tfeldotron Corporation, 1532 South. Washington Avenue,Piscataway, New Jersey / USAtfeldotron Corporation, 1532 South. Washington Avenue,Piscataway, New Jersey / USA
"Elektronische Schutz- und Wahrnehmungseinrichtung""Electronic protection and perception device"
In der Industrie besteht seit langem der Bedarf an einer Ausrüstungaller automatisch arbeitenden Haschinen mit einer automatischen Alarmeinrichtung, die die Maschine abstellt, wennjemand unbefugt an sie herangeht· Man hat bereits Anstrengungen unternommen, um Schutzeinrichtungen solcher Art vorzusehen.Diese Einrichtungen waren jedoch unbefriedigend, und zwar in erster Linie wegen der Instabilität der Schaltung, die esunmöglich machte, ein einwandfreies Regelverhalten zu erreichen.There has long been a need in the industry for equipmentof all automatically working machines with an automatic alarm device that switches off the machine ifsomeone approaches them without authorization · Efforts have already been made to provide protective devices of this type.However, these facilities were unsatisfactory, primarily because of the instability of the circuitry that made it upmade impossible to achieve perfect control behavior.
Die erfindungsgemäße Einrichtung weist deshalb - kurz zusammengefaßt- einen Konstant-Sinuswellenoszillator auf, der mit einer empfindlichen, stabilen Widerstands-Kapazitäts-Brückegekoppelt ist, die mit einer Pühlerantenne verbunden ist. Der Ausgang der Brücke ist verbunden mit einer Reihe von Vergleichschaltungenund mit optischen Anzeigern (Schauzeichen) sowie mit Vorrichtungen zum Abschalten der laufenden Maschine.The device according to the invention therefore has - briefly summarized- a constant sine wave oscillator with a sensitive, stable resistance-capacitance bridgeis coupled, which is connected to a Pühler antenna. The output of the bridge is connected to a number of comparison circuitsand with visual indicators (indicators) and with devices for switching off the running machine.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestelltund werden im folgenden beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawingand are described below. Show it
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung,1 shows a block diagram of the device according to the invention,
fig. 2 das Schaltbild der Einrichtung gemäß Fig. 1 teilweise in Blockdarstellung,fig. 2 shows the circuit diagram of the device according to FIG. 1, partly in a block diagram,
309885/11SO309885/11 SO
— 2 —- 2 -
fig· 3 eine Seitenansicht der von der erfindungsgemäßenEinrichtung geschützten bzw. überwachten Maschine,fig · 3 is a side view of that of the inventionSetting up a protected or monitored machine,
Pig· 4 eine Frontansicht eines Teils der Maschine der Pig. 3,Pig · 4 is a front view of part of the Pig machine. 3,
Mg. 5 eine perspektivische Ansicht eines Kastens, der die elektrische Einrichtung enthält,Mg. 5 is a perspective view of a box containing the electrical equipment;
fig· 6 eine schematische Darstellung eines Seilsfig · 6 a schematic representation of a rope
einer anderen Ausführungsform der Erfindung,another embodiment of the invention,
Pig. 7 eine schematische Darstellung der Vorderansicht auf ein Seil der Einrichtung gemäßPigur 6 undPig. 7 is a schematic representation of the front view of a rope of the device according to FIGPigur 6 and
fig· 8 eine weitere Ausführungsform der ErfindungFig. 8 shows a further embodiment of the invention
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann zum Schutz einer automatischenMaschine verwendet werden, und zwar um der Sicherheit des Bedienungsosannes zu dienen und um bei Annäherungvon unbefugten Personen anzusprechen. Andere Anwendungen liegen im Bereich fachmännischer Überlegungen.The device according to the invention can protect an automaticMachine are used, namely to serve the safety of the operator and when approachingaddressed by unauthorized persons. Other uses are in the area of skill in the art.
Die in Pigur 1 dargestellte Einrichtung 10 weist einen hochstabilenOszillator 20 auf, der mit einer Brücke 30 verbunden ist, an die eine Fühlerantenne angeschlossen ist. Der Auegang der Brücke kann ein "positives" oder ein "negatives11 Signalsein, was von der Art der von der Antenne aufgenommenen Störung abhängig ist. Demzufolge gehen von der Brücke zwei Ausgangeleitungenzu einem Differentialverstärker 50 und von diesem zu einem Demodulator 60, an welchem auch der Ausgang desOszillators 20 angeschlossen ist.The device 10 shown in Pigur 1 has a highly stable oscillator 20 which is connected to a bridge 30 to which a sensor antenna is connected. The output of the bridge can be a "positive" or a "negative11 signal, which depends on the type of interference picked up by the antenna. Accordingly, two output lines go from the bridge to a differential amplifier 50 and from this to a demodulator 60 to which the output of the oscillator 20 is also connected.
Der Ausgang des Demodulators 60 ist mit einer Filteranordnung 70 und dann mit zwei Differentialverstärkern 80 und 90 verbunden,die in Kaskade geschaltet sind* Der Ausgang des zweitenThe output of the demodulator 60 is connected to a filter arrangement 70 and then to two differential amplifiers 80 and 90,which are connected in cascade * The output of the second
309885/11 SO309885/11 SO
Differentialverstärkers 90 ist erstens verbunden mit einemDifferentialmeßgerät 100, das die Größe und Richtung des Fehlersignals anzeigt, zweitens mit einem Leiter- oder Kettennetzwerk110 und von dort mit einer optischen Anzeigevorrichtung 120 zur sichtbaren Anzeige des Fehlersignalsund drittens mit einem ein Steuersignal erzeugenden Schaltkreis 150. .Differential amplifier 90 is first connected to oneDifferential meter 100 which indicates the magnitude and direction of the error signal, second with a ladder or chain network110 and from there with an optical display device 120 for the visible display of the error signaland third with a control signal generating circuit 150..
Der Schaltkreis 130 reagiert auf ein Fehlersignal, das denAlarazustand darstellt, bei dem die in Betrieb befindliche Haschine abzustellen ist, und schaltet erstens eine Alarmanzeige in der Anzeigevorrichtung 120 ein und betätigt zweitens eine Steuerungseinrichtung 140 zum Abschalten der Maschine.The circuit 130 is responsive to an error signal that theRepresents an alarm state in which the machine that is in operation is to be switched off, and firstly switches on an alarm display in the display device 120 and secondly actuates a control device 140 for switching off the machine.
Teile der Einrichtung 10 sind in Fig· 2 detaillierter dargestellt·Alle gewöhnlichen Elemente, wie z.B. Erdverbindungen, Vorspannungs- und Vorwiderstandselemente u. dergl·sind nicht dargestellt, weil sie vom Fachmann ohne weiteres eingesetzt werden können· Der Oszillator 20 ist ein hochpräzises Gerät, das bei einer Betriebsart der Einrichtung .eine Sinuswelle von 125 kHz bei etwa 1 Volt eff erzeugt» Der Oszillator enthälteinenin integrierter Schaltung ausgeführten Funktionsverstärker 150, und die gewünschte Stabilität wirddurch ein Doppel-T-Rtiekkopplungsnetzwerk 160 vom Ausgang zumEingang des Verstärkers 150 erreicht. Das Rückkopplungsnetzwerk 160 enthält ein Paar Serienwiderstände 170 und 174, dieparallel zu einem Paar Serienkondensatoren 180 und 184 liegen, wobei die Verbindungspunkte jedes Paares mittels einesWiderstandes 190 und eines Kondensators 194, die hintereinandergeschaltet sind, verbunden sind· Die Verbindung- zwischendem Widerstand 170 V£id dem Kondensator 180 ist mittels einerLeitung 200 mit dem Eingang des Funktio&rerstärkers 150 verbunden, und die Verbindung zwischen dem Widerstand 174 unddemKondensator 184 ist mittels einer Leitung 210 mit dem Ausgang dieses Verstärkers verbunden» Zwischen die LeitungenParts of the device 10 are shown in more detail in FIG. that in one mode of operation of the facility. 'generates a sine wave of 125 kHz at about 1 volt rms, the oscillator comprisesan operational amplifier 150 executed in an integrated circuit, and the desired stability is achieved by a double-T-Rtiekkopplungsnetzwerk 160 from output to input of the amplifier 150th The feedback network 160 includes a pair of series resistors 170 and 174 in parallel with a pair of series capacitors 180 and 184, the connection points of each pair being connected by means of a resistor 190 and a capacitor 194 connected in series - the connection - between the resistor 170 V £ id the capacitor 180 is connected by means of a line 200 to the input of the functional amplifier 150, and the connection between the resistor 174 andthe capacitor 184 is connected by means of a line 210 to the output of this amplifier
„ 4 -309885/1-166"4 - 309885 / 1-166
lind 210 ist ein Hetzwerk aus zwei parallel angeordnetenaber entgegengesetzt orientierten Dioden 220 geschaltet, die in Reihe mit einem Widerstand 230 liegen.Der Oszillator ist hochstabilisiert und erzeugt eine konstante Sinuswelle der gewünschten Frequenzβ Das Doppel-T-Rückkopplungsnetzwerk160 und das Netzwerk 218 bewirken die gewünschte Stabilität bzw· Konstanz· Der Ausgangdes Verstärkers 150 ist mittels einer Leitung 240 mit dem Verbindungspunkt 242 der Brücke 30 verbunden«Die Brücke 30 ist vorzugsweise eine Widerstands-Kapazitäts-BrÜcke,die in zwei Zweigen Widerstände 250 enthält lind veränderliche Kondensatoren in den anderen beiden Zweigen·In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Kondensatorenzweige je zwei parallel geschaltete,veränderliche Luftkondensatoren. Die Üihlerantenne 40 der Einrichtung ist mit dem Verbindungspunkt 270 lind mit einemTrimmerkondensator 280 verbunden, der verwendet wird, um die Brücke zu Nullen und der über einen Kondensatorzweig gelegtist.In 210 a network of two parallel but oppositely oriented diodes 220 is connected, which are connected in series with a resistor 230. The oscillator is highly stabilized and generates a constant sine wave of the desired frequencyβ The double-T feedback network 160 and the network 218 bring about the desired stability or constancy.The output of the amplifier 150 is connected to the connection point 242 of the bridge 30 by means of a line 240 The bridge 30 is preferably a resistance-capacitance bridge that contains resistors 250 in two branches and variable capacitors in the other two branches. In a preferred embodiment of the invention, the capacitor branches each contain two variable air capacitors connected in parallel. The heater antenna 40 of the device is connected to junction 270 and a trimmer capacitor 280 which is used to zero the bridge and which is placed across a capacitor branch.
Die Antenne 40 besteht aus einem Metallrohr, das geeignet um die zu schützende Maschine geformt ist· Wenn die Antenne eineStörung aufnimmt, ändert sich die vom Oszillator erzeugte Sinuswelle am Ausgang der Brücke in Phase und Amplitude in Abhängigkeitvon der Art der Störung, die die Antenne aufnimmt. Wenn eine Person sich der Antenne nähert,tritt einepositive Phasenänderung ein und wenn die Antenne physikalisch beeinflußt wird, tritt eine entgegengesetzte Phasenänderung,d.h. eine negative, ein· Die Amplitude des Signals an der Brücke hängt von der Größe der Störung oder der Nähe des die Störungverursachenden menschlichen Körpers ab. Dementsprechend sind zwei Widerstandsausgangsleitungen 290 und 300, eine positivund eine negativ, von den Verbindungspunkten 270 und 273 der Brücke zu den Eingängen des Differentialverstärkers 50 geführt.Der Widerstand dieser Leitungen und die StreukapazitätThe antenna 40 consists of a metal tube suitably shaped around the machine to be protectedPicks up interference, the sine wave generated by the oscillator changes in phase and amplitude at the output of the bridgethe type of interference the antenna is picking up. When a person approaches the antenna, one kickspositive phase change and if the antenna is physically affected, an opposite phase change occurs,i.e. a negative, a · The amplitude of the signal at the bridge depends on the size of the disturbance or the proximity of the disturbancecausing human body. Accordingly, two resistor output lines 290 and 300, one are positiveand one negative, taken from junction points 270 and 273 of the bridge to the inputs of differential amplifier 50.The resistance of these lines and the stray capacitance
309885/1160309885/1160
des Verstärkers 50 verbinden sich, in ihrer Wirkung und schaltenjedes überlagerte Signal aus, wie z.Bo statische Elektrizität,die von der Antenne aufgenommen werden könnte.of the amplifier 50 are combined, in their effect and turn off each superimposed signal, such aso static electricity that may be received by the antenna.
Die Ausgänge des Differentialverstärkers 50, an denen positive oder negative Fehlerspannungen auftreten, sind mittels der Kondensatoren310 und 320 an den Demodulator 60 angeschlossen, derauch mit dem Ausgang des Oszillators 20 mittels Leitung 330The outputs of the differential amplifier 50 at which positive or negative error voltages occur are by means of the capacitors310 and 320 connected to the demodulator 60, thealso to the output of the oscillator 20 via line 330
aus
verbunden ist und den Sinuswelleügang des Oszillators erhält·Die Fehlerspannungsausgänge des Demodulators 60 sind mittels Leitungen 340 und 350 mit einem !Tiefpassfilter 70 verbunden,um irgendwelche Reste des Oszillatorsignals zu entfernen und für eine saubere Gleichstromfehlerspannung zu sorgen. Die Ausgängedes Filters 70 sind über Widerstandsleitungen 360 und 370 mit den Eingängen des ersten Differentialverstärkers 80 verbunden,der einen geringen Verstärkungsgrad hat und zur !Trennung des Fehlersignals von dem verbliebenen Rest dient. Der Ausgangdes Differentialverstärkers 80 ist über eine Widerstandsleitung374 mit einem Differentialverstärker 90 mit veränderlichem Verstärkungsgrad verbunden·the end
The error voltage outputs of the demodulator 60 are connected via lines 340 and 350 to a low-pass filter 70 in order to remove any residues of the oscillator signal and to ensure a clean DC error voltage. The outputs of the filter 70 are connected via resistance lines 360 and 370 to the inputs of the first differential amplifier 80, which has a low gain and serves to separate the error signal from the remainder. The output of the differential amplifier 80 is connected by a resistive line 374 to a variable gain differential amplifier 90.
Der Ausgang des Verstärkers 90 ist mit verschiedenen Schaltungsmodulen verbunden. Eine Verbindung besteht durch eine Leitung mit dem Differentialmeßgerät 100, das, wie bekannt ist, einen zentralen Nullpunkt und positive und negative Abweichungen davonangeben kann. Sei einer bevorzugten Anordnung, die zusätzlich zu dem Differentialmeßgerät sein kann, ist die Leitung 380 auchnoch mit einem Leiter- oder Kettennetzwerk verbunden, dessen Ausgänge mit der optischen Anzeigevorrichtung 120 verbunden sind,die eine Vielzahl von Lampen 400, vorzugsweise Festkörperlampen,d.h. sogen. LEDs, enthält.The output of amplifier 90 is connected to various circuit modules. A connection exists through a line with the differential meter 100 which, as is known, has a central zero point and positive and negative deviations therefromcan specify. A preferred arrangement that may be in addition to the differential meter is line 380 as wellstill connected to a conductor or chain network, the outputs of which are connected to the optical display device 120,the a variety of lamps 400, preferably solid-state lamps,i.e. so-called LEDs, contains.
Die Einzelheiten des Kettennetzwerks 110 sind nicht dargestellt·Se enthält eine Reihe von PNP-Transistoren sowie eine Reihe vonliPli-Traneietortn,, ue sowohl positive als auch negative Fehler-The details of the chain network 110 are not shownSe contains a number of PNP transistors as well as a number ofliPli-Traneietortn ,, ue both positive and negative errors-
885/1180885/1180
signale aufzunehmen. Bei Null, wenn die Brücke abgeglichen ist, leuchtet die mittlere Lampe 400 und wenn ein !Fehlersignalerscheint und in der Amplitude ansteigt gehen entweder die Lampen auf der einen oder anderen Seite an, wobei beiVorliegen eines Notsignals die Endlampen 400 E ausgeschaltet werden.to record signals. At zero, when the bridge is balanced, the middle lamp 400 lights up and when there is an! Error signalappears and increases in amplitude, either the lamps on one side or the other go on, withIf there is an emergency signal, the end lamps 400 E are switched off.
Der Ausgang des Verstärkers 90 ist mittels einer Leitung 410 auch mit einer logischen Steuerschaltung 130 verbunden, diezwei Schmitt-Trigger-Ketten enthält, von denen eine auf das positive und die andere auf das negative Fehlersignal ansprichtoDie Leitung 410 ist mit dem einen Kanal über die Widerstandsleitung 420 und mit dem anderen über die Widerstands leitung430 verbunden.The output of amplifier 90 is connected via a line 410 with a logical control circuit 130, the trigger Schmitt-chain contains two, one of which is responsive to the positive and the other to the negative error signalo The line 410 is connected to one channel connected via the resistance line 420 and to the other via the resistance line 430.
Die Steuerschaltung besteht aus einem positiven Kanal, der einen Differentialverstärker enthält, welcher ein Paar NPN-Transistoren440 und 442 enthält, deren Emitter verbunden sind und deren Basis mit einer Zenerdiode 450 in der dargestelltenWeise verbunden sind. Der Kollektor des Transistors 440 ist mit der Basis eines PNP-Transistors 460 verbunden, dessen Kollektormindestens an die letzte Lanpe 400 E auf der positiven Seite der optischen Anzeigevorrichtung angeschlossen ist· Der Kollektordes Transistors 460 ist auch über eine Diode 464 an einen Inverter-Transistor 470A und einen Relaisverstärkertransistor470B angeschlossen, der das Maschinensteuergerät schaltet, das ein Relais o. dgl. sein kann und dazu dient, die durch die Einrichtung10 geschützte Haschine abzuschalten. Der Transistor 47OA istnormalerweise AUSund der Transistor 47OB ist normalerweiseAN.The control circuit consists of a positive channel containing a differential amplifier which includes a pair of NPN transistors 440 and 442, the emitters of which are connected and the base of which is connected to a zener diode 450 as shown. The collector of transistor 440 is connected to the base of a PNP transistor 460, the collector of which is connected at least to the last Lanpe 400 E on the positive side of the optical display device The collector of transistor 460 is also connected to an inverter via a diode 464 Transistor 470A and a relay amplifier transistor 470B connected, which switches the machine control unit, which can be a relay or the like and is used to switch off the machine protected by the device 10. Transistor 47OA isnormally OFF and transistor 47OB is normallyON.
Dernegative Kanal des logischen Steuerkreises130 let entsprechendausgebildet, aber mit Transistoren entgegengesetzten Typs und alt einer Verbindung des Traneis tors460%zur letztenLaape 4001 auf der negativen Seite der optischen Anzeigevorrichtung120.Der negative Kanal ist verbunden«it der Transistorkette470, die das Steuerrelais 140 schaltet. Die Transistoren 440Thenegative channel of the logic control circuit 130 let designed accordingly, but with transistors of the opposite type and old a connection of the Traneis sector 460% to the lastLaape 4001 on the negative side of the optical display device 120.The negative channel is connected to the transistor chain 470, which the control relay 140 switches. The transistors 440
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und 442 sowie die Diode 450 und ihre Gegenstücke 440', 442fund 450· bilden Trigger-Schaltkreise, und die Dioden 464 und 464f bilden ein Oder-Tor durch das der Inverter-Transistor47OA und der Relaisverstärkertransistor 470 betrieben werden«,and 442 as well as the diode 450 and its counterparts 440 ', 442f and 450 · form trigger circuits, and the diodes 464 and 464f form an OR gate through which the inverter transistor 47OA and the relay amplifier transistor 470 are operated «,
Bei Betrieb der Einrichtung 10, wobei der Oszillator 20 arbeitet, die geschützte Maschine läuft und die Brückenschaltungabgeglichen ist. sowie alle Anzeigevorrichtungen mittels des Trimmerkondensators 280 auf Null eingestellt sind, nimmt, wenneine Person sich der laufenden Maschine nähert, die Antenne diesen Vorgang auf. Me Einrichtung ist empfindlich genug, um auf einePerson zu reagieren, die sich noch etwa im Abstand von einem Meter von der Antenne befindet· Wenn die Person sich nähert,wird die Brücke verstimmt und ein positives Fehlersignal erscheint auf der Leitung zum Differentialverstärker 50· Diesererzeugt eine Fehlersinuswellej; die außer Phase mit der Oszillatorsinuswelleist· Die Fehlersinuswelle wird mittels der Leitung 310 in den Demodulator 60 gegeben, während das Oszillatorsignalüber die Leitung 330 in den Demodulator gelangt. Der Ausgang des Demodulators 60 auf der Leitung 340 ist eine positiveGleichstromfehlerspannung· Diese Fehlerspannung passiert den Filter 70 und kommt als reine positive Gleichspannung heraus, diefrei von irgendwelchen Resten der Oszillatorsinuswelle ist.During operation of the device 10, the oscillator 20 operating, the protected machine running and the bridge circuitis balanced. as well as all display devices are set to zero by means of the trimmer capacitor 280, ifIf a person approaches the running machine, the antenna will activate this process. Me establishment is sensitive enough to be on aReacting to a person who is approximately one meter away from the antenna.If the person approaches,the bridge is detuned and a positive error signal appears on the line to the differential amplifier 50 · Thisgenerates an error sine wave j; the out of phase with the oscillator sine waveis · The error sine wave is fed into demodulator 60 via line 310, while the oscillator signalreaches the demodulator via line 330. The output of demodulator 60 on line 340 is positiveDC error voltage · This error voltage passes through filter 70 and comes out as a pure positive DC voltage, theis free of any remnants of the oscillator sine wave.
Die Gleichstromfehlerspannung wird auf die Verstärker 80 und90 gegeben und das sich ergebende Signal bewirkt eine positive Anzeige am Meßgerät und schaltet eine der Lampen 400 in der optischenAnzeigevorrichtung 120 in Abhängigkeit von der seiner Amplitude an. Der Ausgang des Verstärkers 90 wird ebenfallsauf den positiven Kanal des logischen Steuerkreises 130 gegeben. Der Ausgang des Differentialverstärkers 90 ist im wesentlichenproportional der Größe des ursprünglichen Fehlersignals, undwenn dieses Signal unter einem vorbestimmten Alarmpegel ist, passiert im Steuerkreis 130 nichts, d,h, die geschützte Maschinewird nicht abgeschaltet« Wird jedoch der Alarmpegel überschritten,so spricht der positive Triggerkreis an und schaltet den Tran-The DC error voltage is applied to amplifiers 80 and90 given and the resulting signal causes a positive display on the measuring device and switches one of the lamps 400 in the opticalDisplay device 120 depending on its amplitude. The output of amplifier 90 will also begiven to the positive channel of logic control circuit 130. The output of differential amplifier 90 is essentiallyproportional to the size of the original error signal, andif this signal is below a predetermined alarm level, nothing happens in control circuit 130, i.e. the protected machineis not switched off «However, if the alarm level is exceeded,so the positive trigger circuit responds and switches the trans-
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sistor 460 ein. Pies bewirkt, daß die Alarmlampe 400E aufder positiven Seite der Anzeigevorrichtung aufleuchtet, ferner wird der Transistor 47OA an- und der Transistor 47OBausgeschaltet, um das Relais 140 abfallen zu lassen und die laufende Maschine abzuschalten.sistor 460 on. Pies causes the alarm lamp 400E to come onon the positive side of the display device lights up, transistor 47OA turns on and transistor 47OB turns onturned off to drop relay 140 and turn off the running machine.
Wenn die Fühlerantenne 40 in irgendeiner Weise beschädigt oder physikalisch beeinflußt wird, tritt eine neagtive Phasenänderungam Ausgang der Brücke 30 auf und ein negatives Fehlersignal durchläuft die Einrichtung und betätigt dieseentsprechend der oben beschriebenen Weise.If the probe antenna 40 is damaged or physically affected in any way, a negative phase change occursat the output of the bridge 30 and a negative error signal passes through the device and actuates itaccording to the manner described above.
Sobald die Alarmsituation aufgehoben ist, stellt sich die Einrichtungzurück, das Relais wird wieder geschlossen und die Maschine kann in Betrieb gesetzt werden.As soon as the alarm situation is lifted, the facility arisesback, the relay is closed again and the machine can be put into operation.
Die Einrichtung 10 und insbesondere die Brücke 30 kann so ausgelegtsein, daß sie mit einer Antenne arbeiten kann, die bit, zu 15 m von der Brücke entfernt ist. Falls erforderlich kanndie Einrichtung auch mit längeren Antennen bis etwa 50 m arbeiten, wenn einer oder mehrere Kondensatoren 260 des einenBrückenzweiges parallel zu den Kondensatoren 260 in dem anderen Zweig gelegt werden.The device 10 and in particular the bridge 30 can be designed in this waybe that it can work with an antenna that is bit, 15 m away from the bridge. Can if necessarythe device can also work with longer antennas up to about 50 m, if one or more capacitors 260 of the oneBridge branches are placed in parallel with the capacitors 260 in the other branch.
Bei der Verwendung der Einrichtung 10 zum Schutz eines Teils einer Maschine, z.B. einer Presse 500, die schematisch - Figo3 - dargestellt ist, wird die Antenne 40 so geformt, daß sie die kritischen Bereiche der Maschine umschließt,. Die Maschine500 hat gewöhnlich einen Schaltkasten 510 mit einem Druckknopfschalter 520,. der von einem Bedienungsmann zum Start und Stopder Maschine betätigt wird. Die Antenne weist einen Teil 40' auf, der neben dem Schaltkasten liegte Damit die mit der Einrichtung10 ausgerüstete Maschine nicht jedesmal ausgeschaltet wird, wenn sich der Bedienungsmann dem Schaltkasten nähert,ist eine Abschirmung in Form eines Schildes 530 vorgesehen, das im Wesentlichen aus einer rechteckigen gebogenen Metallplattebesteht, die längs einer Kante des Schaltkastens be-When using the device 10 for protecting part of a machine, e.g. a press 500, which is shown schematically - Figo3-3, the antenna 40 is shaped to enclose the critical areas of the machine. The machine500 usually has a control box 510 with a push button switch 520 ,. that of an operator to start and stopthe machine is operated. The antenna has a part 40 'which was located next to the switch box so that the device10 equipped machine is not switched off every time the operator approaches the switch box,For example, a shield is provided in the form of a shield 530, which consists essentially of a rectangular bent metal plateexists along one edge of the switch box
— Q _- Q _
0 9 8 8 5 / 1 1 (U)0 9 8 8 5/1 1 (U)
festigt ist. Die Abschirmplatte ist so geformt, daß sie abwärts vor dem Antennenteil 40· gewölbt ist und die untereKante parallel zu dem Antennenteil liegt, so daß dieses vor herankommenden Personen abgeschirmt ist.is consolidated. The shield plate is shaped so that it curves downward in front of the antenna part 40 and the lowerEdge is parallel to the antenna part, so that this is shielded from approaching people.
Die Schaltelemente der Einrichtung 10 sind vorzugsweise in einem Metallkasten 550 (Fig. 3) untergebracht, der in derNähe der Maschine 500 angeordnet ist und mit einer Leitungmit der Antenne an der Maschine verbunden ist. Zum zusätzlichen Schutz der Maschine ist es erforderlich, die Einrichtung10 vor Eingriffen durch Unbefugte zu bewahren.The switching elements of the device 10 are preferably housed in a metal box 550 (Fig. 3) which is in theNear the machine 500 is arranged and with a lineconnected to the antenna on the machine. For additional protection of the machine it is necessary to install the device10 to be protected from interference by unauthorized persons.
Die Schaltung ist deshalb in einem Kasten angeordnet, der einen verschließbaren ersten Deckel 560 mit Glasfenster hat,durch das das Meßinstrument 100 und/oder die Anzeigevorrichtung gesehen werden können. Der erste Deckel ist mit einemmittels Schlüssel zu betätigenden Verschluß 572 versehen und kann weggeklappt werden, um den zweiten Deckel zugänglich zumachen, der einen Verschluß 580 aufweist und die Schaltelemente in dem Kasten abdeckt· Im Deckel 570 sind die Lampen400 und, falls erwünscht, das Meßinstrument 100 angeordnet (nicht dargestellt). Ferner befindet sich auf dem Deckel 570ein Drehknopf 280',. mit dem der Trimmerkondensator 280 befestigt werden kann. Aufgrund dieses Aufbaus können nur befugtePersonen, die über die erforderlichen Schlüssel verfügen, den ersten Deckel öffnen und eine Einstellung des Drehknopfes280» vornehmen, bzw. den aweiten Deckel öffnen, um an die Schaltungselbst heranzukommen. 'The circuit is therefore arranged in a box which has a lockable first cover 560 with a glass window,through which the meter 100 and / or the display device can be seen. The first lid is with akey operated lock 572 and can be folded away to access the second covermake, which has a closure 580 and covers the switching elements in the box · In the cover 570 are the lamps400 and, if desired, the measuring instrument 100 (not shown). 570 is also located on the covera rotary knob 280 ',. with which the trimmer capacitor 280 can be attached. Because of this structure, only authorized persons canPeople who have the necessary keys open the first lid and make an adjustment of the rotary knob280 », or open the wide cover to access the circuitto approach yourself. '
Die Einrichtung 10 hat wegen der durchweg reichlichen Anwendungvon Differentialschaltkreisen eine hohe Empfindlichkeit und einen ausgezeichneten Rauschabstand.The device 10 has because of its abundant use throughoutdifferential circuits have high sensitivity and an excellent signal-to-noise ratio.
Andere wichtige Bestandteile sind der stabile, piäzise Oszillator,der eine konstante Sinuswelle erzeugt, ferner die Differentialverstärker 80 und 90, von denen der erste einen geringenVerstärkungsgrad und der zweite einen veränderlichenOther important components are the stable, precise oscillator,which generates a constant sine wave, the differential amplifiers 80 and 90, the first of which is a small oneGain and the second one variable
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Verstärkungsgrad hat, wodurch, eine optimale Steuerung erreichtwirde Zusätzlich ergibt sich durch die Verwendung von Luftkondensatoren in der Brücke Stabilität und Unempfindlichkeitgegen thermische EinflusseoThe use of air condensers in the bridge results in stability and insensitivity to thermal influencesor the like
Es ist zu bemerken, daß die erfindungsgemäße Einrichtungfür andere als die beschriebenen Zwecke abgewandelt werden kann· Z.B. könnte durch geeignete Änderung der Fühlerantennedie Einrichtung dazu benutzt werden, eine Bewegung irgendeiner Art aufzuspüren und als Druckmeßgerätwirken, indem es auf die Bewegung einer Membran reagiert; es könnte auch als Flüssigkeitsstandmeßgerät u.s.w. benutztwerden. Ganz allgemein gesagt, könnte die Einrichtung zur Anzeige jeder linearen Versetzbewegung verwendet werden.It should be noted that the device according to the inventioncan be modified for purposes other than those described e.g. could be changed by suitable modification of the sensor antennathe device can be used to detect movement of any kind and as a pressure gaugeact by responding to the movement of a membrane; it could also be used as a liquid level meter, etc. usedwill. Generally speaking, the device could be used to display any linear displacement movement.
Eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 6 schematisch dargestellt, wo eine Leitung 600 den Ausgang desOszillators 20 mit einem Verstärker 602 verbindet, der eine sehr geringe Ausgangsimpedanz hat und ein Signal von derselbenPhase und Frequenz wie das Oszillatorausgangssignal erzeugt. Der Ausgang des Verstärkers 602 ist mit einem leitendenSchild 604 verbunden, der die Form eines Rahmenshat und,wieschema tisch gezeigt, vor der Antenne 40 der Einrichtung angeordnetist·A modified embodiment of the invention is shown schematically in Fig. 6, where a line 600 is the output of theOscillator 20 connects to an amplifier 602, which has a very low output impedance, and a signal from the samePhase and frequency as generated by the oscillator output signal. The output of amplifier 602 is conductiveShield 604, which is in the form of a frame, and howshown schematically, arranged in front of the antenna 40 of the deviceis·
Der rahmenförmige Schild hat dieselbe Umrißform wie die Antenneund ist nur einige Zentimeter von dieser entfernt angeordnet, und zwar so, daß er die Antenne wie in Figur 7 gezeigt"abdeckt". Wenn sich nun jemand der Antenne nähert, verhindert der Schild 604, daß sie die sich nähernde Person %iehtw.The frame-shaped shield has the same outline shape as the antenna and is only a few centimeters away from it, in such a way that it "covers" the antenna as shown in FIG. Now if someone approaches the antenna, the shield prevents 604 that it pulls in the approaching personw%.
Diese Anordnung gestattet, daß eine Person sich der geschützten Maschine bis zu dem Schild nähern kann und in diesem Bereicharbeiten kann, ohne die Alarmechaltung auszulösen. Wenn diese Person jedoch z.B. eine Hand durch den Rahmen des Schildeshindurchstreckt, was einen Gefahrenzustand darstellt, so wird die Antenne beeinflußt und die Einrichtung wie oben beschriebenausgelöst, um die geschützte Maschine abzuschalten«This arrangement allows a person to approach the protected machine up to the shield and in that areacan work without triggering the alarm circuit. However, if that person e.g. puts a hand through the frame of the shieldextends through, which represents a dangerous condition, the antenna is affected and the device as described abovetriggered to switch off the protected machine «
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Bine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in 3?ig. 8dargestellt, wo der Oszillator 20 und die Brücke 30 in einem temperaturgeregelten Raum, der durch den Kasten 610versinnbildlicht ist, angeordnet sind. Ein Wärmeerzeuger 612 erzeugt Wärme in dem Raum, in dem auch ein Thermistor614 vorgesehen ist, der mit einem Steuerkreis 616 zusammen auf den Wärmeerzeuger wirkt und die Temperatur konstanthält.A further embodiment of the invention is shown in FIG. 3. 8thshown where the oscillator 20 and bridge 30 are in a temperature controlled room defined by box 610is symbolized, are arranged. A heat generator 612 generates heat in the room in which there is also a thermistor614 is provided, which acts together with a control circuit 616 on the heat generator and keeps the temperature constantholds.
Die Anordnung des Oszillators und der Brücke in einem temperaturgeregelten Raum reduziert die Abweichung, die dasSystem normalerweise infolge von Temperaturwechsel erfahren würde»The arrangement of the oscillator and the bridge in a temperature-controlled room reduces the deviation that theSystem would normally experience as a result of temperature changes »
- Patentansprüche - 12 -- Claims - 12 -
Π 9 8 8 B / 1 1 R ΠΠ 9 8 8 B / 1 1 R Π
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