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Title:
SYSTEM FOR A MACHINE WITH A PLURALITY OF PROXIMITY SENSORS AND A PROXIMITY SENSOR AND A PRIMARY WINDING USED IN SUCH A MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/077909
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system for a machine with a plurality of proximity sensors, especially an automated production machine. Each proximity sensor (3.1 to 3.s) comprises at least one secondary winding (2.1 to 2.s) that is suitable for receiving energy from a medium frequency magnetic field. At least one primary winding (1, 1.1 to 1.p) that is supplied by a medium frequency oscillator (4) is designed for the wireless supply of the proximity sensors (3.1 to 3.s) with electric energy. Every proximity sensor (3.1 to 3.s) is provided with a transmitter device which transmits radio signals that contain relevant sensor information to a central receiver device (9) that is linked with a process computer (10) of the machine. The invention also relates to a proximity sensor and to a corresponding primary winding.

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Inventors:
SCHEIBLE GUNTRAM (DE)
SMAILUS BERND (DE)
KLAUS MARTIN (DE)
GARRELS KAI (DE)
HEINEMANN LOTHAR (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/005137
Publication Date:
December 21, 2000
Filing Date:
June 06, 2000
Export Citation:
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Assignee:
ABB RESEARCH LTD (CH)
SCHEIBLE GUNTRAM (DE)
SMAILUS BERND (DE)
KLAUS MARTIN (DE)
GARRELS KAI (DE)
HEINEMANN LOTHAR (DE)
International Classes:
H01F5/00; H02J17/00; H01F38/14; H03K17/945; (IPC1-7): H02J5/00; G05B19/042
Domestic Patent References:
WO1998043338A11998-10-01
WO1995011544A11995-04-27
Foreign References:
DE19528341C11996-10-10
DE19735624C11998-12-10
Other References:
SCHOENER J ET AL: "DEZENTRALE VERSORGUNG AKTIVER GEBER", RADIO FERNSEHEN ELEKTRONIK,DE,VEB VERLAG TECHNIK. BERLIN, vol. 41, no. 9, 1 September 1992 (1992-09-01), pages 627 - 630, XP000311034, ISSN: 1436-1574
KAWAMURA A ET AL: "WIRELESS TRANSMISSION OF POWER AND INFORMATION THROUGH ONE HIGH FREQUENCY RESONANT AC LINK INVERTER FOR ROBOT MANIPULATOR APPLICATIONS", RECORD OF THE INDUSTRY APPLICATIONS CONFERENCE (IAS),US,NEW YORK, IEEE, vol. CONF. 30, 8 October 1995 (1995-10-08), pages 2367 - 2372, XP000547151, ISBN: 0-7803-3009-9
Attorney, Agent or Firm:
Miller, Toivo (ABB Patent GmbH Postfach 11 40 Ladenburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. System für eine eine Vielzahl von Näherungssensoren aufweisende Ma schine, insbesondere Fertigungsautomat, wobei jeder Näherungssensor (3.1 bis 3. s) mindestens eine zur Energie aufnahme aus einem mittelfrequenten Magnetfeld geeignete Sekundärwicklung (2.1 bis 2. s) aufweist, wobei mindestens eine von einem mittelfrequenten Oszillator (4) gespeiste Primärwicklung (1,1.1 bis 1. p) zur drahtlosen Versorgung der Näherungssensoren (3.1 bis 3. s) mit elektrischer Energie vorgesehen ist, wobei jeder Näherungssensor (3.1 bis 3. s) mit einer Sendeeinrichtung aus gestattet ist, welche interessierende Sensorlnformationen beinhaltende Funksignale an eine zentrale, mit einem Prozeßrechner (10) der Maschine verbundene Empfangsein richtung (9) abgibt.
2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einzige, die Sekun därwicklungen (2.1 bis 2. s) der Näherungssensoren (3.1 bis 3. s) global umfassende Primärwicklung (1).
3. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens zwei parallel nebeneinander angeordnete Primärwicklungen (1.1,1.2), zwischen denen die Sekun därwicklungen (2.1 bis 2. s) der Näherungssensoren (3.1 bis 3. s) angeordnet sind.
4. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei orthogonal zueinan der angeordnete Primärwicklungen (1.1,1.2).
5. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei orthogonal zueinan der angeordnete Primärwicklungen (1.1,1.2,1.3).
6. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine, minde stens eine Sekundärwicklung (2.1 bis 2. s) eines Näherungssensors (3.1 bis 3. s) lokal beeinflussende Primärwicklung (1.1 bis 1. p).
7. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in Form einer Dop pelleitung ausgeführte Primärwicklung (1), wobei die Sekundärwicklungen (2.1 bis 2. s) der Näherungssensoren (3.1 bis 3. s) zwischen der Doppelleitung angeordnet sind.
8. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß mindestens eine Primärwicklung mit einem Ferritkern versehen ist.
9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die mindestens eine Primärwicklung mit einem Kompensationskondensator (6) beschaltet ist.
10. System nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Näherungssensoren (3.1 bis 3. s) mit Empfangseinrichtungen versehen sind, welche Funksignale einer zentralen Sendeeinrichtung empfangen, so daß ein bidirektionaler Informationsaustausch zwischen dem Prozeßrechner (10) und den Näherungssensoren (3.1 bis 3. s) möglich ist.
11. Näherungssensor mit mehreren zur Energieaufnahme aus einem mittel frequenten Magnetfeld geeigneten orthogonalen Sekundärwicklungen (2.1 bis 2. s).
12. Näherungssensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen (2.1 bis 2. s) mit einem Kompensationskondensator (6) beschaltet sind.
13. Näherungssensor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen (2.1 bis 2. s) mit einem AC/DCSteller beschaltet sind, welcher einen Energiespeicher (8) auflädt.
14. Primärwicklung, bestehend aus mehreren separaten Wicklungsabschnit ten (1a'bis 1d, 5a bis 5d), welche jeweils aus mehreren parallelen Leitern aufgebaut sind, wobei die einzelnen Wicklungsabschnitte über Verbindungselemente (2a'bis 2d', 6a'bis 6d') mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind und wobei bei ei nem Verbindungselement zwei Wicklungsabschnitte versetzt gegeneinander elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch sich zwei freie, zum Anschluß von Verbindungs leitungen (3', 4', 7', 8') zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben.
15. Primärwicklung, bestehend aus einem flexiblen, aus mehreren parallelen Leitern aufgebauten Kabel (9') und einem Verbindungselement (10'), welches die bei den Kabelenden versetzt gegeneinander elektrisch und mechanisch miteinander ver bindet, wodurch sich zwei freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen (11', 12') zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben.
16. Primärwicklung nach Anspruch 15 und/oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungselement (2a'bis 2d', 6a'bis 6d') aus mehreren in einer Reihe ne beneinander angeordneten, elektrisch gegeneinander isolierten Kontaktstellen mit je weils zwei Anschlüssen besteht.
17. Primärwicklung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abwinkelung der nebeneinander angeordneten Kontaktstellen in einer Ebene erfolgt.
18. Primärwicklung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abwinkelung der nebeneinander angeordneten Kontaktstellen in zwei Ebenen erfolgt.
19. Primärwicklung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwinkelungen rechtwinklig erfolgen.
20. Primärwicklung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die An zahl der Kontaktstellen eines Verbindungselementes (2a'bis 2c', 6a'bis 6c') gleich der Anzahl der parallelen Leiter eines Wicklungsabschnittes ist, mit Ausnahme des Verbin dungselementes (2d', 6d') für den Anschluß der gegeneinander zu versetzenden Wicklungsabschnitte (1a'und 1d', 5a'und 5d'), weiches eine Kontaktstelle mehr auf weist als dies der Anzahl der parallelen Leiter eines Wicklungsabschnittes entspricht.
Description:
System für eine eine Vieizahl von Näherunqssensoren aufweisende Maschine sowie Näherunqssensor und Primärwicklung hierzu Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein System für eine eine Vielzahl von Näherungssen- soren aufweisende Maschine sowie auf einen Näherungssensor und eine Primär- wicklung hierzu. Die Erfindung kann zur elektrischen Energieversorgung von an sich bewegenden Maschinenkomponenten (Industrieroboter, Herstellungsautomat, Ferti- gungsautomat) montierten Näherungssensoren verwendet werden.

Aus der DE 44 42 677 A1 sind ein Verfahren und eine Anordnung zum Versorgen eines elektrischen Verbrauchers mit einer elektrischen Versorgungsspannung oder einem elektrischen Versorgungsstrom bekannt, wobei Funkwellen eines Funksen- ders zu einem mit dem Verbraucher elektrisch verbundenen Funkempfänger übertra- gen werden und vom Funkempfänger in die elektrische Versorgungsspannung bzw. den elektrischen Versorgungsstrom umgewandelt werden. Die Funkwellen können aus dem elektromagnetischen Hochfrequenzbereich (Radiowellen) oder auch aus dem Mikrowellenbereich (Richtfunk) kommen. Als elektrische Verbraucher können Sensoren, beispielsweise Strom-oder Spannungssensoren vorgesehen sein.

Dabei ist es von Nachteil, daß aufgrund der hohen Frequenzen und dementspre- chend kleinen Antennen einerseits und der durch EMV-Vorschriften und Regeln für Sicherheit und Gesundheitsschutz an Arbeitsplätzen mit Exposition durch elektrische, magnetische oder elektromagnetische Felder beschränkten zulässigen Sendelei- stung andererseits nur sehr unzureichend geringe Abstände zwischen Funksender und Funkempfänger erzielbar sind. Das gleiche triffl für die erzielbaren Leistungen zu, welche im Bereich weniger W liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und zuverlässiges System für eine eine Vielzahl von Näherungssensoren aufweisende Maschine anzu- geben, welches eine drahtlose Versorgung der Näherungssensoren mit elektrischer Energie sicherstellt.

Ferner sot ! ein hierzu geeigneter Näherungssensor vorgeschlagen werden.

Des weiteren soll eine hierzu geeignete Primärwicklung vorgeschlagen werden.

Die Aufgabe wird bezüglich des Systems durch ein System für eine eine Vielzahl von Näherungssensoren aufweisende Maschine, insbesondere Fertigungsautomat, ge- lost, wobei jeder Näherungssensor mindestens eine zur Energieaufnahme aus einem mittelfrequenten Magnetfeld geeignete Sekundärwicklung aufweist, wobei minde- stens eine von einem mittelfrequenten Oszillator gespeiste Primärwicklung zur drahtlosen Versorgung der Näherungssensoren mit elektrischer Energie vorgesehen ist und wobei jeder Näherungssensor mit einer Sendeeinrichtung ausgestattet ist, welche interessierende Sensor-Informationen beinhaltende Funksignale an eine zentrale, mit einem Prozeßrechner der Maschine verbundene Empfangseinrichtung abgibt.

Die Aufgabe wird bezüglich des Näherungssensors durch einen Näherungssensor mit mehreren zur Energieaufnahme aus einem mittelfrequenten Magnetfeld geeig- neten Sekundärwicklungen gelöst.

Unter den in diesem Zusammenhang interessierenden mittelfrequenten Schwingun- gen wird der Bereich von etwa 15 kHz bis etwa 15 MHz verstanden.

Die Aufgabe wird bezüglich der Primärwicklung durch eine Primärwicklung, beste- hend aus mehreren separaten Wicklungsabschnitten gelöst, welche jeweils aus meh- reren parallelen Leitern aufgebaut sind, wobei die einzelnen Wicklungsabschnitte über Verbindungselemente mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sind und wobei bei einem Verbindungselement zwei Wicklungsabschnitte versetzt gegen- einander elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch sich zwei freie, zum An- schluß von Verbindungsleitungen zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben.

Die Aufgabe wird alternativ bezüglich der Primärwicklung durch eine Primärvvicklung, bestehend aus einem flexiblen, aus mehreren parallelen Leitern aufgebauten Kabel und einem Verbindungselement gelöst, welches die beiden Kabelenden versetzt ge- geneinander elektrisch und mechanisch miteinander verbindet, wodurch sich zwei freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß im Ver- gleich zu konventionellen Lösungen mit Kabelanschluß zur elektrischen Energiever- sorgung der Näherungssensoren der durch Planung, Material, Installation, Doku- mentation und Wartung bedingte relativ hohe Kostenfaktor eines Kabelanschlusses entfallt. Es können keine Ausfälle aufgrund von Kabelbrüchen oder schlechten, bei- spielsweise korrodierten Kontakten auftreten.

Im Vergleich zur Verwendung von Batterien zur Energieversorgung von Näherungs- sensoren entfällt der Wartungsaufwand und Kostenaufwand, der durch den erforder- lichen Austausch von Batterien-zumal an schwer zugänglichen Stellen-bedingt ist.

Im angegebenen Mittelfrequenz-Bereich von etwa 15 kHz bis etwa 15 MHz sind die sich durch Skineffekte ergebenden Nachteile, beispielsweise die auftretenden Verlu- ste, noch handhabbar. Die elektromagnetischen Wellen werden aufgrund der im Vergleich zu den auftretenden Wellenlängen zu kleinen und deshalb als Antennen unwirksamen Primärwicklungen nicht abgestrahlt, wodurch ein einfacher Aufbau der Anordnungen ermöglicht wird. Eine EMV-Messung von eventuell abgestrahlten Stö- rungen muß nicht erfolgen. Günstig wirkt sich zudem aus, daß mittelfrequente Ma- gnetfelder durch metallische Maschinen-Komponenten nur in geringem Ausmaß ab- geschirmt werden, so daß vorteilhaft auch an unzugänglichen Stellen einer Maschine ein zur Energieversorgung ausreichend starkes Magnetfeld auftritt.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn- zeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfuh- rungsbeispiele eriäutert. Es zeigen : Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Anordnung zur drahtlosen elektrischen Ver- sorgung von Näherungssensoren, Fig. 2 ein Schaltbild zur Erläuterung des verwendeten Transformatorprin- zips, Fig. 3 eine erste praktische Ausführungsform, Fig. 4 eine zweite praktische Ausführungsform, Fig. 5 eine dritte Ausführungsform mit orthogonalen Primärwicklungen, Fig. 6 eine vierte Ausführungsform mit unterschiedlich gestalteten Primär- wicklungen, Fig. 7 eine fünfte Ausführungsform mit bandförmiger Primärwicklung, Fig. 8 ein Ersatzschaltbild mit primärseitigen und sekundärseitigen Weiter- bildungen, Fig. 9 eine Primärwicklung gemäß sechster Ausführungsform, Fig. 10 eine Detailansicht einer Ecke einer Primärwicklung gemäß sechster Ausführungsform, Fig. 11 eine Detailansicht der Wicklungseinspeisung bei der sechsten Aus- führungsform, Fig. 12 eine Primärwicklung gemäß siebter Ausführungsform, Fig. 13 eine Detailansicht der Wicklungseinspeisung bei der siebten Ausfüh- rungsform, Fig. 14 eine Detailansicht einer Ecke einer Primärwicklung gemäß siebter Ausführungsform, Fig. 15 eine Primärwicklung gemäß achter Ausführungsform.

In Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild der Anordnung zur drahtlosen elektrischen Versor- gung von Näherungssensoren dargestellt. Es ist eine kreisförmige, vorzugsweise aus mehreren Windungen aufgebaute Primärwicklung 1 zu erkennen, welche eine Viel- zahl-gegebenenfalls bis zu einigen Hundert-von Sekundärwicklungen 2.1,2.2, 2.3.... 2. s (s = beliebige ganze Zahl) umfaßt, wobei jede Sekundärwick ! ung 2.1 bzw.

2.2 bzw. 2.3.... 2. s mit einem Näherungssensor 3.1 bzw. 3.2 bzw. 3.3.... 3. s verbunden ist. Die Primärwicklung 1 ist an einen Oszillator 4 (Mittelfrequenz-Oszillator) ange- schlossen. Der Oszillator 4 speist die Primärwicklung 1 mit einer mittelfrequenten Schwingung im Bereich von etwa 15 kHz bis etwa 15 MHz. Diese Mittelfrequenz würde zur Abstrahlung von elektromagnetischen Feldern führen, deren Wellenlängen größer als 22 m bis 22 km sind und damit wesentlich größer als die Abmessungen der eingesetzten Primärwicklung-kleiner als 2 m-, so daß die Primärwicklung nicht als Antenne für derartige elektromagnetische Strahlung wirkt. Es liegt also eine rein magnetische Kopplung (und keine wirksame elektromagnetische Kopplung) zwischen der Primärwicklung und den Sekundärwicklungen im Sinne eines Mittelfrequenz- Transformators vor.

Die Leistungsaufnahme eines Näherungssensors liegt im Bereich einiger zehn p. W bis etwa 50 mW, vorzugsweise bei 1 mW.

In Fig. 2 ist ein Schaltbild zur Eriäuterung des verwendeten Transformatorprinzips dargestellt. Es sind wiederum die Primärwicklung 1 mit einspeisendem Oszillator 4 und die Näherungssensoren 3.1.... 3. s mit den angeschlossenen Sekundärwicklungen 2.1.... 2. s zu erkennen.

In Fig. 3 ist eine erste praktische Ausführungsform dargestellt. Es ist eine Maschine 5 -insbesondere ein Industrieroboter bzw. Herstellungsautomat bzw. Fertigungsauto- mat-gezeigt, welche mit zahlreichen an beweglichen Maschinenkomponenten mon- tierten Näherungssensoren 3.1.... 3. s versehen ist. Die Maschine 5 befindet sich zwi- schen zwei horizontal angeordneten Primärwicklungen 1.1 und 1.2. Diese beiden Primärwicklungen 1.1,1.2 liegen elektrisch parallel am Oszillator 4 (Generator) oder werden alternativ von zwei separaten Oszillatoren gespeist. Zwischen beiden Pri- märwicklungen tritt ein relativ gleichmäßiges Magnetfeld auf. Von Wichtigkeit ist es dabei, daß sich die Näherungssensoren stets im sich zwischen beiden Primärwick- lungen 1.1,1.2 ausbildenden magnetischen Feld befinden, so daß über ihre Sekun- därwicklungen eine magnetische Ankopplung wirksam und demzufolge eine Ener- gieeinspeisung möglich ist.

Jeder Näherungssensor ist mit einer Sendeeinrichtung ausgestattet, die Funksignale hinsichtlich der erfaßten interessierenden Sensor-Information, insbesondere des Nä- herungszustandes"zu detektierendes Objekt vorhanden/nicht vorhanden"abgibt. Die Funksignale aller Näherungssensoren werden von einer zentralen Empfangseinrich- tung 9 empfangen und an einen Prozeßrechner 10 (speicherprogrammierbare Steue- rung) weitergeleitet. Vorzugsweise befindet sich die Empfangseinrichtung in unmit- telbarer Nähe der Maschine 5, um eine optimale Funkverbindung mit den Nähe- rungssensoren zu gewährleisten, während der die Maschine steuernde Prozeßrech- ner 10 auch entfernt von der Maschine 5 angeordnet sein kann. Wie leicht erkennbar ist, ergibt sich durch das vorgeschlagene System eine kabellose Konfiguration der Näherungssensoren sowohl hinsichtlich ihrer elektrischen Energieversorgung als auch hinsichtlich der Informationsübertragung zum Prozeßrechner.

In Erweiterung des vorgeschlagenen Systems sind die Näherungssensoren mit Empfangseinrichtungen versehen, die Funksignale einer zentralen Sendeeinrichtung empfangen. Auf diese Weise ist ein bidirektionaler Informationsaustausch zwischen dem Prozeßrechner und den Näherungssensoren möglich, wobei jeweils Sen- de/Empfangseinrichtungen für die Funksignale vorzusehen sind.

In Fig. 4 ist eine zweite praktische Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausfüh- rungsform ist lediglich eine einzige Primärwicklung 1 vorgesehen, welche die Ma- schine 5-insbesondere ein Industrieroboter bzw. Herstellungsautomat bzw. Ferti- gungsautomat-mit den zahireichen, an ihr montierten Näherungssensoren 3.1.... 3. s globalumfaßt.

In Fig. 5 ist eine dritte Ausführungsform mit drei orthogonal zueinander angeordneten Primärwicklungen dargestellt. Es ist eine Maschine 5 gezeigt, welche von einer er- sten vertikalen Primärwicklung 1.1, einer hierzu orthogonalen zweiten vertikalen Pri- märwicklung 1.2 und einer horizontalen dritten Primärwicklung 1.2 umschlossen ist.

Bei dieser Ausführungsform mit drei orthogonalen Primärwickiungen ergibt sich eine besonders gleichmäßige und nicht gerichtete Ausbildung des magnetischen Feldes.

Alternativ bzw. ergänzend hierzu ist es auch möglich, jeden Näherungssensor mit zwei oder drei orthogonalen Sekundärwicklungen auszurüsten.

Des weiteren ist auch eine Ausführungsform realisierbar, bei der lediglich zwei ortho- gonale Primärwicklungen vorgesehen sind. Selbstverständlich sind auch Ausfüh- rungsformen realisierbar, welche mehrere Primärwicklungen 1.1 bis 1. p aufweisen, die nicht orthogonal angeordnet sind.

In Fig. 6 ist eine vierte Ausführungsform mit mehreren unterschiedlich gestalteten Primärwicklungen dargestellt. Es handelt sich um eine relativ ausgedehnte Maschine 5, bei der die einzelnen Näherungssensoren 3.1.... 3. s nicht einigermaßen homogen über die Maschine verteilt angeordnet sind, sondern lediglich an einigen bestimmten Bereichen der Maschine gehäuft auftreten. Bei einer derartigen ausgedehnten Konfi- guration ist aus Gründen der zu erzielenden magnetischen Feldstärke der Einsatz mehrerer, gezielt angeordneter Primärwicklungen vorteilhaft, welche jeweils minde- stens eine Sekundärwicklung eines Näherungssensors lokal beeinflussen.

Ein erster mit Näherungssensoren bestückter Maschinenbereich liegt dabei im Ma- gnetfeld zwischen zwei horizontalen, rechteckförmigen, sich einander gegenüberlie- genden Primärwicklungen 1.1,1.2. Ein zweiter, hierzu benachbarter, mit Näherungs- sensoren bestückter Maschinenbereich liegt im Magnetfeld zwischen zwei horizon- talen, kreisringförmigen oder ovalen, sich einander gegenüberliegender Primärwick- lungen 1.3,1.4. Ein dritter mit Näherungssensoren bestückter Maschinenbereich wird vom Magnetfeld einer Primärwicklung 1.5 beeinflußt, wobei diese Primärwicklung um den Mittelschenkel eines E-förmigen Ferritkernes angeordnet ist, wodurch sich teil- weise eine Abschirmung des Magnetfeldes und sich teilweise eine Verstärkung im interessierenden, lokal begrenzten Bereich ergibt ("Spot-Wirkung"). Ein vierter mit Näherungssensoren bestückter Maschinenbereich liegt im Einflußbereich einer Pri- märwicklung 1.6. Die Magnetfelder der einzelnen Primärwicklungen 1.1 bis 1.6 in den einzelnen Maschinenbereichen sind jeweils gestrichelt angedeutet.

In Fig. 7 ist eine fünfte Ausführungsform mit bandförmiger Primärwicklung dargestellt.

Die bandförmige Primärwicklung 1 ist an ihrem einen Ende am Oszillator 4 ange- schlossen, während das weitere Ende zusammengeschaltet ist. Auf diese Weise er- gibt sich eine Doppelleitung mit zwei vom gleichen Strom mit entgegengesetzter Richtung durchflossenen Leitern, was das Magnetfeld zwischen beiden Leitern in gewünschter Weise verstärkt und das Magnetfeld im Bereich außerhalb der beiden Leiter abschwächt. Vorteilhaft wird die bandförmige Primärwicklung 1 an der Maschi- ne derart installiert, daß sich die einzelnen Näherungssensoren 3.1 bis 3. n im Be- reich zwischen beiden Leitern der Doppelleitung befinden.

Selbstverständlich kann dabei jede Leitung der Doppelleitung aus mehreren Einzel- leitern bestehen, wobei die Einzelleiter beider Leitungen im Sinne einer Wicklung miteinander verbunden sind, so daß sich quasi eine Primärwicklung 1 wie unter Fig.

4 beschrieben ergibt, welche extrem flach ausgebildet ist.

In Fig. 8 ist ein Ersatzschaltbild mit primärseitigen und sekundärseitigen Weiterbil- dungen dargestellt. Wie zu erkennen ist, liegt die Primärwicklung 1 über einem Kom- pensationskondensator 6 am Oszillator 4, wodurch ein resonanter Betrieb des Oszil- lators erzielt wird. Lediglich beispielhaft ist die magnetische Kopplung zwischen Pri- märwicklung 1 und Sekundärwicklung 2.1 angedeutet. An die Sekundärwicklung 2.1 ist ein AC/DC-Steller 7 angeschlossen, der einen zur Energieversorgung des Sen- sors 3.1 dienenden Energiespeicher 8 speist.

In Erweiterung des in Fig. 8 dargestellten Schaltbildes ist es auch möglich, einen Kompensationskondensator in der Anschlußleitung zwischen Sekundärwicklung 2.1 und AC/DC-Steller 7 vorzusehen.

Wicklungen werden üblicherweise durch Wickeln eines Leiters in mehreren Windun- gen gewünschter Anzahl hergestellt. Bei großflächig auszubildenden Wicklungen kann dies Schwierigkeiten bereiten, beispielsweise bei nachträglicher Integration ei- ner relativ großen Primärwicklung in einem Herstellungs-bzw. Fertigungsautomaten oder aligemein in einer Maschine. Unter"relativ groß"ist zu verstehen, daß die Pri- märwicklung etwa die Größe des Herstellungsautomaten selbst aufweist.

Nachstehend werden Primärwicklungen gemäß sechster, siebter und achter Ausfüh- rungsform angegeben, die ohne Schwierigkeiten auch nachträgiich in einer Anlage oder Maschine integriert werden können.

Dabei kann die Primärwicklung aus mehreren separaten, jeweils aus mehreren pa- rallelen Leitern aufgebauten Wicklungsabschnitten bestehen, wobei die einzelnen Wicklungsabschnitte über Verbindungselemente mechanisch und elektrisch mitein- ander verbunden sind und wobei bei einem Verbindungselement zwei Wicklungsab- schnitte versetzt gegeneinander elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch sich zwei freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen zu einem Generator oder Oszil- lator geeignete Wicklungsenden ergeben.

Alternativ hierzu kann die Primärwicklung aus einem flexiblen, aus mehreren paral- lelen Leitern aufgebauten Kabel und einem Verbindungselement bestehen, welches die beiden Kabelenden versetzt gegeneinander elektrisch und mechanisch miteinan- der verbindet, wodurch sich zwei freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben.

Die mit der sechsten, siebten und achten Ausführungsform erzielbaren Vorteile be- stehen insbesondere darin, daß die Primärwicklung auftrennbar ist und deshalb ein nachträglicher Einbau der vorgeschlagenen Primärwicklung in einer Maschine in einfacher Art möglich ist. Die Primärwicklung wird erst in der Maschine selbst durch Verbinden der einzelnen Wicklungsabschnitte bzw. des flexiblen Kabels unter Ein- satz des mindestens einen Verbindungselementes hergestellt, wobei eine exakte Anpassung an die Maschine durch die Anzahl und Lage der Verbindungselemente und durch flexible Ausgestaltung der Wicklungsabschnitte, bestehend vorzugsweise aus flexiblem Flachbandkabel, ermöglicht wird. Der Einsatz von Flachbandkabel hat den weiteren Vorteil, daß das von der Primärwicklung produzierte Magnetfeld axial relativ breit ausgebildet ist, was die magnetische Ankopplung an weitere Wicklungen verbessert.

In Fig. 9 ist eine Primärwicklung gemäß sechster Ausführungsform dargestellt. Diese sechste Ausführungsform ist insbesondere für eine vertikale Anordnung der Primär- wicklung geeignet. Die rechteckförmige Primärwicklung weist vier separate Wick- lungsabschnitte 1 a', 1 b', 1 c', 1 d'auf, die an den vier Ecken über Verbindungsele- mente 2a', 2b', 2c', 2d'elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Für die Wicklungsabschnitte 1a'bis 1d'wird vorzugsweise flexibles mehradriges Flach- bandkabel mit mehreren parallelen Leitern eingesetzt.

In Fig. 10 ist eine Detailansicht einer Ecke einer Primärwicklung gemäß sechster Ausführungsform dargestellt. Das gezeigte Verbindungselement 2a'weist sieben winkelförmig ausgebildete, in einer Reihe nebeneinander angeordnete und gegen- seitig elektrisch isolierte Kontaktstellen mit jeweils zwei Anschlüssen für die beiden Wicklungsabschnitte 1 a', 1 b'auf. Die Abwinkelung der nebeneinander angeordneten Kontaktstellen erfolgt in zwei Ebenen. Zur elektrischen Kontaktierung weisen diese Kontaktstellen beispielsweise Öffnungen mit Kontaktzungen auf, in welche die elek- trischen Leiter der Wicklungsabschnitte eingesteckt werden.

In Fig. 11 ist eine Detaiiansicht der Wickiungseinspeisung bei der sechsten Ausfüh- rungsform dargestellt. Wie zu erkennen ist, sind die beiden Wicklungsabschnitte 1a', 1 d'versetzt gegeneinander in das Verbindungselement 2d'eingesteckt. Die jeweils freien Enden des Wicklungsabschnittes 1a'bzw. des Wicklungsabschnittes 1d bil- den die Wicklungsenden und sind mit einer Verbindungsleitung 3'bzw. 4'kontaktiert, welche andererseits mit einem Generator bzw. Oszillator verbunden sind. Die Kon- taktierung zwischen der Verbindungsleitung 4'und dem Wicklungsabschnitt 1d'er- folgt über das Verbindungselement 2d'. Die weitere elektrische Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 3'und dem Wicklungsabschnitt 1 a'erfolgt beispielsweise durch Verlöten.

Alternativ kann auch an der Wicklungseinspeisung ein Verbindungselement einge- setzt sein, das eine Kontaktstelle mehr aufweist, als dies der Anzahl der parallelen Leiter eines Wicklungsabschnittes entspricht. Dann können beide Kontaktierungen zwischen den Verbindungsleitungen 3', 4'und den Wicklungsabschnitten über das Verbindungselement selbst erfolgen.

Die weiteren Verbindungselemente 2b', 2c'der Primärwicklung sind in der gemäß Fig. 10 dargestellten Art und Weise mit den Wicklungsabschnitten verbunden. Insge- samt ergibt sich eine Primärwicklung mit sieben Windungen.

In Fig. 12 ist eine Primärwicklung gemäß siebter Ausführungsform dargestellt. Diese siebte Ausführungsform ist insbesondere für eine horizontale Anordnung der Primär- wicklung geeignet. Die rechteckförmige Primärwicklung weist vier separate Wick- lungsabschnitte 5a', 5b', 5c', 5d'auf, die an den vier Ecken über Verbindungsele- mente 6a', 6b', 6c', 6d'elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Für die Wicklungsabschnitte 5a'bis 5d'wird vorzugsweise mehradriges Flachbandkabel eingesetzt.

In Fig. 13 ist eine Detailansicht der Wicklungseinspeisung bei der siebten Ausfüh- rungsform dargestellt. Zur elektrischen Kontaktierung weisen die Verbindungsele- mente wiederum Öffnungen mit Kontaktzungen auf, in welche die elektrischen Leiter der Wicklungsabschnitte eingeführt werden. Wie zu erkennen ist, sind die beiden Wicklungsabschnitte 5a', 5d'versetzt gegeneinander in das Verbindungselernent 6d' eingesteckt. Die jeweils freien Enden des Wicklungsabschnittes 5a'bzw. des Wick- lungsabschnittes 5d'bilden die Wicklungsenden und sind mit einer Verbindungslei- tung 8'bzw. 7'kontaktiert, welche andererseits mit einem Generator bzw. Oszillator verbunden sind. Da ein Verbindungselement 6d'eingesetzt ist, welches ein Kontakt- paar mehr aufweist als dies der Anzahl der parallelen Leiter der Wicklungsabschnitte entspricht, erfolgt die Kontaktierung zwischen der Verbindungsleitung 7'und dem Wicklungsabschnitt 5d'sowie die Kontaktierung zwischen der Verbindungsleitung 8' und dem Wicklungsabschnitt 5a'über das Verbindungselement 6d'.

In Fig. 14 ist eine Detailansicht einer Ecke einer Primärwicklung gemäß siebter Aus- führungsform dargesteilt. Das gezeigte Verbindungselement 6a weist fünf winkel- förmig ausgebildete, in einer Reihe nebeneinander angeordnete und gegenseitig elektrisch isolierte Kontaktstellen für die beiden Wicklungsabschnitte 5a', 5b'auf, wobei die Abwinkelungen der nebeneinander angeordneten Kontaktstellen in einer Ebene erfolgen. Die elektrische und mechanische Verbindung der weiteren Wick- lungsabschnitte über die Verbindungselemente 6b'und 6c'erfolgt in gleicher Art und Weise.

Vorstehend ist ausgeführt, daß für die Wicklungsabschnitte 1a'bis 1d'und 5a'bis 5d'vorzugsweise mehradriges, flexibles Flachbandkabel eingesetzt wird. Alternativ hierzu ist es insbesondere zur Bildung einer sehr leistungsstarken Primärwicklung mit relativ hohem Stromdurchgang möglich, die Wicklungsabschnitte aus mehreren ne- beneinander anzuordnenden, elektrisch gegeneinander zu isolierenden, starren Lei- terstäben aufzubauen.

Vorstehend werden rechteckförmige Konfigurationen der Primärwicklung beschrie- ben, welche den Einsatz von Verbindungseiementen mit rechtwinklig abgebogenen Kontaktstellen erfordern. Abweichend hiervon können selbstverständlich auch andere Wicklungs-Konfigurationen (dreieckig, fünfeckig usw.) realisiert werden.

Im einfachsten Fall ist eine aus einem flexiblen Kabel 9, insbesondere Flachbandka- bel und einem einzigen Verbindungselement 10'bestehende Primärwicklung her- stellbar, wobei die beiden Enden des Kabels über das einzige Verbindungselement 10'versetzt gegeneinander elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch sich freie, zum Anschluß von Verbindungsleitungen 11', 12 zu einem Generator oder Oszillator geeignete Wicklungsenden ergeben. Eine derartige Primärwicklung ist in Fig. 15 gezeigt.