DE9319622U1

DE9319622U1 - Näherungsschalter

Info

Publication number: DE9319622U1
Application number: DE9319622U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2003-12-16

Description

Beschreibung

Näherungsschalter
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Die Erfindung betrifft einen Näherungsschalter nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Das Anwendungsgebiet liegt vorzugsweise im Schutz vor unbefugtem Benutzen z.B. von PKWs, die Näherungsschalter können jedoch auch im Maschinenbau, in der Elektrotechnik und anderen Bereichen der Wirtschaft eingesetzt werden, wenn die Annäherung von Gegenständen an ein Objekt zu erfassen ist.
Bekannte Näherungssensoren sprechen auf die Annäherung von elektrisch leitenden Teilen oder von Magneten an. Bei Näherungsschaltern in Form von induktiven Sensoren, beruht das Funktionsprinzip auf einem von außen beeinflußbaren HF-Oszillator. Die in einem Ferritkern eingebettete Oszyllatorspule eines LC-Resonanzkreises erzeugt ein, aus der aktiven Fläche austretendes, hochfrequentes magnetisches Wechselfeld. Bei einer Annäherung metallischer, elektrisch leitender Teile wird das Magnetfeld gedämpft und damit die Schwingungsamplitude des Oszillators verringert. In einer Auswerteschaltung wird dieser Einbruch der Schwingungsamplitude erkannt und in ein Schaltsignal umgesetzt.

Als Näherungsschalter, die auf eine Annäherung von Magneten ansprechen, sind beispielsweise Reedschalter bekannt. Sie bestehen aus zwei Kontaktzungen aus ferromagnetischem Material, die meist in Glasröhren eingeschweißt sind. Bei Annäherung eines Magneten ziehen sich die Zungen gegenseitig an und schließen, somit einen elektrischen Kontakt. Weiterhin sind Hall-Generatoren bekannt, die ebenfalls durch Annäherung -eines Dauermagneten betätigt werden. Auch magnetfeldabhängige Halbleiterwiderstände oder Magnetdioden können als Näherungssensoren verwendet werden.

Diese und andere herkömmliche Näherungsschalter werden in vielfältiger Weise und in vielen Bereichen eingesetzt, wenn Annäherungen von Objekten zu erfassen sind. Unter anderem finden sie auch in Kraftfahrzeugen zur Sicherung vor unbefugter Benutzung Anwendung. Der entscheidende Nachteil dieser bekannten Lösungen liegt darin begründet, daß diese Schalter jeweils nur auf einem Wirkprinzip beruhen, einerseits auf der Annäherung von elektrisch leitenden, magnetisierbaren Objekten, andererseits auf der Annäherung von Permanentmagneten. Dieses Wirkprinzip ist bei einer Diebstahlsabsicht relativ leicht erkennbar, wodurch die Sicherung leicht deaktiviert und das Fahrzeug entwendet werden kann. Weiterhin wird jeweis nur ein Näherungssensor im jeweiligen Anwendungsfall eingesetzt, wodurch es auch für Unbefugte leicht ist, das gewünschte Schaltsignal hervorzurufen und somit das Fahrzeug zu entwenden. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Näherungsschalter, der eine unbefugte Betätigung wesentlich erschwert bzw. vermeidet zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs und den Merkmalen der Unteransprüche gelöst. Dazu werden mindestens zwei, an sich bekannte, auf gleichen Wirkprinzipien beruhende, Näherungssensoren derart logisch mit der Auswerteschaltung verknüpft, daß mindestens ein Näherungssensor ein Schaltsignal hervorruft und dieses von mindestens einem weiteren Näherungssensor wieder negiert wird. Das von den Anschlüssen des kombinierten Näherungsschalters ausgehende Schaltsignal wird dafür an eine, mit diesen verbundene, Auswerteschaltung weitergeleitet. Die Näherungssensoren sind vorzugsweise als Reedkontakt ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, andere Magnetsensoren anzuwenden, z.B. Hall-Generatoren, magnetfeldabhängige Halbleiterwiderstände oder Magnetdioden. Neben Magnetsensoren können auch Sensoren, die auf Annäherung metallischer Objekte (z.B. induktive Sensoren) oder Sensoren, die auf anderen_J?r_inzip_len_beruhen angewendet werden.

Erfindungsgemäß können jeweils auch mindestens zwei Näherungssensoren in Form einer Reihenschaltung miteinander verbunden werden. Werden beispielsweise zwei Sensoren, die ein Signal auslösen miteinander in Reihe geschaltet, wird ein Schaltsignal an deren Anschlüssen, die mit der Schaltung verknüpft sind nur ausgelöst, wenn beide Näherungssensoren aktiviert werden. Durch einen oder mehrere Näherungssensoren, die einzeln jeweils logisch mit der Auswerteschaltung verknüpft sind, wird bei deren Betätigung das erste Schaltsignal wieder negiert.

Es können aber auch mehrere Näherungssensoren, die das erste Schaltsignal negieren, miteinander in Reihe geschaltet werden.
Je nach dem Anwendungsfall besteht die Möglichkeit, die Näherungssensoren in der Art eines Dreiecks, Vierecks oder anderen Vielecks anzuordnen, oder sie parallel nebeneinander oder im Winkel von vorzugsweise 90°versetzt zueinander zu plazieren.
Entsprechend des Wirkprinzips wird das entsprechende Betätigungselement ausgewählt. Neben dieser Modifikation des Werkstoffes des Betätigungselements ist dessen Dimensionierung und die Anordnung der Näherungssensoren zueinander von entscheidender Bedeutung für die Arbeitsweise des Näherungsschalters.

Das Betätigungselement kann eine kreisförmige, rechteckige oder quadratische Grundfläche aufweisen. Durch den erfindungsgemäßen Näherungsschalter wird eine richtungsabhängige Betätigung erzielt/ die nur bei einer speziellen Kenntnis der Anordnung der Bauelemente des kombinierten Näherungsschalters den gewünschten Schaltvorgang auslöst, ohne diesen, durch ein Ansprechen der negierenden Sensoren wieder rückgängig zu machen. Soll beispielsweise eine aktivierte elektronische Wegfahrsperre deaktiviert werden, ist das nur möglich, wenn das Betätigungselement lediglich im Bereich der Sensoren angenähert wird, die ein erstes Schaltsignal zur Deaktivierung der JSeafahr_snejrre_ &ldquor;auslösen. Bei Betätigung

der anderen Bauelemente wird die Wegfahrsperre sofort wieder aktiviert.

Diese richtungsabhängige Bedienung kann durch mehrere Aktivierungs- und Deaktivierungssensoren, welche jeweils logisch mit der Auswerteschaltung verknüpft sind noch erhöht werden, so daß nur ein erstes Signal zur Deaktivierung ausgelöst wird, wenn das Bedienelement aus der vorgegebenen Richtung und an einem definierten Punkt angenähert wird. Die Näherungssensoren sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Durch deren Kombination wird ein neuartiges Schaltelement geschaffen. Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1: Näherungsschalter in Form von zwei Reedkontakten

Fig. 2: Näherungsschalter mit zwei in Reihe

geschalteten Reedkontakten und einem weiteren Reedkontakt, der das Signal der ersten beiden negiert

Fig. 3: Drei parallel angeordnete Reedkontakte

Fig. 4: Näherungsschalter mit vier quadratisch angeordneten Reedkontakten

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Näherungsschalter dargestellt, der aus zwei Reedkontakten 1 und 2 besteht, die in einem gemeinsamen Gehäuse 3 angeordnet sind. Die Reedkontakte sind jeweils einzeln logisch mit der nicht dargestellten Auswerteschaltung verknüpft. Durch den Reedkoritakt 1 wird bei Annäherung des Betätigungselementes in Form eines Permanentmagneten ein erstes Schaltsignal ausgelöst. Wenn_-das_B.efcä,ti.min«ÄiaT_ement den zweiten

Reedkontakt 2 aktiviert/ wird durch die Auswerteschaltung das erste Schaltsignal negiert. Wird erneut der Reedkontakt 1 betätigt, wird der erste Schaltzustand wieder hergestellt. Z.B. Bewirkt das von den Anschlüssen la und Ib ausgehende Schaltsignal bei einer elektronischen Wegfahrsperre deren Deaktivierung, so daß der Wagen gestartet werden kann und das von den Anschlüssen 2a und 2b ausgehende Schaltsignal bei Betätigung des Reedkontaktes 2 eine erneute Aktivierung der Wegfahrsperre. Bei wiederholter Betätigung des Reedkontaktes 1 wird die Wegfahrsperre wieder dektiviert usw. Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung wird ein definiertes und richtungsabhängiges Annähern des Bedienelementes erforderlich. Nur wenn die Annäherung über den Reedkontakt 1 erfolgt und der Reedkontakt 2 nicht in den Wirkungsbereich des Bedienelementes gelangt, wird das Schaltsignal an den Anschlüssen la und Ib zur Verfügung gestellt und nicht wieder negiert.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher, ein weiterer Reedkontakt 1.1 mit Anschlüssen 1.1a und 1.1b zu dem Reedkontakt 1 über die Anschlüsse Ib und 1.1b in Reihe geschaltetet ist. Durch die Reihenschaltung von 1 und 1.1 wird erst dann ein Schaltsignal an den Anschlüssen la und 1.1a ausgelöst, wenn diese beiden Sensoren zeitgleich durch das Bedienelement betätigt werden und der Reedkontakt 2 nicht aktiviert wird. Das Bedienelement muß in diesem Fall so dimensioniert sein, daß es beide Reedkontakte 1 und 1.1 soweit überdeckt, daß diese zugleich geschaltet werden. In Fig. 3 sind drei Reedkontakte parallel nebeneinander angeordnet. Der mittlere Reedkontakt 1 löst (auf das Beispiel Wegfahrsperre bezogen) das ers.te Schaltsignal zur Deaktivierung aus. Wird das Bedienelement zu weit nach rechts oder links in Richtung der beiden Näherungssensoren 2 und 2.1 bewegt, wird über deren Kontakte 2a und 2b sowie 2.1a und 2.1b in der Auswerteschaltung das erste Signal wieder negiert und die Wegfahrsperre erneut aktiviert. Bei diesem Ausführungs-

S »

beispiel ist ebenfalls ein, entsprechend dieser Anordnung, definiert dimensioniertes Bedienelement einzusetzen. Nur mit spezieller Kenntnis der Anordnung der einzelnen Reedkontakte kann dieser Näherungsschalter ordnungsgemäß betätigt werden. Eine weitere Variante wird in Fig. gezeigt, bei welcher vier Reedkontakte in quadratischer Form angeordnet sind. In den aufgeführten Beispiel negiert jeweils jeder der drei Reedkontakte 2, 2.1, und 2.2 mit Anschlüssen 2a, 2b; 2.1a, 2.1b und 2.2a, 2.2b das Schaltsignal des Reedkontaktes 1. Es ist jedoch auch möglich, zwei oder mehrere Reedkontakte in Reihe zu schalten, so daß nur ein Schaltsignal an die Auswerteschaltung weitergeleitet wird, wenn alle in Reihe geschalteten Reedkontakte zeitgleich betätigt werden. Das Auslösen eines Schaltsignals an den Reedkontakten 1 , ohne dessen sofortige Negierung durch ein Schaltsignal der zusätzlichen Reedkontakte 2 bzw. 2.1 und 2.2, ist für unbefugte nahezu vollkommen ausgeschlossen. Anstelle der Reedkontakte können auch andere bekannte Näherungssensoren eingesetzt werden.

Claims

Schutzanspruch.

1. Näherungsschalter, unter Anwendung bekannter Näherungssensoren, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei auf gleichem Wirkprinzip beruhende Näherungssensoren unmittelbar nebeneinander angeordnet sind und derart mit der Auswerteschaltung logisch verknüpft werden, daß das durch mindestens einenen Näherungssensor (1) hervorgerufene Schaltsignal durch die Betätigung mindestens eines weiteren Näherungssensors (2) wieder negiert wird.

2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Näherungssensoren (1), die ein Signal auslösen, in Form einer Reihenschaltung miteinander verbunden sind.

3. Näherungsschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Näherungssensoren (2), die ein Signal negieren in Form einer Reihenschaltung miteinander verbunden sind.

4. Näherungsschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Näherungssensoren in der Art eines Dreiecks, Vierecks oder anderen Vielecks angeordnet sind.

5. Näherungssensor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Näherungssensoren parallel oder in einem Winkel von 90° nebeneinander angeordnet sind.

6. Näherungsschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Näherungssensoren vorzugsweise als Magnetsensoren ausgebildet sind.

7. Näherungsschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Näherungssensoren vorzugsweise als Reedkontakte ausgebildet sind.

8. Näherungsschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement, entsprechend der Wirkungsweise der Näherungssensoren ausgebildet ist.

9. Näherungsschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement, welches vorzugsweise als Permanentmagnet ausgebildet ist, eine kreisförmige, rechteckige oder quadratische Grundfläche aufweist.

10. Näherungsschalter, nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche des
Betätigungselementes entsprechend der Anordnung der Näherungssensoren dimensioniert ist.