DE4200207C1 - Electronic switch, e.g. inductive, capacitive or opto-electronic proximity switch - has switching distance set through external terminals and voltage supplied from external source - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Schaltgerät, z. B. einen induktiven, kapazitiven oder optoelektronischen Näherungsschalter, mit mindestens einem den Schaltabstand bestimmenden, hinsichtlich seines den Schaltabstand bestim­ menden Zustands einstellbaren Schaltabstandbestimmungselement und mit min­ destens zwei extern belegbaren Anschlüssen.

Einerseits ist einleitend ganz allgemein ein elektronisches Schaltgerät ange­ sprochen, andererseits sind als Beispiele für ein solches Schaltgerät indukti­ ve, kapazitive oder optoelektronische Näherungsschalter erwähnt. Die allge­ meine Formulierung - elektronisches Schaltgerät - ist deshalb gewählt, weil sich die Erfindung nicht nur mit induktiven, kapazitiven oder optoelektroni­ schen Näherungsschaltern befaßt. Der Hinweis auf induktive, kapazitive oder optoelektronische Näherungsschalter ist deshalb gegeben, weil das der Erfin­ dung zugrundeliegende Problem insbesondere bei induktiven, kapazitiven und op­ toelektronischen Näherungsschaltern auftritt. Die bei elektronischen Schalt­ geräten ganz allgemein anwendbare Lehre der Erfindung soll deshalb im folgen­ den vornehmlich in Verbindung mit einem induktiven Näherungsschalter erläu­ tert werden.

Elektronische Schaltgeräte der hier grundsätzlich in Rede stehenden Art sind kontaktlos ausgeführt und werden seit mehr als zwanzig Jahren in zunehmendem Maße anstelle von elektrischen, mechanisch betätigten Schaltgeräten, die kon­ taktbehaftet ausgeführt sind, verwendet, insbesondere in elektrischen bzw. elektronischen Meß-, Steuer- und Regelschaltungen. Das gilt insbesondere für Näherungsschalter, d. h. für elektronische Schaltgeräte, die berührungslos ar­ beiten. Mit solchen Schaltgeräten wird indiziert, ob sich ein Beeinflussungs­ element, für das der entsprechende Näherungsschalter sensitiv ist, dem Nähe­ rungsschalter hinreichend weit genähert hat. Hat sich nämlich ein Beeinflus­ sungselement, für das der entsprechende Näherungsschalter sensitiv ist, dem Näherungsschalter hinreichend weit genähert, so steuert ein einen wesentli­ chen Bestandteil des Näherungsschalters bildender Anwesenheitsindikator einen in dem Näherungsschalter vorgesehenen elektronischen Schalter um; bei einem als Schließer ausgeführten Schaltgerät wird der zunächst nichtleitend gewesene elektronische Schalter leitend, während bei einem als Öffner ausgeführten Schaltgerät der zunächst leitend gewesene elektronische Schalter sperrt.

Wesentlicher Bestandteil von Näherungsschaltern der zuvor angesprochenen Art ist also u. a. ein von außen beeinflußbarer Anwesenheitsindikator. Bei induk­ tiven bzw. bei kapazitiven Näherungsschaltern ist als Anwesenheitsindikator in der Regel ein induktiv beeinflußbarer Oszillator bzw. ein kapazitiv beein­ flußbarer Oszillator vorgesehen (vgl. z. B. die deutschen Offenlegungsschrif­ ten bzw. Auslegeschriften bzw. Patentschriften 19 51 137, 19 66 178, 19 66 213, 20 36 840, 21 27 956, 22 03 038, 22 03 039, 22 03 040, 22 03 906, 23 30 233, 23 31 732, 23 56 490, 26 13 423, 26 16 265, 26 16 773, 26 28 427, 27 11 877, 27 44 785, 29 43 911, 30 04 829, 30 38 692, 31 20 884, 32 09 673, 32 38 396, 33 20 975, 33 26 440, 33 27 329, 34 20 236, 34 27 498, 35 19 714, 36 05 499, 37 22 334, 37 22 335, 37 22 336, 37 23 008 und 40 32 001). Optoelektronische Näherungsschalter weisen als Anwesenheitsindikator einen Photowiderstand, eine Photodiode oder einen Phototransistor auf (vgl. z. B. die deutschen Offenle­ gungsschriften 28 24 582, 30 38 102, 33 27 328, 35 14 643, 35 18 025 und 36 05 885).

Im übrigen gehören zu den elektronischen Schaltgeräten, mit denen sich die Lehre der Erfindung befaßt, z. B. auch sogenannte Strömungswächter, die eine Temperaturmeßschaltung aufweisen (vgl. z. B. die deutschen Offenlegungsschrif­ ten bzw. Patentschriften 37 13 891, 38 11 728, 38 25 059, 39 11 008 und 39 43 437).

Bei induktiven Näherungsschaltern gilt für den Oszillator, so lange ein Me­ tallteil einen vorgegebenen Abstand noch nicht erreicht hat, K·V=1 mit K=Rückkopplungsfaktor und V=Verstärkungsfaktor des Oszillators, d. h. der Oszillator schwingt. Erreicht das entsprechende Metallteil den vorgegebe­ nen Abstand, so führt die zunehmende Bedämpfung des Oszillators zu einer Ver­ ringerung des Verstärkungsfaktors V, d. h. die Amplitude der Oszillatorschwin­ gung geht zurück bzw. der Oszillator hört auf zu schwingen. Bei kapazitiven Näherungsschaltern gilt für den Oszillator, so lange ein Ansprechkörper die Kapazität zwischen einer Ansprechelektrode und einer Gegenelektrode noch nicht erreicht hat, K·V<1, d. h. der Oszillator schwingt nicht. Erreicht der Ansprechkörper den vorgegebenen Abstand, so führt die steigende Kapazität zwischen der Ansprechelektrode und der Gegenelektrode zu einer Vergrößerung des Rückkopplungsfaktors K, so daß K·V=1 wird, d. h. der Oszillator be­ ginnt zu schwingen. Bei beiden Ausführungsformen - induktiver Näherungsschal­ ter und kapazitiver Näherungsschalter - wird abhängig von den unterschiedli­ chen Zuständen des Oszillators ein elektronischer Schalter, z. B. ein Transi­ stor, ein Thyristor oder ein Triac, gesteuert.

Optoelektronische Näherungsschalter weisen einen Lichtsender und einen Licht­ empfänger auf und werden auch als Lichtschranken bezeichnet. Dabei unterschei­ det man zwischen einem Lichtschrankentyp, bei dem der Lichtsender und der Lichtempfänger auf entgegengesetzten Seiten einer Überwachungsstrecke angeord­ net sind, und einem Lichtschrankentyp, bei dem der Lichtsender und der Licht­ empfänger am gleichen Ende einer Überwachungsstrecke angeordnet sind, während ein am anderen Ende der Überwachungsstrecke angeordneter Reflektor den vom Lichtsender ausgehenden Lichtstrahl zum Lichtempfänger zurückreflektiert. In beiden Fällen spricht der Anwesenheitsindikator an, wenn der normalerweise vom Lichtsender zum Lichtempfänger gelangende Lichtstrahl durch ein in die Überwachungsstrecke gelangtes Beeinflussungselement unterbrochen wird. Es gibt jedoch auch Lichtschranken des zuletzt beschriebenen Lichtschrankentyps, bei dem der vom Lichtsender kommende Lichtstrahl nur durch ein entsprechendes Beeinflussungselement zum Lichtempfänger zurückreflektiert wird.

In Verbindung mit induktiven und kapazitiven Näherungsschaltern ist weiter oben ausgeführt worden, daß dann, wenn ein Beeinflussungselement, für das der Näherungsschalter sensitiv ist, bei einem induktiven Näherungsschalter ein Metallteil und bei einem kapazitiven Näherungsschalter ein sogenannter An­ sprechkörper, einen vorgegebenen Abstand erreicht (aus der Ferne kommend) bzw. überschreitet (aus der Nähe kommend), ein zu dem Näherungsschalter gehörender elektronischer Schalter umgesteuert wird. Der zuvor hinsichtlich seiner Bedeu­ tung erläuterte sogenannte vorgegebene Abstand wird üblicherweise mit Schalt­ abstand bezeichnet.

Zu den elektronischen Schaltgeräten, mit denen sich die Lehre der Erfindung befaßt, gehört nun u. a. mindestens ein den Schaltabstand bestimmendes, hin­ sichtlich seines den Schaltabstand bestimmenden Zustandes einstellbares Schaltabstandbestimmungselement. Dabei kann der den Schaltabstand bestimmen­ de Zustand des Schaltabstandbestimmungselements stetig veränderbar sein; es kann sich z. B. um einen Widerstand handeln, dessen Widerstandswert - als den Schaltabstand bestimmender Zustand - stetig verändert werden kann. Es kann aber auch ein Schaltabstandbestimmungselement verwendet sein, dessen den Schaltabstand bestimmender Zustand nur diskrete Werte annehmen kann; es kann sich handeln z. B. um einen Widerstand, dessen Widerstandswert nur in Stufen verändert werden kann, oder einfach um ein Bauelement mit den logischen Zu­ ständen O oder L, z. B. um einen Schalter.

Einleitend ist gesagt, daß zu dem elektronischen Schaltgerät, mit dem sich die Lehre der Erfindung befaßt, mindestens zwei extern belegbare Anschlüsse gehö­ ren. Diese extern belegbaren Anschlüsse dienen einerseits der Zuführung der Versorgungsspannung, die das Schaltgerät benötigt und aus der die - in der Re­ gel von der Versorgungsspannung abweichende - interne Betriebsspannung - für den Anwesenheitsindikator usw. - gewonnen wird; insoweit werden die extern belegbaren Anschlüsse auch Versorgungsanschlüsse genannt. Andererseits dienen die extern belegbaren Anschlüsse der Herausführung des Schaltsignals, also der Realisierung der Schalterfunktion; insoweit werden die extern belegbaren An­ schlüsse auch Signalanschlüsse genannt.

Es gibt nun elektronische Schaltgeräte der in Rede stehenden Art, bei denen die Versorgungsanschlüsse und die Signalanschlüsse zusammenfallen, also ins­ gesamt nur zwei extern belegbare Anschlüsse vorgesehen sind, die die Funktion der Versorgungsanschlüsse und der Signalanschlüsse haben; es handelt sich dann um sogenannte Zweileiter-Schaltgräte. Auch gibt es elektronische Schaltgerä­ te, bei denen ein extern belegbarer Anschluß sowohl als Versorgungsanschluß als auch als Signalanschluß verwendet wird, während ein zweiter extern beleg­ barer Anschluß als weiterer Versorgungsanschluß und ein dritter extern beleg­ barer Anschluß als weiterer Signalanschluß verwendet werden; es handelt sich dann um sogenannte Dreileiter-Schaltgeräte. Schließlich gibt es auch elektro­ nische Schaltgeräte, bei denen zwei extern belegbare Anschlüsse als Versor­ gungsanschlüsse und zwei weitere extern belegbare Anschlüsse als Signalan­ schlüsse verwendet werden; es handelt sich dann um Vierleiter-Schaltgeräte. Vierleiter-Schaltgeräte werden z. B. dann benötigt, wenn zwischen der Versor­ gungsspannung und dem Schaltsignal eine galvanische Trennung bestehen soll.

Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, sind als den Schaltab­ stand bestimmende, hinsichtlich ihres den Schaltabstand bestimmenden Zustands einstellbare Schaltabstandbestimmungselemente von außen einstellbare Wider­ stände, in der Regel Potentiometer, verwendet (vgl. z. B. die DE-OSen 31 36 994 und 34 25 752 und das DE-GM 88 06 233). Auch ist es bekannt, als den Schalt­ abstand bestimmendes einstellbares Schaltabstandbestimmungselement einen zwei­ stückig ausgeführten Spulenkern zu verwenden, bei dem ein Kernstück relativ zu dem anderen Kernstück von außen einstellbar ist (vgl. die DE-PS 31 37 928). Die in beiden Fällen realisierte mechanische Einstellbarkeit ist nicht frei von Problemen. Zunächst sind die zuvor angesprochenen Schaltabstandbestim­ mungselemente als mechanische Bauteile störanfällig, insbesondere erschütte­ rungsempfindlich, mit relativ großen Toleranzen versehen und in sogenannter SMD-Ausführung nicht immer erhältlich (Potentiometer) bzw. überhaupt nicht erhältlich (zweistückig ausgeführter Spulenkern). Darüber hinaus ist die Ein­ stellung manchmal schwierig, treten Vergußprobleme auf und ist eine aufwendige Mechanik erforderlich, wenn eine bestimmte Schutzart, z. B. IP 67, zu gewähr­ leisten ist. Schließlich müssen "empfindliche Signale", beispielsweise der Spannungsabfall am Emitterwiderstand des Oszillatortransistors des Oszilla­ tors eines induktiven Näherungsschalters (vgl. den Emitterwiderstand 14 in der Zeichnung der DE-PS 19 66 178), an "ungünstige Stellen" transportiert wer­ den, d. h. an Stellen transportiert werden, die eine Beeinflussung der "emp­ findlichen Signale" nicht hinreichend sicher ausschließen.

Im übrigen ist ein elektronisches Schaltgerät der in Rede stehenden Art, nämlich ein induktiver Näherungsschalter bekannt (vgl. die DE-PS 36 08 639), bei dem als Schaltabstandsbestimmungselement eine Kombination von Widerstän­ den, Schalttransistoren und Schmelzsicherungen vorgesehen ist und der den Schaltabstand bestimmende Zustand dieses Schaltabstandsbestimmungselements mit Hilfe des äußeren Beeinflussungselements und einer über einen externen Anschluß anlegbaren Steuerspannung fixierbar ist. Dabei wird das äußere Beeinflussungselement in dem Abstand von einer zu dem Oszillator gehörenden Schwingkreisspule angeordnet, der dem einzustellenden Schaltabstand ent­ spricht. Nach dem Anlegen der Steuerspannung, aus der Taktimpulse generiert werden, wird der wirksame Widerstand des aus einer Kombination von Wider­ ständen, Schalttransistoren und Schmelzsicherungen bestehenden Schaltab­ standsbestimmungselements solange taktweise größer, bis dieser wirksame Widerstand dazu führt, daß der Oszillator zu schwingen aufhört. Damit ver­ bunden ist, daß aus der Steuerspannung keine Taktimpulse mehr generiert werden und der wirksame Widerstand des Schaltabstandsbestimmungselementes nicht mehr verändert wird. Der den gewollten Schaltabstand bestimmende Zu­ stand des Schaltabstandsbestimmungselements ist damit eingestellt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe bzw. das Problem zugrunde, für ein elek­ tronisches Schaltgerät der in Rede stehenden Art eine besonders einfache Einstellbarkeit des Schaltabstands anzugeben.

Das erfindungsgemäße elektronische Schaltgerät, bei dem die Aufgabe bzw. das Problem, wie zuvor hergeleitet und dargelegt, gelöst ist, ist nun zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand des Schaltabstandsbe­ stimmungselements - und damit der Schaltabstand - über die extern belegbaren Anschlüsse einstellbar ist, nämlich in Abhängigkeit vom Anschluß des Schalt­ geräts an die Versorgungsspannung mindestens ein Steuersignal zur Einstel­ lung des Zustands des Schaltabstandbestimmungselements gewonnen wird. Erfindungsgemäß wird damit eine Maßnahme angewendet, die zu einem ganz ande­ ren Zweck seit langem bekannt ist, nämlich zur externen Vorgabe der Funktion "Schließer" oder "Öffner" eines Schaltgeräts, das entweder als "Schließer" oder als "Öffner" verwendet werden kann (vgl. die DE-OSen 26 28 427, 31 23 828, 32 14 836, 40 23 502 und 41 14 763, deren Offenbarungsgehalt der Fachmann zur Realisierung der Erfindung im einzelnen heranziehen kann).

Nach der Lehre der Erfindung ist ein Schaltgerät geschaffen, bei dem von min­ destens zwei intern vorgegebenen Schaltabständen über die extern belegbaren Anschlüsse einer "aktivierbar" ist, nämlich durch die Art und Weise des An­ schlusses des erfindungsgemäßen Schaltgeräts an die externe Versorgungsspan­ nung. Folglich kann ein und dasselbe Schaltgerät mit der verwenderseitigen Möglichkeit angeboten werden, z. B. je nach Bedarf einen kleinen Schaltabstand (mit in der Regel großer Betriebsreserve und großem Temperaturbereich) oder einen großen Schaltabstand (mit in der Regel kleiner Betriebsreserve und kleinem Temperaturbereich) zu realisieren, - ohne daß dazu mechanische, von außen mechanisch einzustellende Bauteile verwendet sind.

Im einzelnen gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, das erfindungsgemäße elektronische Schaltgerät auszugestalten und weiterzubilden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltgeräts ist eingangsseitig eine Gleichrichterbrücke mit mindestens vier Gleichrich­ terelementen vorgesehen und wird aus der Gleichrichterbrücke das Steuersig­ nal zur Einstellung des Zustands des Schaltabstandbestimmungselementes ge­ wonnen.

In bezug auf die Einstellung des Zustands des Schaltabstandbestimmungsele­ ments mit Hilfe des in Abhängigkeit vom Anschluß des Schaltgeräts an die Versorgungsspannung gewonnenen Steuersignals gibt es verschiedene Möglich­ keiten. Eine solche Möglichkeit ist dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer­ signal - direkt oder indirekt - mindestens einen Steuertransistor steuert und mit Hilfe des Steuertransistors das Schaltabstandbestimmungselement einstellbar ist. Eine andere Möglichkeit ist dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal dem Steuereingang einer Steuerlogik zugeführt ist und der Steuerausgang der Steuerlogik an das Schaltabstandbestimmungselement an­ geschlossen ist.

Im übrigen wird in bezug auf weitere Möglichkeiten der Ausgestaltung und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf Ausführungsbeispiele, die im folgenden in Verbindung mit Zeichnungen erläutert werden. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen elektronischen Schalt­ geräts in seinem grundsätzlichen Aufbau,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel für den Oszillator des Schaltgeräts nach Fig. 1,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel für den Oszillator des Schaltgeräts nach Fig. 1,

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts,

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts,

Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts,

Fig. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts,

Fig. 8 eine Detaildarstellung in bezug auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Steuerelektronik des Schaltgeräts nach Fig. 1 und

Fig. 9 eine Detaildarstellung in bezug auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Steuerelektronik des Schaltgeräts nach Fig. 1.

Dargestellt sind in den Figuren einerseits erfindungsgemäße elektronische Schaltgeräte, und zwar in den Fig. 1 sowie 4 bis 7, andererseits nur Schal­ tungsdetails von erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräten, die für das Verständnis der Lehre der Erfindung ausreichend sind.

Zu den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer elektronischer Schaltgeräte gehört zunächst jeweils ein Anwesenheitsindikator. In den Fig. 1 sowie 4 bis 7 sind induktive Näherungsschalter dargestellt. Der Anwesenheitsindikator ist also als induktiv beeinflußbarer Oszillator 1 ausge­ führt. Realisierungsmöglichkeiten für den induktiv beeinflußbaren Oszillator 1 zeigen die Fig. 2 sowie 4 bis 7. Bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät kann es sich auch um einen kapazitiven Näherungsschalter handeln. Dann ist der Anwesenheitsindikator als kapazitiv beeinflußbarer Oszillator 2 ausgeführt. Eine Realisierungsmöglichkeit eines kapazitiv beeinflußbaren Os­ zillators 2 zeigt Fig. 3. Nicht dargestellt ist, daß das erfindungsgemäße elektronische Schaltgerät auch als optoelektronischer Näherungsschalter ausge­ führt sein kann. Bei einer solchen Ausführungsform gehören zu dem Anwesen­ heitsindikator ein Lichtsender und ein Lichtempfänger.

Da die Lehre der Erfindung sich nicht mit Anwesenheitsindikatoren für Nähe­ rungsschalter befaßt, erübrigt es sich, hier weitere Ausführungen zu machen. Vielmehr wird insoweit auf die einleitenden Ausführungen verwiesen.

In den in den Fig. 1 sowie 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen erfin­ dungsgemäßer elektronischer Schalter ist jeweils dem Oszillator 1 ein Schalt­ verstärker 3 nachgeordnet. Ferner gehört zu den dargestellten elektronischen Schaltgeräten ein vom Oszillator 1 über den Schaltverstärker 3 gesteuerter elektronischer Schalter 4, beispielsweise ein Thyristor, ein Transistor oder ein Triac, eine Strom- und Spannungsversorgungsschaltung 5 für die Zurverfü­ gungstellung der internen Betriebsspannung und eine eingangsseitig vorgesehene Gleichrichterbrücke 6. Da sich die Lehre der Erfindung auch nicht mit dem Schaltverstärker 3, dem elektronischen Schalter 4 und der Strom- und Span­ nungsversorgungsschaltung 5 befaßt, kann auch insoweit auf Einzelheiten ver­ zichtet und auf die in den einleitenden Ausführungen angegebenen vorveröffent­ lichten Druckschriften verwiesen werden.

Von Bedeutung für die Lehre der Erfindung ist nun, daß die dargestellten elek­ tronischen Schaltgeräte mindestens ein den Schaltabstand bestimmendes, hin­ sichtlich seines den Schaltabstand bestimmenden Zustands einstellbares Schalt­ abstandbestimmungselement 7 und mindestens zwei extern belegbare Anschlüsse 8, 9 aufweist. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind drei extern beleg­ bare Anschlüsse 8, 9, 10 (Fig. 1, 4 und 5 sowie 7 bis 9) bzw. vier extern be­ legbare Anschlüsse 8, 9, 10, 11 (Fig. 6) verwirklicht.

Zur Vermeidung von Wiederholungen darf in bezug auf die Begriffe "Schaltab­ stand", "Schaltabstandbestimmungselement" und "extern belegbare Anschlüsse" wiederum auf die einleitenden Ausführungen zunächst verwiesen werden.

Erfindungsgemäß ist der Zustand des Schaltabstandbestimmungselements 7 - und damit der Schaltabstand - über die extern belegbaren Anschlüsse 8, 9, 10, 11 einstellbar. Damit ist ein Schaltgerät geschaffen, bei dem von mindestens zwei intern vorgegebenen Schaltabständen über die extern belegbaren Anschlüs­ se 8, 9, 10, 11 einer "aktivierbar" ist, nämlich durch die Art und Weise des Anschlusses des erfindungsgemäßen Schaltgerätes an die - nur in Fig. 1 darge­ stellte - externe Versorgungsspannung 12. Folglich kann ein und dasselbe Schaltgerät mit der verwenderseitigen Möglichkeit angeboten werden, z. B. je nach Bedarf einen kleinen Schaltabstand oder einen großen Schaltabstand zu realisieren, - ohne daß dazu mechanische, von außen mechanisch einzustellende Bauteile verwendet sind.

Nach der zuvor gegebenen Erläuterung der allgemeinen Lehre der Erfindung und der dadurch erreichten Vorteile in bezug auf die in den Figuren angedeuteten bzw. dargestellten Realisierungsmöglichkeiten folgendes:

Für erfindungsgemäße elektronische Schaltgeräte in der Ausführungsform als in­ duktive oder kapazitive Näherungsschalter gilt, daß sie einen Oszillator 1 bzw. 2 aufweisen und das Schaltabstandbestimmungselement 7 zu dem Oszilla­ tor 1 bzw. 2 gehört. Dabei kann durch das Schaltabstandbestimmungselement 7 die Mitkopplung, die Gegenkopplung, die Amplitude oder die Frequenz des Oszil­ lators 1 bzw. 2 einstellbar sein. Für eine Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen elektronischen Schaltgeräts als optoelektronischer Näherungsschalter gilt, daß ein Lichtsender und ein Lichtempfänger vorgesehen ist und das Schaltabstandbestimmungselement zu dem Lichtsender und/oder zu dem Licht­ empfänger gehört. Dabei ist dann durch das Schaltabstandbestimmungselement die Sendeleistung des Lichtsenders und/oder die Ansprechempfindlichkeit des Lichtempfängers einstellbar.

Bei allen in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Schaltgeräte wird in Abhängigkeit vom Anschluß des Schaltgeräts an die Ver­ sorgungsspannung 12 mindestens ein Steuersignal gewonnen. Das ist eine Maßnah­ me, die zu einem ganz anderen Zweck seit langem bekannt ist, nämlich zur ex­ ternen Vorgabe der Funktion "Schließer" oder "Öffner" eines Schaltgerätes, das entweder als "Schließer" oder als "Öffner" verwendet werden kann (vgl. die DE-OS 31 23 828, die JP-OS-57 32 131 sowie die DE-OSen 32 14 836, 40 23 502 und 41 14 763).

Im zum Zweck der externen Vorgabe der Funktion "Schließer" oder "Öffner" ei­ nes Schaltgerätes, das entweder als "Schließer" oder als "Öffner" verwendet werden kann, bekannten Stand der Technik wird die externe Vorgabe der Funktion "Schließer" oder "Öffner" unterschiedlich realisiert.

Bei den Schaltgeräten nach der DE-OS 31 23 828, der JP-AS-57 32 131 und der DE-OS 32 14 836 ist jeweils ein exklusives ODER-Gatter vorgesehen (Bezugszei­ chen 12 in der DE-OS 31 23 828, Bezugszeichen Ro in der JP-AS-57 32 131 und Bezugszeichen 5 in der DE-OS 32 14 836). Dabei ist der erste Eingang des ex­ klusiven ODER-Gatters an den Ausgang eines Anwesenheitsindikators angeschlos­ sen, der zweite Eingang mit einem Umkehrsteuersignal beaufschlagbar und der Ausgang an den Steuereingang eines elektronischen Schalters angeschlossen. Das Umkehrsteuersignal wird in Abhängigkeit vom Anschluß des Schaltgeräts an die Versorgungsspannung gewonnen. Beispielsweise gilt für das Schaltgerät nach der DE-OS 32 14 836 mit drei extern belegbaren Anschlüssen 11, 12 und 19, daß dann und nur dann das Umkehrsteuersignal gewonnen wird, wenn das Schaltgerät mit seinen Anschlüssen 11 und 12 an die Versorgungsspannung angeschlossen ist.

Bei den Schaltgeräten nach den DE-OSen 40 23 502 und 41 14 763 wird davon aus­ gegangen, daß der zu diesen Schaltgeräten gehörende, dem Anwesenheitsindika­ tor nachgeordnete Schaltverstärker zwei antivalente Steuerausgänge aufweist.

Für das Schaltgerät nach der DE-OS 40 23 502 gilt, daß ein zweiter elektroni­ scher Schalter vorgesehen ist, die beiden elektronischen Schalter antivalent von den beiden antivalenten Steuerausgängen des Schaltverstärkers steuerbar sind und dafür gesorgt ist, daß in den beiden elektronischen Schaltern der Strom jeweils nur in einer Richtung fließen kann, und zwar in unterschiedli­ chen Richtungen in den beiden Schaltern. Für das in Fig. 1 der DE-OS 40 23 502 dargestellte Schaltgerät gilt nun, daß dann, wenn der Anschluß 4 an den Plus­ pol der Versorgungsspannung und der Anschluß 5 an den Minuspol der Versor­ gungsspannung angeschlossen ist, nur der zwischen den Anschlüssen 4 und 5 lie­ gende, über die Zenerdiode 23, den Transistor 9 und die Schutzdiode 13 führen­ de Strompfad leitend ist (bei angesteuertem Transistor 9), während dann, wenn der Anschluß 5 an den Pluspol der Versorgungsspannung der Anschluß 4 an den Minuspol der Versorgungsspannung angeschlossen ist, nur der zwischen den An­ schlüssen 5 und 4 liegende, über die Zenerdiode 22, den Transistor 8 und die Schutzdiode 12 führende Strompfad leitend ist (bei angesteuertem Transistor 8).

Für das Schaltgerät nach der DE-OS 41 14 763 gilt, daß der elektronische Schalter dann und nur dann vom ersten Steuerausgang - Schließer-Steuerausgang - des Schaltverstärkers leitend steuerbar ist, wenn die Versorgungsspannung in "Schließer-Polarität" an die Anschlüssen angeschlossen ist, und dann und nur dann vom zweiten Steuerausgang - Öffner-Steuerausgang - des Schaltverstärkers leitend steuerbar ist, wenn die Versorgungsspannung in "Öffner-Polarität" an die Anschlüsse angeschlossen ist. Unterschiedliche Ausführungsformen des zuvor beschriebenen, aus der DE-OS 41 14 763 bekannten Schaltgerätes sind einerseits in den Patentansprüchen 2 bis 5 beschrieben und in Fig. 1 dargestellt, ande­ rerseits in den Patentansprüchen 6 und 7 beschrieben und in Fig. 2 darge­ stellt.

Die in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer elektronischer Schaltgeräte entsprechen in ihrem grundsätzlichen Aufbau weit­ gehend dem in Fig. 2 der DE-OS 32 14 836 dargestellten elektronischen Schalt­ gerät, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen zunächst auf die Beschreibung dieses elektronischen Schaltgerätes in der DE-OS 32 14 836 verwiesen werden darf. Wesentlich ist nun, daß in der Weise bzw. in vergleichbarer Weise, wie bei dem elektronischen Schaltgerät nach Fig. 2 der DE-OS 32 14 836 das Umkehr­ steuersignal erzeugt wird, bei den in den Fig. 4 bis 6 dargestellten erfin­ dungsgemäßen elektronischen Schaltgeräten das Steuersignal gewonnen wird, mit dem der Zustand des Schaltabstandbestimmungselements 7 - und damit der Schalt­ abstand - einstellbar ist. Im einzelnen steuert das Steuersignal einen Steuer­ transistor 13 (Fig. 4) bzw. zwei Steuertransistoren 13, 14 (Fig. 5 und 6) und ist mit Hilfe des Steuertransistors 13 (Fig. 4) bzw. der Steuertransistoren 13, 14 (Fig. 5 und 6) das Schaltabstandbestimmungselement 7 einstellbar. Die Steuertransistoren 13 sind invers betriebene Bipolartransistoren, was bei Sättigungsbetrieb den Vorteil eines besonders geringen Spannungsabfalls an der Kollektor-Emitter-Strecke hat.

In den in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungsge­ mäßer elektronischer Schaltgeräte wird der Schaltabstand am wirksamen Emitter­ widerstand des Oszillators 1 bestimmt. Der wirksame Emitterwiderstand des Oszillators 1 ist also das Schaltabstandbestimmungselement 7. Zu dem Schalt­ abstandbestimmungselement 7 gehören nun ein erster, stets wirksamer Schaltab­ standwiderstand 15, darüber hinaus ein weiterer, einschaltbarer Schaltabstand­ widerstand 16 (Fig. 4) bzw. zwei weitere, einschaltbare Schaltabstandwider­ stände 16, 17. In Abhängigkeit davon, ob - durch einen bestimmten Anschluß des Schaltgeräts an die Versorgungsspannung 12 - der Steuertransistor 13, der Steuertransistor 14 oder die Steuertransistoren 13 und 14 leitend sind, ist der den Schaltabstand bestimmende Zustand des Schaltabstandbestimmungselements 7, also der wirksame Emitterwiderstand, mitbestimmt vom Schaltabstandwiderstand 16, vom Schaltabstandwiderstand 17 oder von den Schaltabstandwiderständen 16 und 17.

Den Fig. 4 bis 7 kann der Fachmann ohne weiteres entnehmen, unter welcher Voraussetzung welcher von den Steuertransistoren 13 und 14 leitend ist, wel­ cher der extern belegbaren Anschlüsse 8, 9, 10, 11 dazu an die Versorgungs­ spannung 12 angeschlossen sein muß, so daß dies hier im einzelnen nicht darge­ stellt werden muß.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgeräts ist ganz allgemein angedeutet, daß das Steuersig­ nal, gewonnen in Verbindung mit der Gleichrichterbrücke 6, dem Steuereingang 18 einer Steuerlogik 19 zugeführt ist und der Steuerausgang 20 der Steuerlogik 19 an das Schaltabstandbestimmungselement 7 angeschlossen ist.

Fig. 8 zeigt nun eine Detaildarstellung in bezug auf ein erstes Ausführungs­ beispiel der Steuerlogik 19 des Schaltgeräts nach Fig. 1. Dabei weist die Steuerlogik 19 insgesamt drei in ihren Widerstandswerten unterschiedliche, an die extern belegbaren Anschlüsse 8, 9, 10 angeschlossene Steuerwiderstände 21, 22, 23 auf, wobei in Reihe zu jedem Steuerwiderstand 21, 22, 23 eine Steuer­ diode 24, 25, 26 liegt. Zusätzlich sind zwei Steuertransistoren 27, 28 vorge­ sehen, die mit ihren Kollektor-Emitter-Strecken 29, 30 in Reihe zu den Steuer­ widerständen 21, 22 bzw. 23 liegen. Die beiden Steuerwiderstände 21, 22 sind also an ihren den extern belegbaren Anschlüssen 8, 9 fernen Enden miteinander verbunden.

Die in Fig. 8 dargestellte Steuerlogik 19 kann z. B. bei einem als optoelek­ tronischer Näherungsschalter ausgeführten erfindungsgemäßen elektronischen Schaltgerät verwendet werden. Dabei kann z. B. über den Anschluß 8 die Sende­ leistung des Lichtsenders sowie über die Anschlüsse 9 und 10 die Ansprechemp­ findlichkeit des Lichtempfängers eingestellt werden.

Abwandlungen der in Fig. 8 dargestellten Steuerlogik 19 sind ohne weiteres möglich. Beispielsweise kann man auf den zweiten Steuertransistor 28 verzich­ ten und alle drei Sternerwiderstände 21, 22, 23 an ihren den extern belegbaren Anschlüssen 8, 9, 10 fernen Enden miteinander verbinden. Über die Belegung der Anschlüsse 8, 9 und/oder 10 kann dann in insgesamt sechs Stufen die Sendelei­ stung des Lichtsenders - und damit der Schaltabstand - eingestellt werden.

Schließlich zeigt Fig. 9 noch eine Detaildarstellung in bezug auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Steuerelektronik 19 des Schaltgeräts nach Fig. 1. Hier weist nämlich die Steuerlogik 19 einen Dekoder 31 auf. In Abhängigkeit davon, ob der Anschluß 8 und/oder der Anschluß 9 und/oder der Anschluß 10 "program­ miert" wird, werden verschiedene Ausgänge des Dekoders 31 aktiviert.

Claims (11)

1. Elektronisches Schaltgerät, z. B. induktiver, kapazitiver oder optoelektro­ nischer Näherungsschalter, mit mindestens einem den Schaltabstand bestimmen­ den, hinsichtlich seines den Schaltabstand bestimmenden Zustands einstellba­ ren Schaltabstandbestimmungselement und mit mindestens zwei extern belegbaren Anschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand des Schaltabstandbestim­ mungselements (7) - und damit der Schaltabstand - über die extern belegbaren Anschlüsse (8, 9, 10, 11) einstellbar ist, nämlich in Abhängigkeit vom Anschluß des Schaltgeräts an die Versorgungsspannung (12) mindestens ein Steuersignal zur Einstellung des Zustands des Schaltabstandbestimmungsele­ ments (7) gewonnen wird.

2. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, nämlich induktiver oder kapa­ zitiver Näherungsschalter, mit einem Oszillator, wobei das Schaltabstandbe­ stimmungselement zu dem Oszillator gehört, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Schaltabstandbestimmungselement (7) die Mitkopplung, die Gegenkopplung, die Amplitude oder die Frequenz des Oszillators (1, 2) einstellbar ist.

3. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 1, nämlich optoelektronischer Näherungsschalter, mit einem Lichtsender und einem Lichtempfänger, wobei das Schaltabstandbestimmungselement zu dem Lichtsender und/oder zu dem Lichtemp­ fänger gehört, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Schaltabstandbestimmungs­ element die Sendeleistung des Lichtsenders und/oder die Ansprechempfindlich­ keit des Lichtempfängers einstellbar ist.

4. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eingangsseitig eine Gleichrichterbrücke (6) mit mindestens vier Gleichrichterelementen vorgesehen ist und aus der Gleichrichterbrücke (6) das Steuersignal gewonnen wird.

5. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal - direkt oder indirekt - mindestens einen Steuertransistor (13, 14), vorzugsweise in der Ausführungsform als Bipolartransistor und invers betrieben, steuert und mit Hilfe des Steuer­ transistors (13, 14) das Schaltabstandbestimmungselement (7) einstellbar ist.

6. Elektronisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Steuersignal dem Steuereingang (18) einer Steuerlogik (19) zugeführt ist und der Steuerausgang (20) der Steuerlogik (19) an das Schaltabstandbestimmungselement (7) angeschlossen ist.

7. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (19) mindestens zwei in ihren Widerstandswerten unterschiedliche, an die extern belegbaren Anschlüsse (8, 9, 10) angeschlossene Steuerwiderstän­ de (21, 22, 23) aufweist.

8. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu jedem Steuerwiderstand (21, 22, 23) eine Steuerdiode (24, 25, 26) liegt.

9. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu den Steuerwiderständen (21, 22, 23) die Kollektor-Emitter- Strecke (29, 30) mindestens eines Steuertransistors (27, 28) liegt.

10. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Steuerwiderstände (21, 22) an ihren den extern belegbaren An­ schlüssen (8, 9) fernen Enden miteinander verbunden sind.

11. Elektronisches Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (19) einen Dekoder (31) aufweist.