper beeinflußbaren Schwingkreis, mit einem Impulsgenerator, mit einer Aus­ werteschaltung und mit einem von der Auswerteschaltung angesteuerten elektroni­ schen Schalter, wobei der Schwingkreis durch von dem Impulsgenerator abgegebene Impulse periodisch zu Schwingungen angeregt wird und bei einer durch den An­ sprechkörper verursachten Beeinflussung des Schwingkreises von der Auswerte­ schaltung das Ansteuersignal für den elektronischen Schalter erzeugt wird.

Induktive Näherungsschalter sind, wie andere elektronische Schaltgeräte, kontaktlos ausgeführt und werden seit mehr als fünfundzwanzig Jahren in zunehmendem Maße anstelle von elektrischen, mechanisch betätigten Schaltgeräten, die kontaktbehaftet ausgeführt sind, verwendet, insbesondere in elektrischen bzw. elektronischen Meß-, Steuer- und Regelschaltungen. Mit Näherungsschaltern, d. h. elektronischen Schalt­ geräten, die berührungslos arbeiten, wird indiziert, ob sich ein Ansprechkörper, häufig auch Beeinflussungselement genannt, für das der entsprechende Näherungsschalter sensitiv ist, dem Näherungsschalter hinreichend weit genähert hat. Hat sich nämlich ein Ansprechkörper, für das der entsprechende Näherungsschalter sensitiv ist, dem Näherungsschalter hinreichend weit genähert, so wird von der zu einem solchen Nä­ herungsschalter gehörenden Auswerteschaltung der elektronische Schalter umge­ steuert. Bei einem als Schließer ausgeführten Näherungsschalter wird der zunächst nichtleitend gewesene elektronische Schalter leitend, während bei einem als Öffner ausgeführten Näherungsschalter der zunächst leitend gewesene elektronische Schal­ ter nunmehr sperrt.

Induktive Näherungsschalter weisen häufig einen induktiv beeinflußbaren Oszillator auf. Dabei gilt dann für den Oszillator, solange ein Ansprechkörper einen vorgegebe­ nen Abstand noch nicht erreicht hat, K × V = 1 mit K = Rückkopplungsfaktor und V = Verstärkungsfaktor des Oszillators, d. h. der Oszillator schwingt. Erreicht der An­ sprechkörper den vorgegebenen Abstand, so führt die zunehmende Bedämpfung des Oszillators zu einer Verringerung des Verstärkungsfaktors V, d. h. die Amplitude der Oszillatorschwingung geht zurück bzw. der Oszillator hört auf zu schwingen. Ab­ hängig von den unterschiedlichen Zuständen des Oszillators wird der elektronische Schalter - über die Auswerteschaltung - gesteuert.

Die Erfindung betrifft nun nicht einen induktiven Näherungsschalter mit einem von außen - durch einen Ansprechkörper - beeinflußbaren Oszillator. Vielmehr betrifft die Erfindung einen induktiven Näherungsschalter der eingangs beschriebenen Art, der nach einem anderen Prinzip arbeitet. Der gattungsgemäße induktive Näherungsschal­ ter, von dem die Erfindung ausgeht (vgl. die deutsche Patentschrift 32 13 602), weist zwar auch einen durch einen Ansprechkörper beeinflußbaren Schwingkreis - mit ei­ ner Schwingkreisinduktivität und einer Schwingkreiskapazität - auf, dabei ist der Schwingkreis jedoch nicht Teil eines Oszillators. Vielmehr ist dem Schwingkreis ein Impulsgenerator zugeordnet, wobei der Schwingkreis durch von dem Impulsgenera­ tor abgegebene Impulse periodisch zu Schwingungen angeregt wird, die anschließend abklingen. Das Abklingen dieser Schwingungen ist abhängig davon, ob der Schwingkreis, nämlich die Schwingkreisinduktivität, durch einen Ansprechkörper be­ einflußt ist. Bei einer Beeinflussung des Schwingkreises, also der Schwingkreisin­ duktivität, durch einen Ansprechkörper klingen die Schwingungen schneller ab als ohne eine solche Beeinflussung. Die Beeinflussung des Schwingkreises bzw. der Schwingkreisinduktivität durch einen Ansprechkörper ist also eine Bedämpfung des Schwingkreises bzw. der Schwingkreisinduktivität.

Bei dem bekannten induktiven Näherungsschalter, von dem die Erfindung ausgeht, werden die Schwingungsamplituden der Schwingungen des Schwingkreises von der Auswerteschaltung erfaßt und ausgewertet. Dabei wird die Schwingungsabklingzeit - Zeit, bis zu der die Schwingungsamplituden einen vorgegebenen Schwellwert un­ terschritten haben - der unbedämpften Schwingung mit der verkürzten Schwin­ gungsabklingzeit bei äußerer Bedämpfung verglichen; wird eine verkürzte Schwin­ gungsabklingzeit festgestellt, so wird ein Ansteuersignal für den elektronischen Schalter erzeugt.

Eingangs ist ausgeführt worden, daß zu dem in Rede stehenden induktiven Nähe­ rungsschalter ein Schwingkreis mit einer Schwingkreisinduktivität und einer Schwingkreiskapazität gehört. Dabei kann die Schwingkreiskapazität resultieren aus den parasitären Kapazitäten der Schwingkreisinduktivität. Normalerweise ist jedoch eine "echte" Schwingkreiskapazität vorgesehen. Das gilt auch für den induktiven Näherungsschalter, von dem die Erfindung konkret ausgeht und der zuvor im einzel­ nen hinsichtlich der Art der Auswertung der abklingenden Schwingungen erläutert worden ist.

Der erfindungsgemäße induktive Näherungsschalter ist nun zunächst und im wesent­ lichen dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, eine Schwingkreisinduktivität und eine Schwingkreiskapazität aufweisender, zumindest im wesentlichen die gleiche Re­ sonanzfrequenz wie der erste Schwingkreis aufweisender, durch den Ansprechkörper zumindest nicht wesentlich beeinflußbarer Schwingkreis vorgesehen ist, daß der zweite Schwingkreis durch die von dem Impulsgenerator abgegebenen Impulse zu­ mindest in nahezu gleicher Weise wie der erste Schwingkreis periodisch zu Schwin­ gungen angeregt wird, daß der erste Schwingkreis und der zweite Schwingkreis aus­ gangsseitig an die Auswerteschaltung angeschlossen sind und daß die Auswerte­ schaltung aus der Differenz der Ausgangssignale der beiden Schwingkreise das An­ steuersignal für den elektronischen Schalter erzeugt. Vorzugsweise ist dabei realisiert, daß der zweite Schwingkreis exakt die gleiche Resonanzfrequenz wie der erste Schwingkreis aufweist, durch den Ansprechkörper nicht beeinflußbar ist und durch die von dem Impulsgenerator abgegebenen Impulse in gleicher Weise wie der erste Schwingkreis periodisch zu Schwingungen angeregt wird.

Bei dem bekannten induktiven Näherungsschalter, von dem die Erfindung ausgeht, und bei anderen bekannten induktiven Näherungsschaltern vergleichbarer Art wird zeitlich nacheinander miteinander verglichen das Abklingverhalten der Schwingun­ gen des Schwingkreises, angeregt durch von dem Impulsgenerator abgegebene Im­ pulse, einerseits bei unbedämpftem Schwingkreis und andererseits bei bedämpftem Schwingkreis. Im Gegensatz dazu wird bei dem erfindungsgemäßen Näherungsschal­ ter zeitgleich das Abklingverhalten der Schwingungen des ersten, durch einen An­ sprechkörper beeinflußbaren Schwingkreises verglichen mit dem Abklingverhalten der Schwingungen des zweiten, von dem Ansprechkörper nicht beeinflußbaren Schwingkreises.

Im einzelnen gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen in­ duktiven Näherungsschalter auszugestalten und weiterzubilden. Das wird weiter un­ ten in Verbindung mit der Zeichnung noch erläutert, ergibt sich im übrigen aus auf den Patentanspruch 1 rückbezogenen Patentansprüchen.

Für induktive Näherungsschalter, und zwar sowohl für solche, die einen von außen beeinflußbaren Oszillator aufweisen, als auch für solche, die einen von außen beein­ flußbaren Schwingkreis aufweisen, der durch von einem Impulsgenerator abgegebe­ ne Impulse periodisch zu Schwingungen angeregt wird, ist folgendes von besonderer Bedeutung:
Induktive Näherungsschalter der in Rede stehenden Art werden durch unterschiedli­ che Ansprechkörper betätigt. Insbesondere können die Ansprechkörper aus Eisen, insbesondere aus Stahl, aus Aluminium oder aus Kupfer bestehen. Folglich sind die elektrischen Widerstände der zum Einsatz kommenden Ansprechkörper unterschied­ lich. Daraus resultiert, daß auch das Bedämpfen des Oszillators bzw. des Schwing­ kreises abhängig ist vom Material des Ansprechkörpers. Das hier gemeinte Bedämp­ fen des Oszillators bzw. des Schwingkreises beruht darauf, daß das von der Schwing­ kreisinduktivität erzeugte elektromagnetische Wechselfeld im Ansprechkörper sogenannte Wirbelströme induziert. Dem Schwingkreis wird also elektrische Energie "entzogen", was zu einer Bedämpfung des Schwingkreises führt.

Sollen nun induktive Näherungsschalter der in Rede stehenden Art mal mit einem Ansprechkörper aus Eisen, insbesondere aus Stahl, mal mit einem Ansprechkörper aus Aluminium und mal mit einem Ansprechkörper aus Kupfer betätigt werden, so bedarf es eines sogenannten Korrekturfaktors. Zu dieser Problematik wird im übrigen auf die Ausführungen in der deutschen Patentschrift 40 31 252 verwiesen, insbesondere auf Spalte 1, Zeilen 13 bis 30. Dort ist das sogenannte Wirbelstromverfahren und der vom Material des Ansprechkörpers abhängige Schaltabstand im einzelnen erläutert, das, was zuvor mit Korrekturfaktor bezeichnet worden ist, im übrigen mit Reduktionsfak­ tor bezeichnet.

Zum Stand der Technik gehören aber nicht nur induktive Näherungsschalter, die nach dem sogenannten Wirbelstromverfahren arbeiten, vielmehr auch solche, bei denen die Beeinflussung der Oszillatorfrequenz bzw. der Resonanzfrequenz des Schwingkreises durch einen Ansprechkörper ausgewertet wird. Tatsächlich führt nämlich ein in das elektromagnetische Wechselfeld der Schwingkreisinduktivität ein­ gebrachter Ansprechkörper auch zu einer Veränderung des für das elektromagneti­ sche Wechselfeld der Schwingkreisinduktivität relevanten magnetischen Widerstan­ des und damit zu einer Beeinflussung der Schwingkreisinduktivität. Nun ist aber auch dieser Einfluß materialabhängig. Eisen, insbesondere Stahl ist nämlich ferro­ magnetisch, Aluminium paramagnetisch und Kupfer diamagnetisch. Folglich kommt man auch dann, wenn man die Beeinflussung der Oszillatorfrequenz bzw. der Reso­ nanzfrequenz des Schwingkreises durch einen Ansprechkörper auswertet, dann nicht umhin, mit einem Korrekturfaktor zu arbeiten, wenn ein entsprechender induktiver Näherungsschalter mal mit einem Ansprechkörper aus Eisen, insbesondere aus Stahl mal mit einem Ansprechkörper aus Aluminium und mal mit einem Ansprechkörper aus Kupfer betätigt werden soll.

In Verbindung mit der weiter oben grundsätzlich erläuterten Lehre der Erfindung - zweiter Schwingkreis - ist nun weiter folgendes erkannt worden:
Bei induktiven Näherungsschalter der hier in Rede stehenden Art, und zwar sowohl bei dem induktiven Näherungsschalter, von dem die Erfindung ausgeht, als auch bei dem erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalter, ist die Beeinflussung der Re­ sonanzfrequenz des Schwingkreises durch einen Ansprechkörper relativ gering. Sie beträgt z. B. für Resonanzfrequenzen in der Größenordnung von 500 kHz bei einem Ansprechkörper aus Stahl 0,25% und bei einem Ansprechkörper aus Aluminium 0,45%. Eine solche minimale Änderung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises ist für sich nur sehr schwierig auswertbar. Sie wird jedoch dann gut auswertbar, wenn die bei dem erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalter auftretende Differenz­ spannung der beiden Schwingkreise ausgewertet wird. Diese Differenzspannung re­ sultiert nämlich nicht nur aus der geringfügigen Änderung des Absolutwertes der Schwingungsamplitude, sie resultiert vielmehr vor allem aus der von Schwingung zu Schwingung größer werdenden Phasenverschiebung zwischen der Schwingungs­ amplitude des ersten Schwingkreises und der Schwingungsamplitude des zweiten Schwingkreises.

Die bei dem erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalter auftretende Differenz­ spannung der beiden Schwingkreise resultiert natürlich aus beiden zuvor im einzel­ nen angesprochenen Beeinflussungsfaktoren, also sowohl aus dem Beeinflussungs­ faktor "induzierte Wirbelströme" als auch aus dem Beeinflussungsfaktor "Änderung der Resonanzfrequenz". Diese beiden Beeinflussungsfaktoren wirken sich einerseits quantitativ unterschiedlich aus, treten andererseits zeitlich versetzt bzw. mit zeitlicher Versetzung unterschiedlich quantitativ auf. So ist z. B. bei Resonanzfrequenzen in der Größenordnung von 500 kHz der Beeinflussungsfaktor "induzierte Wirbel­ ströme" bei einem Ansprechkörper aus Eisen relativ groß, bei einem Ansprechkörper aus Aluminium jedoch relativ gering. Im übrigen ist die aus dem Beeinflussungsfaktor "Änderung der Resonanzfrequenz" resultierende Differenzspannung zeitabhängig, weil mit zunehmender Zeit die Phasenverschiebung zwischen der Schwingungsam­ plitude des ersten Schwingkreises und der Schwingungsamplitude des zweiten Schwingkreises zunimmt.

Der zuvor erläuterte Sachverhalt kann nun dahingehend ausgenutzt werden, daß die Differenzspannung der beiden Schwingkreise nur während eines - vorzugsweise hin­ sichtlich seiner Lage und/oder seiner Zeitdauer einstellbaren - Auswertefensters von der Auswerteschaltung ausgewertet wird. Das gibt die Möglichkeit, unterschiedliche Arten induktiver Näherungsschalter in einem Gerät zu realisieren. Je nach der Lage und/oder der Zeitdauer des Auswertefensters kann durch elektronische Maßnahmen am Näherungsschalter eingestellt bzw. programmiert werden, werkseitig oder kun­ denseitig, ob der Näherungsschalter in gleicher Weise auf Ansprechkörper unter­ schiedlicher Materialien anspricht (Korrekturfaktor 1) oder ob ein selektiver Nähe­ rungsschalter vorliegt, nämlich ein Näherungsschalter, der z. B. auf Eisen anspricht, nicht jedoch auf Aluminium oder Kupfer anspricht, oder ein Näherungsschalter, der auf Aluminium oder Kupfer anspricht, nicht jedoch auf Eisen anspricht.

Im folgenden werden nun die Lehre der Erfindung sowie Ausgestaltungen und Wei­ terbildungen in Verbindung mit Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den erfindungswesentlichen Teil eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalters,

Fig. 2 den erfindungswesentlichen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels ei­ nes erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalters,

Fig. 3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Lehre der Erfindung und

Fig. 4 nochmals eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung.

Zu einem erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalter gehören, was in den Fig. 1 und 2 nur teilweise dargestellt ist, ein eine Schwingkreisinduktivität 1 und eine Schwingkreiskapazität 2 aufweisender, durch einen nicht dargestellten Ansprech­ körper beeinflußbarer Schwingkreis 3, ein nicht dargestellter Impulsgenerator, eine nicht dargestellte Auswerteschaltung und ein nicht dargestellter, von der Auswerte­ schaltung angesteuerter elektronischer Schalter. Der Schwingkreis 3 wird durch von dem Impulsgenerator abgegebene Impulse periodisch zu Schwingungen angeregt. Bei einer durch den Ansprechkörper verursachten Beeinflussung des Schwingkrei­ ses 3 wird von der Auswerteschaltung das Ansteuersignal für den elektronischen Schalter erzeugt.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist bei dem erfindungsgemäßen induktiven Näherungs­ schalter ein zweiter, eine zweite Schwingkreisinduktivität 4 und eine zweite Schwingkreiskapazität 5 aufweisender, die gleiche Resonanzfrequenz wie der erste Schwingkreis 3 aufweisender, durch den Ansprechkörper nicht beeinflußbarer Schwingkreis 6 vorgesehen. Der zweite Schwingkreis 6 wird durch die von dem Im­ pulsgenerator abgegebenen Impulse in gleicher Weise wie der erste Schwingkreis 3 periodisch zu Schwingungen angeregt. Der erste Schwingkreis 3 und der zweite Schwingkreis 6 sind ausgangsseitig an die nicht dargestellte Auswerteschaltung an­ geschlossen. Die nicht dargestellte Auswerteschaltung erzeugt aus der Differenz der Ausgangssignale der beiden Schwingkreise 3 und 6 das Ansteuersignal für den nicht dargestellten elektronischen Schalter.

Die Fig. 1 und 2 zeigen verschiedene Anschlüsse 7, 8, 9 und 10 des jeweils nur darge­ stellten Teils des erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalters, nämlich den Anschluß 7 für die Versorgungsspannung, den Anschluß 8 zum Anschluß des Impuls­ generators sowie die Anschlüsse 9 und 10 zum Anschluß der Auswerteschaltung, wobei am Anschluß 9 das Ausgangssignal des ersten Schwingkreises 3 und am An­ schluß 10 das Ausgangssignal des zweiten Schwingkreises 6 ansteht.

Für die dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen in­ duktiven Näherungsschalters gilt nun weiter, daß die Schwingkreisinduktivitäten 1, 4 der beiden Schwingkreise 3, 6 jeweils im Emitterkreis eines Impulsverstärkungstransi­ stors 11, 12 liegen, daß der Impulsgenerator an die Basis 13 des ersten Impulsverstär­ kungstransistors 11 und an die Basis 14 des zweiten Impulsverstärkungstransistors 12 angeschlossen ist und daß zwischen dem Emitter 15 bzw. 16 jedes Impulsverstär­ kungstransistors 11 bzw. 12 und der zugeordneten Schwingkreisinduktivität 1 bzw. 4 jeweils ein einstellbarer Emitterwiderstand 17, 18 vorgesehen ist. Für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel gilt ergänzend, daß der Impulsgenerator nicht direkt, sondern über eine Schutzdiode 19 an die Basis 13 des ersten Impulsverstärkungs­ transistors 11 und an die Basis 14 des zweiten Impulsverstärkungstransistors ange­ schlossen ist und daß die Basis 13 bzw. 14 und der Emitter 15 bzw. 16 jedes Impuls­ verstärkungstransistors 11 bzw. 12 über einen Hilfswiderstand 20 bzw. 21 miteinan­ der verbunden sind. Die in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Hilfswider­ stände sorgen dafür, daß die Basis 13 des ersten Impulsverstärkungstransistors 11 und die Basis 14 des zweiten Impulsverstärkungstransistors 12 jeweils ein definiertes Ba­ sispotential haben.

In den Fig. 1 und 2 ist nicht dargestellt, daß die beiden Impulsverstärkungstransisto­ ren 11 und 12 vorzugsweise als Doppeltransistoren auf einem Chip ausgebildet sind. Damit ist ein guter Temperaturgleichlauf sichergestellt.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer induktiver Näherungs­ schalter sind weitere Maßnahmen verwirklicht, die in den Figuren nicht dargestellt sind, teilweise auch zeichnerisch nicht darstellbar sind.

Zunächst sollen die vom Impulsgenerator abgegebenen Impulse eine solche Impuls­ dauer haben, daß sich an den Schwingkreisinduktivitäten 1 und 4 eine vorgegebene Schwingungsamplitude einstellen kann. Die vom Impulsgenerator abgegebenen Im­ pulse sollen also eine solche Impulsdauer haben, daß es an den Schwingkreisindukti­ vitäten 1 und 4 zu einem vollständigen Einschwingvorgang kommen kann.

Wie bereits ausgeführt, sind die beiden Schwingkreise 3 und 6 bzw. die Schwing­ kreisinduktivitäten 1 und 4 - mit ihren "heißen Enden" - an die nicht dargestellte Aus­ wertschaltung angeschlossen. Die Auswerteschaltung erzeugt dann das Ansteuer­ signal für den nicht dargestellten elektronischen Schalter, wenn die Differenzspan­ nung der beiden Schwingkreise 3, 6 bzw. der beiden Schwingkreisinduktivitäten 1, 4 einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Vorzugsweise weist die nicht darge­ stellte Auswerteschaltung eingangsseitig einen - auch nicht dargestellten - Differenz­ verstärker auf und sind der erste Schwingkreis 3 bzw. die erste Schwingkreisinduk­ tivität 1 an den ersten Eingang des Differenzverstärkers und der zweite Schwingkreis 6 bzw. die zweite Schwingkreisinduktivität 4 an den zweiten Eingang des Differenz­ verstärkers angeschlossen. Der vorzugsweise verwendete Differenzverstärker soll einen sehr hohen Eingangswiderstand und eine sehr geringe Eingangskapazität ha­ ben.

Die Fig. 3 zeigt das Abklingverhalten der Schwingungen des ersten, durch einen An­ sprechkörper beeinflußten Schwingkreises 3 bzw. der Schwingkreisinduktivität 1. Nicht dargestellt ist das Abklingverhalten der Schwingungen des zweiten, von dem Ansprechkörper nicht beeinflußten Schwingkreises 6 bzw. der zweiten Schwing­ kreisinduktivität 4. Die Fig. 4 zeigt nun die Differenzspannung der beiden Schwing­ kreise 3 und 6 bzw. der beiden Schwingkreisinduktivitäten 1 und 4. Bei dem erfin­ dungsgemäßen Näherungsschalter wird zeitgleich das Abklingverhalten der Schwin­ gungen des ersten, durch einen Ansprechkörper beeinflußbaren Schwingkreises 3 verglichen mit dem Abklingverhalten der Schwingungen des zweiten, von dem An­ sprechkörper nicht beeinflußbaren Schwingkreises 6. Das Ergebnis dieses Verglei­ ches ist die in Fig. 4 dargestellte Differenzspannung.

Weiter oben ist bereits ausgeführt worden, daß die bei dem erfindungsgemäßen in­ duktiven Näherungsschalter auftretende, in Fig. 4 dargestellte Differenzspannung der beiden Schwingkreise 3, 6 aus den beiden Beeinflussungsfaktoren "induzierte Wir­ belströme" und "Änderung der Resonanzfrequenz" resultiert. Die Darstellung der Dif­ ferenzspannung der beiden Schwingkreise 3 und 6 des erfindungsgemäßen indukti­ ven Näherungsschalters in Fig. 4 macht deutlich, daß die Möglichkeit besteht, die Dif­ ferenzspannung der beiden Schwingkreise 3, 6 nur während eines - vorzugsweise hinsichtlich seiner Lage und/oder seiner Zeitdauer einstellbaren - Auswertefensters von der Auswerteschaltung auswerten zu lassen.

Wie bereits mehrfach ausgeführt, ist in den Fig. 1 und 2 die zu dem erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalter gehörende Auswerteschaltung nicht dargestellt. Für diese Auswerteschaltung, zu der vorzugsweise, wie bereits ausgeführt, eingangs­ seitig ein nicht dargestellter Differenzverstärker gehört, kann als Demodulator eines der Schaltungsanordnungen verwendet werden, die in der deutschen Patentschrift 30 04 829 in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 beschrieben und in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die in Fig. 3 der deutschen Patentschrift 30 04 829 beschriebene Aus­ führungsform eines Demodulators arbeitet mit einem Ladekondensator 20 sowie mit einem den Ladestrom erzeugenden ersten Konstantstromgenerator 27 und einen den Entladestrom erzeugenden zweiten Konstantstromgenerator 28. Wird nun bei dem erfindungsgemäßen induktiven Näherungsschalter mit einem Auswertefenster gear­ beitet, dann empfiehlt es sich, dieses Auswertefenster durch das Ein- bzw. Ausschal­ ten der beiden Konstantstromgeneratoren 27, 28 in Fig. 3 der deutschen Patentschrift 30 04 829 zu realisieren.

Weiter oben ist ausgeführt worden, daß ein in das elektromagnetische Wechselfeld der Schwingkreisinduktivität 1 eingebrachter Ansprechkörper auch zu einer Verän­ derung des für das elektromagnetische Wechselfeld der Schwingkreisinduktivität 1 relevanten magnetischen Widerstandes und damit zu einer Beeinflussung der Schwingkreisinduktivität 1 führt und daß dieser Einfluß materialabhängig ist, weil nämlich Eisen, insbesondere Stahl, ferromagnetisch, Aluminium paramagnetisch und Kupfer diamagnetisch ist. Nun kann die Tatsache ausgenutzt werden, daß Eisen nur bis zu einer bestimmten Frequenz ferromagnetisch, ab einer bestimmten Frequenz je­ doch paramagnetisch ist. Es kann nämlich die Resonanzfrequenz der beiden Schwingkreise 3 und 6 so gewählt werden, daß sich Eisen, insbesondere Stahl, nicht ferromagnetisch, sondern paramagnetisch verhält. Dann ist ein entsprechend dimen­ sionierter induktiver Näherungsschalter hinsichtlich des Beeinflussungsfaktors "Än­ derung der Resonanzfrequenz" praktisch kaum noch abhängig vom Material des An­ sprechkörpers.

Schließlich zeigen die Fig. 1 und 2 noch, daß in den dargestellten Ausführungsbei­ spielen zu den Schwingkreisen 3 bzw. 6 noch jeweils ein Güteeinstellwiderstand 22 bzw. 23 gehört. Es kann nämlich zweckmäßig sein, durch entsprechende Dimensio­ nierung der Güteeinstellwiderstände 22 bzw. 23 eine bestimmte Güte der Schwing­ kreise 3 bzw. 6 zu realisieren.

Claims (13)

1. Induktiver Näherungsschalter, mit einem eine Schwingkreisinduktivität und eine Schwingkreiskapazität aufweisenden, durch einen Ansprechkörper beeinflußbaren Schwingkreis, mit einem Impulsgenerator, mit einer Auswerteschaltung und mit einem von der Auswerteschaltung angesteuerten elektronischen Schalter, wobei der Schwingkreis durch von dem Impulsgenerator abgegebene Impulse periodisch zu Schwingungen angeregt wird und bei einer durch den Ansprechkörper verursachten Beeinflussung des Schwingkreises von der Auswerteschaltung das Ansteuersignal für den elektronischen Schalter erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwei­ ter, eine zweite Schwingkreisinduktivität (4) und eine zweite Schwingkreiskapazität (5) aufweisender, zumindest im wesentlichen die gleiche Resonanzfrequenz wie der erste Schwingkreis (3) aufweisender, durch den Ansprechkörper zumindest nicht we­ sentlich beeinflußbarer Schwingkreis (6) vorgesehen ist, daß der zweite Schwingkreis (6) durch die von dem Impulsgenerator abgegebenen Impulse zumindest in nahezu gleicher Weise wie der erste Schwingkreis (3) periodisch zu Schwingungen angeregt wird, daß der erste Schwingkreis (3) und der zweite Schwingkreis (6) ausgangsseitig an die Auswerteschaltung angeschlossen sind und daß die Auswerteschaltung aus der Differenz der Ausgangssignale der beiden Schwingkreise (3, 6) das Ansteuer­ signal für den elektronischen Schalter erzeugt.

2. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingkreisinduktivitäten (1, 4) der beiden Schwingkreise (3, 6) jeweils im Emitter­ kreis eines Impulsverstärkungstransistors (11, 12) liegen.

3. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator an die Basis (13) des ersten Impulsverstärkungstransistors (11) und an die Basis (14) des zweiten Impulsverstärkungstransistors (12) angeschlossen ist.

4. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Emitter (15, 16) jedes Impulsverstärkungstransistors (11, 12) und der zugeordneten Schwingkreisinduktivität (1, 4) jeweils ein vorzugsweise einstellba­ rer Emitterwiderstand (17, 18) vorgesehen ist.

5. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator über eine Schutzdiode (19) an die Basis (13) des ersten Im­ pulsverstärkungstransistors (11) und an die Basis (14) des zweiten Impulsverstär­ kungstransistors (12) angeschlossen ist.

6. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Basis (13, 14) und der Emitter (15, 16) jedes Impulsverstärkungstransistors (11, 12) über einen Hilfswiderstand (20, 21) miteinander verbunden sind.

7. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Impulsverstärkungstransistoren (11, 12) als Doppeltransisto­ ren auf einem Chip ausgebildet sind.

8. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vom Impulsgenerator abgegebenen Impulse eine solche Impulsdauer haben, daß sich an den Schwingkreisinduktivitäten (1, 4) eine vorgegebene Schwin­ gungsamplitude einstellen kann.

9. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Schwingkreise (3, 6) ausgangsseitig an die Auswerteschal­ tung angeschlossen sind und die Auswerteschaltung dann, wenn die Differenzspan­ nung der beiden Schwingkreise (3, 6) einen vorgegebenen Schwellwert überschrei­ tet, das Ansteuersignal für den elektronischen Schalter erzeugt.

10. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auswerteschaltung eingangsseitig einen Differenzverstärker aufweist und der erste Schwingkreis an den ersten Eingang des Differenzverstärkers und der zweite Schwingkreis an den zweiten Eingang des Differenzverstärkers ange­ schlossen sind.

11. Induktiver Näherungsschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker einen sehr hohen Eingangswiderstand und eine sehr geringe Eingangskapazität hat.

12. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Differenzspannung der beiden Schwingkreise (3, 6) nur wäh­ rend eines - vorzugsweise hinsichtlich seiner Lage und/oder seiner Zeitdauer einstell­ baren - Auswertefensters von der Auswerteschaltung ausgewertet wird.

13. Induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz der beiden Schwingkreise (3, 6) so gewählt ist, daß sich Eisen, insbesondere Stahl, nicht ferromagnetisch, sondern paramagnetisch verhält.