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EP1171897B1 - Vorrichtung zum schalten einer verbindung in abhängigkeit des zustandes einer zu überwachenden einrichtung, insbesondere sicherheitsschalter - Google Patents

Vorrichtung zum schalten einer verbindung in abhängigkeit des zustandes einer zu überwachenden einrichtung, insbesondere sicherheitsschalter Download PDF

Info

Publication number
EP1171897B1
EP1171897B1 EP00922595A EP00922595A EP1171897B1 EP 1171897 B1 EP1171897 B1 EP 1171897B1 EP 00922595 A EP00922595 A EP 00922595A EP 00922595 A EP00922595 A EP 00922595A EP 1171897 B1 EP1171897 B1 EP 1171897B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
switching
receptacle
locking
monitored
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00922595A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1171897A1 (de
Inventor
Stefan Saxer
Michael Euchner
Gerhard Prirsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Euchner GmbH and Co KG
Original Assignee
Euchner GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Euchner GmbH and Co KG filed Critical Euchner GmbH and Co KG
Publication of EP1171897A1 publication Critical patent/EP1171897A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1171897B1 publication Critical patent/EP1171897B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H27/00—Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H27/00—Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings
    • H01H27/002—Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings wherein one single insertion movement of a key comprises an unlocking stroke and a switch actuating stroke, e.g. security switch for safety guards

Definitions

  • the invention relates to a device for switching an electrical connection, in particular depending on the state of a device to be monitored, in particular a safety switch, according to the preamble of claim 1.
  • Such devices are known for example from DE 43 28 297 C1.
  • the device has switching means for switching an electrical connection in a lower housing part and an opening for inserting the actuator in a head part.
  • the actuator rotates a switching disc about its axis of rotation oriented transversely to the direction of insertion.
  • On the outer surface of the switching disc there is a switching plunger which actuates the switching means and thus switches the electrical connection and which can be held in a position blocking the switching disc and thus the actuator by means of an electromagnet.
  • DE 43 32 500 A1 discloses a locking device for monitoring movable protective devices, with two in the Position switches which are arranged and work independently of one another and can be actuated by means of a switching strip which has recesses and passes through a housing head and passes through it.
  • a safety switch is known, the head part of which has two insertion openings which determine two insertion directions for the actuator which enclose a right angle with one another.
  • the switching disc rotates in one or the opposite direction.
  • the switching disc can be fixed both in its starting position and when the actuator is fully inserted.
  • a safety switch in which the actuator and the device each have a signaling means, via which contactless signal exchange can be carried out, which may lead to a switching of the electrical connection.
  • the actuator can be locked in the device by an engagement of a plunger axially displaceable by means of magnetic force in an opening of the actuator. To determine whether the actuator is inserted and properly locked, both the position of the actuator in the device and the position of the locking plunger must be queried and linked with a logical AND function.
  • the actuator In the known devices, the actuator must be led out of the device from the same side from which it was introduced into the device. This causes problems in particular in the monitoring of protective devices of modern machine tools or machining centers, which can be moved in two directions some have revolving sliding windows or sliding doors. These disadvantages are even more pronounced when an additional locking of the safety device and monitoring of the locking are required.
  • the present invention is therefore based on the problem of providing a device which can be used universally in a large number of safety devices to be monitored and which enables the device to be blocked with little effort.
  • the fact that the actuator can be led out of the device on a second side makes it possible to implement actuators which can be passed through the device and which can be fixed, for example, on safety devices which can be moved in two directions or on rotating safety devices.
  • the first and second sides of the device are to be understood in particular to mean different, preferably flat surfaces delimiting the device.
  • the device usually has a housing which, if appropriate, accommodates a switching element which preferably switches the electrical connection.
  • the actuator can be inserted or removed via an opening in the housing.
  • the device comprises a switching disc
  • the switching disk can be rotatable in both directions, depending on which side the actuator is inserted from. Both directions of rotation can lead to a switching process.
  • the head part with the or openings for the actuator can from the rest of the housing be removable from the device.
  • the head part is preferably open on three sides, the actuator being insertable from a first side and being able to be guided out of the device on a second side opposite the first side.
  • the actuator can be fixed to the device to be monitored via a third side connecting the first and second sides.
  • the head part has a U-shaped cross section.
  • the actuator can also be guided out of the device via the third side or can be inserted via the third side and can be guided out via the first or the second side. It can also be possible to fix the device on the device to be monitored, for example a sliding door or a protective hood, which in this case can be moved in relation to the actuator which is fixed and fixed, for example, on a frame for the device.
  • the actuator can be passed through the device, such a device can be used for almost all applications, in particular also for circumferential protective devices. In particular, it is not necessary, although possible, for the actuator to be led out of the device on the side on which it was introduced into the device.
  • the actuator can be locked in the device, in particular at least partially positively locked and / or locked, the closed state of the device to be monitored can be locked until a machine tool covered by the device comes to a standstill.
  • the lock can be released manually or automatically after the machine has come to a standstill.
  • the device comprises an actuator receptacle which can be brought into releasably locking engagement with the actuator, the locking can inevitably take place each time the actuator is inserted.
  • Actuator receptacle and actuator are in particular designed such that they can be brought into positive engagement with one another at least in part.
  • the blocking takes place in particular by moving the actuator transversely to the direction of insertion, preferably at an angle of 90 ° thereto. This enables a high locking effect to be achieved even with low blocking forces.
  • the actuator is articulated to the device or device, in particular articulated.
  • the actuator receptacle or parts thereof can also be designed to be movable.
  • a force accumulator for example a compression spring, an electromagnetic drive or a compressed air supply to the actuator can be considered in order to bring the actuator into locking engagement and / or to maintain the locking engagement.
  • the actuator receptacle forms a ramp-shaped contact surface for the actuator, the actuator can be raised without additional drive means for subsequent engagement in the actuator receptacle.
  • a linear or spherical ramp permits high travel speeds of the actuator or the protective device with simultaneous safe engagement or locking of the actuator in the actuator receptacle.
  • the ramp is formed on all sides, of which the actuator can be inserted into or out of the device.
  • the actuator receptacle has a rotatable and in particular pivotally articulated locking element which can be deflected when the actuator is inserted, it is possible to fix the actuator essentially immovably to, for example, the device to be monitored.
  • the actuator receptacle forms a ramp-shaped locking element which is deflected when the actuator is inserted in such a way that the path for the actuator into the position of the locking engagement with the actuator receptacle is cleared.
  • the blocking element forms a blocking surface for the actuator, for example by pivoting back into its starting position.
  • the locking element can be deflected again by appropriate drive means, such that the actuator can be guided out of the device.
  • the fact that the actuator and the actuator receptacle have contactlessly interacting signaling means means that additional and in particular moving parts within the device, which serve to transmit the movement of the actuator to, for example, a switching plunger, can be dispensed with.
  • the electrical connection to be switched can still be switched with contacts, for example by means of a relay controlled by the signaling means.
  • the preferably electronic signaling means also allow the actuator to be uniquely identified by appropriate coding.
  • the signal exchange is not contact-related and takes place in particular wirelessly, for example optically or via radio.
  • the signal means belonging together can be designed in a wide variety of ways.
  • only one of the two signal means preferably the one fixed on the device, can emit a signal or information, and the other signal means essentially serves for a complete or partial reflection of the transmitted signal.
  • the other signal means can receive the transmitted signal and send it back unchanged or individually modified to one signal means.
  • Analog and / or digital signals can be transmitted in one or both directions.
  • one of the signaling means in particular that fixed on the device, also provides the energy for operating the other signaling means, preferably in the form of electromagnetic radiation in the visible or invisible wavelength range.
  • the first and second signaling means are preferably directly opposite one another. In particular, they can be arranged on blocking areas assigned to each other.
  • the second signaling means arranged in the actuator receptacle is preferably arranged and set back from the surface of the actuator receptacle facing the actuator such that the electromagnetic radiation emanating from it has a directional characteristic in the direction of the position of the first signaling means of the actuator in the state of the blocking engagement. This ensures protection against incorrect closing, that is, it is impossible for a signal exchange between the two signaling means comes about although the actuator is not yet in locking engagement with the actuator receptacle.
  • the fact that the device can only be caused to switch the connection with the actuator provided for this purpose ensures that the device is protected against manipulation.
  • This can be done in particular in that the device has a narrow and / or deep slot for the passage of the actuator, which makes the actuator receptacle from the outside of the device at least so inaccessible that the device does not cause the connection to be switched with a means not provided for this purpose and / or that the actuator engaged with the actuator receptacle can be removed from this intervention.
  • This can be achieved, for example, by means of a flat slot which is U-shaped in cross section and is open on three sides and through which the actuator can be passed from a first to the opposite second side.
  • the security against tampering is increased by the use of first and second signaling means, which enables the actuator to be uniquely identified, for example by means of a code word stored in the first signaling means of the actuator, and switches the connection only when identified accordingly.
  • the unlocking can take place automatically.
  • Electromagnetic or compressed air-operated ejectors, a force accumulator in the form of a spring or a compressed air nozzle are particularly suitable, depending on whether the actuator is locked in the actuator receptacle by spring or magnetic force actuation or only by weight force actuation.
  • the actuator 2 is inserted in the direction of arrow 4 from the first side 6 into the device 1 and, in the position shown, it engages with the actuator receptacle 8, which forms a slot 10, the width of which essentially corresponds to that of the actuator 2 and in particular is slightly larger is.
  • the actuator 2 was raised against its weight by the spherical ramp 12, which is partially circular in the section shown, formed by the actuator receptacle 8 and has assumed the position of the locking engagement shown by falling into the slot 10.
  • the fit between the slot 10 and the actuator 2 is shown enlarged for the sake of illustration.
  • the actuator 2 has on its boundary surface 8a a first signaling means 14 on the side facing the actuator receptacle 8, which can carry out a signal exchange without contact with a second signaling means 16, which is arranged on a side of the actuator receptacle 8 facing the boundary surface 2a of the actuator 2.
  • the second signaling means 16 is set back relative to the boundary surface 8a of the actuator receptacle 8, which results in a directional characteristic for the transmission signal emitted by the second signaling means 16, due to the shielding effect of the metallic actuator receptacle 8, preferably at least in this area, such that a signal exchange is only possible then when the actuator 2 is in locking engagement with the actuator receptacle 8, and in particular the first signaling means 14 is located directly opposite the second signaling means 16.
  • the second signal means 16 is connected to the switching and operating means 20, which comprises, for example, an electronic switching element or a relay for switching the electrical connection depending on the state of the device to be monitored or the position of the actuator 2. All switching means known from the prior art can be considered for this. Optical, pneumatic or hydraulic connections can also be switched in a corresponding manner.
  • the bushings 22 in the housing 24 are provided for the bushing of the lines and supply lines (not shown) to be connected.
  • An electromagnetically actuated ejector as an unlocking means for releasing the locking of the actuator 2 comprises a solenoid 26 which, when it is energized, drives the armature 28 in the direction of the actuator 2 and lifts it to such an extent that it disengages from the actuator receptacle 8 comes. In this position, actuator 2 is also in Movable in the direction of arrow 4 and guided out of device 1 on second side 30. In a corresponding manner, the actuator 2 can also be inserted into the device 1 from the second side 30 and out on the opposite first side 6.
  • the receiving surface formed by the actuator receptacle 8, which is formed by the slot 10 in FIG. 1, can be designed with respect to its dimensions with respect to the actuator 2 so that it is at any speed of the insertion of the actuator 2 into the which can be achieved in practice Device 1, taking into account the inertia of the masses involved, forcibly engages the actuator 2 in the actuator receptacle 8, or only if the speed when inserting the actuator 2 remains below a certain value.
  • the engagement of the actuator 2 in the actuator receptacle 8 can be prevented by the unlocking means 26, 28 being activated at the appropriate point in time, i. that is, anchor 28 is in its extended position.
  • the unlocking means 26, 28 being activated at the appropriate point in time, i. that is, anchor 28 is in its extended position.
  • the actuator 2 assumes the position of the locking engagement with the actuator receptacle 8 solely on the basis of its weight.
  • the actuator 2 can be brought into this position or held in this position, for example by means of a magnetic or spring force.
  • the solenoid 26 can be used to hold the actuator 2 in the position shown in FIG. 1. Unlocking could then take place after switching off the solenoid 26 by spring force or by a compressed air ejector.
  • the actuator holder 8 could also be lowered until the actuator 2 is no longer in engagement with the actuator holder 8.
  • the assumption of the position of the locking engagement of the actuator 2 in the actuator receptacle 8 can moreover be carried by other means such as, for example, a permanent magnet attached to the actuator 2 and interacting with the actuator receptacle 8 or a spring-loaded provided on the actuator receptacle 8 and interacting with a shape on the actuator 2 Locking ball can be secured.
  • the housing 24 can form, for example, funnel-shaped insertion aids on the insertion sides 6, 30, which facilitate the insertion of the actuator even with devices that do not close exactly.
  • FIG. 2 shows a section II-II through the device of FIG. 1.
  • the actuator 2 can be pivotably secured to the device to be monitored by means of two fastening holes 32 arranged one behind the other perpendicular to the plane of the drawing in the illustration in FIG. 2, and associated connecting means.
  • the ramp 12 formed by the actuator receptacle 8 is spherical on the front side or has a part-circular course in the cross section of FIG. 2.
  • the housing 24 forms a collar 34 covering the actuator receptacle 8, the height of which above the actuator receptacle 8 has been selected as shown only for reasons of clarity and in reality is preferably chosen to be only large enough to ensure that the device 1 is tamper-proof.
  • FIG. 3 shows a section III-III through the device of FIG. 1.
  • the areas around the first 14 and second 16 signaling means on the actuator 2 or the actuator receptacle 8 are shown broken away.
  • the two signaling means 14, 16 lie opposite one another.
  • the actuator 102 can be fixed essentially immovably by means of the fastening holes 132 and corresponding connecting means using compensating means 136, for example on the device to be monitored. At one end facing away from the definition, it carries an essentially cubic actuator head 102b which receives the first signaling means (not shown).
  • the actuator receptacle 108 has first and second locking elements 109a, 109b, which can be rotated about an axis 109c, 109d transversely to the insertion direction 104 of the actuator 102 in accordance with the double arrow 109e, 109f.
  • the first locking element 109a was deflected, thereby clearing the way for the actuator 102 into the position of the locking engagement with the two locking elements 109a, 109b.
  • the first and second locking elements 109a, 109b assume their starting position, for example spring-loaded, in which a signal exchange between the signaling means (not shown) is possible.
  • the second signaling means can be on both the first and / or second blocking element 109a, 109b as well as preferably on a non-moving part of the actuator receptacle 108.
  • FIG. 4 shows the second locking element 109b in its unlocking position, in which the actuator 102 can be led out of the device 101 via the second side 130.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Structure Of Telephone Exchanges (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schalten einer insbesondere elektrischen Verbindung in Abhängigkeit des Zustandes einer zu überwachenden Einrichtung, insbesondere einen Sicherheitsschalter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 43 28 297 C1 bekannt. Die Vorrichtung weist dabei in einem unteren Gehäuseteil Schaltmittel zum Schalten einer elektrischen Verbindung auf und in einem Kopfteil eine Öffnung zum Einführen des Betätigers. Der Betätiger dreht eine Schaltscheibe um deren quer zur Einführrichtung ausgerichtete Drehachse. An der Mantelfläche der Schaltscheibe liegt ein das Schaltmittel betätigender und damit die elektrische Verbindung schaltender Schaltstößel an, der mittels eines Elektromagneten in einer die Schaltscheibe und damit den Betätiger sperrenden Position gehalten werden kann.
  • Aus der DE 43 32 500 A1 ist eine Verriegelungseinrichtung zur Überwachung beweglicher Schutzeinrichtungen bekannt, mit zwei in dem Gehäuse angeordneten und unabhängig voneinander arbeitenden Positionsschaltern, die mittels einer Vertiefungen aufweisenden und durch einen Gehäusekopf hindurchtretenden und diesen durchsetzenden Schaltleiste betätigbar sind.
  • Aus der DE 196 49 717 A1 ist ein Sicherheitsschalter bekannt, dessen Kopfteil zwei Einführöffnungen aufweist, die zwei einen rechten Winkel miteinander einschließende Einführrichtungen für den Betätiger bestimmen. Je nachdem über welche Einführöffnung der Betätiger eingeführt wird, dreht sich die Schaltscheibe in die eine oder die entgegengesetzte Richtung. Durch entsprechende Mittel ist die Schaltscheibe sowohl in ihrer Ausgangsposition als auch bei vollständig eingeführtem Betätiger fixierbar.
  • Aus der DE 197 11 588 A1 ist ein Sicherheitsschalter bekannt, bei dem der Betätiger und die Vorrichtung jeweils ein Signalmittel aufweisen, über welche kontaktlos ein Signalaustausch durchführbar ist, der gegebenenfalls zu einem Schalten der elektrischen Verbindung führt. Das Sperren des Betätigers in der Vorrichtung ist durch einen Eingriff eines mittels Magnetkraft axial verschiebbaren Stößels in eine Öffnung des Betätigers zu bewerkstelligen. Zur Feststellung, ob der Betätiger eingeführt und ordnungsgemäß verriegelt ist, muß sowohl die Position des Betätigers in der Vorrichtung als auch die Position des verriegelnden Stößels abgefragt und mit einer logischen UND-Funktion verknüpft werden.
  • Bei den bekannten Vorrichtungen muß der Betätiger von derselben Seite aus der Vorrichtung herausgeführt werden, von der er in die Vorrichtung eingeführt worden ist. Dies bereitet insbesondere bei der Überwachung von Schutzeinrichtungen moderner Werkzeugmaschinen oder Bearbeitungszentren Probleme, die in zwei Richtungen verschiebbare und zum Teil umlaufende Schiebefenster oder Schiebetüren aufweisen. Diese Nachteile treten noch verstärkt auf, wenn zusätzlich eine Verriegelung der Sicherheitseinrichtung und eine Überwachung der Verriegelung gefordert ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, die universell bei einer Vielzahl von zu überwachenden Sicherheitseinrichtungen einsetzbar ist und mit geringem Aufwand eine überwachbare Sperrung der Einrichtung ermöglicht.
  • Das Problem wird durch die im Anspruch 1 offenbarte Vorrichtung gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Dadurch, daß der Betätiger auf einer zweiten Seite aus der Vorrichtung herausführbar ist, sind durch die Vorrichtung hindurchführbare Betätiger realisierbar, die beispielsweise an in zwei Richtungen verschiebbaren oder an umlaufenden Sicherheitseinrichtungen festlegbar sind. Unter der ersten und zweiten Seite der Vorrichtung sind dabei insbesondere verschiedene, vorzugsweise ebene, die Vorrichtung begrenzende Flächen zu verstehen. Üblicherweise weist die Vorrichtung ein Gehäuse auf, das gegebenenfalls ein die vorzugsweise elektrische Verbindung schaltendes Schaltelement aufnimmt. Über eine Öffnung in dem Gehäuse ist der Betätiger ein- bzw. herausführbar. Soweit die Vorrichtung eine Schaltscheibe umfaßt, ist diese vom Betätiger drehbar an der Vorrichtung bzw. deren Gehäuse angelenkt. Die Schaltscheibe kann dabei in beiden Richtungen drehbar sein, je nachdem von welcher Seite der Betätiger eingeführt wird. Beide Drehrichtungen können dabei zu einem Schaltvorgang führen. Das Kopfteil mit der oder den Öffnungen für den Betätiger kann vom übrigen Gehäuse der Vorrichtung abnehmbar sein. Vorzugsweise ist das Kopfteil nach drei Seiten hin offen, wobei der Betätiger von einer ersten Seite einführbar ist und auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite aus der Vorrichtung herausführbar ist. Über eine dritte, die erste und zweite miteinander verbindende Seite ist der Betätiger an der zu überwachenden Einrichtung festlegbar. In dieser Ausgestaltung weist das Kopfteil einen U-förmigen Querschnitt auf. Der Betätiger kann auch über die dritte Seite aus der Vorrichtung herausführbar sein oder über die dritte Seite einführbar sein und über die erste oder die zweite Seite herausführbar sein. Es kann auch die Vorrichtung an der zu überwachenden Einrichtung, beispielsweise eine Schiebetür oder eine Schutzhaube, festlegbar sein, die in diesem Fall in Bezug auf den beispielsweise an einem Rahmen für die Einrichtung festgelegten und ortsfesten Betätiger bewegbar ist.
  • Dadurch, daß der Betätiger durch die Vorrichtung hindurchführbar ist, läßt sich eine derart ausgestaltete Vorrichtung für nahezu alle Anwendungsfälle einsetzen, insbesondere auch für umlaufende Schutzeinrichtungen. Es ist insbesondere nicht erforderlich, wenngleich möglich, daß der Betätiger auf der Seite aus der Vorrichtung herausgeführt wird, über die er in die Vorrichtung eingeführt worden ist.
  • Dadurch, daß der Betätiger in der Vorrichtung sperrbar, insbesondere zumindest teilweise formschlüssig sperrbar und/oder verriegelbar ist, ist beispielsweise der geschlossene Zustand der zu überwachenden Einrichtung bis zum Stillstand einer von der Einrichtung abgedeckten Werkzeugmaschine arretierbar. Das Lösen der Sperrung kann nach Stillstand der Maschine manuell oder automatisch erfolgen.
  • Dadurch, daß die Vorrichtung eine Betätigeraufnahme umfaßt, die mit dem Betätiger in lösbar sperrenden Eingriff bringbar ist, kann die Sperrung zwangsläufig bei jedem Einführen des Betätigers erfolgen.
    Betätigeraufnahme und Betätiger sind insbesondere so ausgestaltet, daß sie zumindest teilweise in formschlüssigen Eingriff miteinander bringbar sind. Die Sperrung erfolgt insbesondere durch eine Bewegung des Betätigers quer zur Einführrichtung, vorzugsweise im Winkel von 90° hierzu. Dadurch läßt sich auch mit geringen Sperrkräften eine hohe Verriegelungswirkung erzielen. Der Betätiger ist zu diesem Zweck beweglich an der Einrichtung oder der Vorrichtung angelenkt, insbesondere schwenkbar angelenkt.
    Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch die Betätigeraufnahme oder Teile von dieser beweglich ausgeführt sein.
    Dadurch, daß die Gewichtskraft des Betätigers den sperrenden Eingriff unterstützt und vorzugsweise den sperrenden Eingriff herbeiführt, kann auf zusätzliche Antriebsmittel für die Sperrbewegung verzichtet werden. Alternativ oder ergänzend kommen der Einsatz eines Kraftspeichers, beispielsweise einer Druckfeder, ein elektromagnetischer Antrieb oder eine Druckluftbeaufschlagung des Betätigers in Betracht, um den Betätiger in sperrenden Eingriff zu bringen und/oder den sperrenden Eingriff beizubehalten.
  • Dadurch, daß die Betätigeraufnahme eine rampenförmige Anlauffläche für den Betätiger ausbildet, ist ohne zusätzliche Antriebsmittel ein Anheben des Betätigers für das anschließende Einrasten in die Betätigeraufnahme bereitstellbar. Eine linear oder sphärisch verlaufende Rampe erlaubt hohe Verfahrgeschwindigkeiten des Betätigers bzw. der Schutzeinrichtung bei gleichzeitig sicherem Eingriff bzw. Verrasten des Betätigers in der Betätigeraufnahme. Die Ausbildung der Rampe erfolgt nach allen Seiten, von denen aus der Betätiger in die Vorrichtung einführbar bzw. aus dieser herausführbar ist.
  • Dadurch, daß die Betätigeraufnahme ein drehbar und insbesondere schwenkbar angelenktes Sperrelement aufweist, das beim Einführen des Betätigers auslenkbar ist, ist es möglich, den Betätiger im wesentlichen unbeweglich an beispielsweise der zu überwachenden Einrichtung festzulegen. Beispielsweise bildet die Betätigeraufnahme ein rampenförmiges Sperrelement aus, das beim Einführen des Betätigers derart ausgelenkt wird, daß der Weg für den Betätiger in die Position des sperrenden Eingriffs mit der Betätigeraufnahme freigegeben ist. Sobald diese vom Betätiger eingenommen ist, bildet das Sperrelement, beispielsweise durch Zurückschwenken in seine Ausgangsposition, eine Sperrfläche für den Betätiger aus. Zum Lösen des sperrenden Eingriffs ist das Sperrelement durch entsprechende Antriebsmittel erneut auslenkbar, derart, daß das Herausführen des Betätigers aus der Vorrichtung möglich ist.
  • Dadurch, daß der Betätiger und die Betätigeraufnahme kontaktlos zusammenwirkende Signalmittel aufweisen, kann auf zusätzliche und insbesondere bewegliche Teile innerhalb der Vorrichtung, die einer Übertragung der Bewegung des Betätigers auf beispielsweise einen Schaltstößel dienen, verzichtet werden. Selbstverständlich kann nach wie vor die zu schaltende elektrische Verbindung kontaktbehaftet geschaltet werden, beispielsweise mittels eines von den Signalmitteln angesteuerten Relais. Die vorzugsweise elektronischen Signalmittel erlauben über eine entsprechende Codierung auch eine eindeutige Identifikation des Betätigers. Der Signalaustausch ist nicht kontaktbehaftet und erfolgt insbesondere drahtlos, beispielsweise optisch oder über Funk. Die zusammengehörenden Signalmittel können auf verschiedenste Weise ausgestaltet sein.
  • Beispielsweise kann nur eines der beiden Signalmittel, vorzugsweise das an der Vorrichtung festgelegte, ein Signal oder eine Information aussenden, und das andere Signalmittel dient im wesentlichen einer vollständigen oder teilweisen Reflexion des ausgesandten Signals. Alternativ hierzu kann das andere Signalmittel das ausgesandte Signal empfangen und unverändert oder individuell verändert zum einen Signalmittel zurücksenden. Dabei sind in eine oder beide Richtungen analoge und/oder digitale Signale übertragbar. Vorzugsweise stellt eines der Signalmittel, insbesondere das an der Vorrichtung festgelegte, auch die Energie für den Betrieb des anderen Signalmittels vorzugsweise in Form von elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren oder unsichtbaren Wellenlängenbereich zur Verfügung.
  • Dadurch, daß ein Signalaustausch nur möglich ist, wenn der Betätiger in der Vorrichtung gegen das Herausführen gesperrt ist, d. h., wenn Betätiger und Betätigeraufnahme in sperrendem Eingriff miteinander sind, kann eine zusätzliche Verriegelung des Betätigers und insbesondere eine zusätzliche Abfrage der Stellung eines Verriegelungsstößels sowie die UND-Verknüpfung mit der Abfrage der Position des Betätigers entfallen. Vorzugsweise liegen im sperrenden Eingriff von Betätiger und Betätigeraufnahme die ersten und zweiten Signalmittel einander unmittelbar gegenüber. Sie können insbesondere auf jeweils einander zugeordneten Sperrflächen angeordnet sein. Vorzugsweise ist insbesondere das in der Betätigeraufnahme angeordnete zweite Signalmittel so angeordnet und von der dem Betätiger zugewandten Fläche der Betätigeraufnahme zurückgesetzt, daß die von ihm ausgehende elektromagnetische Strahlung eine Richtungscharakteristik in Richtung auf die Position des ersten Signalmittels des Betätigers im Zustand des sperrenden Eingriffs aufweist. Dadurch ist eine Fehlschließsicherung gewährleistet, d. h., es ist ausgeschlossen, daß ein Signalaustausch zwischen den beiden Signalmitteln zustande kommt, obwohl der Betätiger noch nicht in sperrendem Eingriff mit der Betätigeraufnahme ist.
  • Dadurch, daß die Vorrichtung nur mit dem dafür vorgesehenen Betätiger zum Schalten der Verbindung zu veranlassen ist, ist eine Manipulationssicherheit der Vorrichtung gewährleistet. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, daß die Vorrichtung einen schmalen und/oder tiefen Schlitz für das Durchführen des Betätigers aufweist, der die Betätigeraufnahme von außerhalb der Vorrichtung zumindest soweit unzugänglich macht, daß die Vorrichtung nicht mit einem dafür nicht vorgesehenen Mittel zum Schalten der Verbindung veranlaßt werden kann und/oder daß der mit der Betätigeraufnahme in Eingriff stehende Betätiger aus diesem Eingriff herauslösbar ist. Realisierbar ist dies beispielsweise durch einen flachen und nach drei Seiten hin offenen, im Querschnitt U-förmigen Schlitz, durch den der Betätiger von einer ersten zur gegenüberliegenden zweiten Seite hindurchführbar ist. Die Manipulationssicherheit wird durch die Verwendung von ersten und zweiten Signalmitteln erhöht, die eine eindeutige Identifikation des Betätigers, beispielsweise mittels eines im ersten Signalmittel des Betätigers abgespeicherten Codeworts, ermöglicht und nur bei entsprechender Identifikation die Verbindung schaltet.
  • Dadurch, daß die Vorrichtung zum Lösen der Sperrung des Betätigers Entsperrmittel umfaßt, kann das Entsperren automatisch erfolgen. In Betracht kommen insbesondere elektromagnetisch oder druckluftbetriebene Auswerfer, ein Kraftspeicher in Form einer Feder oder eine Druckluftdüse, je nachdem, ob die Verriegelung des Betätigers in der Betätigeraufnahme federkraft- bzw. magnetkraftbetätigt erfolgt oder lediglich gewichtskraftbetätigt erfolgt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
    • Fig. 1
    zeigt eine aufgeschnittene Frontansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
    Fig. 2
    zeigt einen Schnitt II-II durch die Vorrichtung der Fig. 1,
    Fig. 3
    zeigt einen Schnitt III-III durch die Vorrichtung der Fig. 1 und
    Fig. 4
    zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels.
  • Die Fig. 1 zeigt eine aufgeschnittene Frontansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die zu überwachende Einrichtung ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Der Betätiger 2 ist in Richtung des Pfeils 4 von der ersten Seite 6 in die Vorrichtung 1 eingeführt und in der dargestellten Position in Eingriff mit der Betätigeraufnahme 8, die einen Schlitz 10 ausbildet, dessen Breite im wesentlichen der des Betätigers 2 entspricht und insbesondere geringfügig größer ist. Der Betätiger 2 wurde dabei während der Einführbewegung von der durch die Betätigeraufnahme 8 ausgebildetem sphärischen und im dargestellten Schnitt teilkreisförmigen Rampe 12 entgegen seiner Gewichtskraft angehoben und hat die dargestellte Position des sperrenden Eingriffs durch Herunterfallen in den Schlitz 10 eingenommen. Die Passung zwischen dem Schlitz 10 und dem Betätiger 2 ist dabei aus Gründen der Darstellung vergrößert wiedergegeben. Der Betätiger 2 weist an seiner der Begrenzungsfläche 8a der Betätigeraufnahme 8 zugewandten Seite ein erstes Signalmittel 14 auf, das mit einem zweiten Signalmittel 16, das an einer der Begrenzungsfläche 2a des Betätigers 2 zugewandten Seite der Betätigeraufnahme 8 angeordnet ist, kontaktlos einen Signalaustausch durchführen kann. Das zweite Signalmittel 16 ist dabei gegenüber der Begrenzungsfläche 8a der Betätigeraufnahme 8 zurückversetzt, wodurch sich aufgrund der Abschirmungswirkung der vorzugsweise zumindest in diesem Bereich metallischen Betätigeraufnahme 8 eine Richtungscharakteristik für das vom zweiten Signalmittel 16 ausgesandte Sendesignal ergibt, derart, daß ein Signalaustausch nur dann möglich ist, wenn der Betätiger 2 in sperrendem Eingriff mit der Betätigeraufnahme 8 ist, und insbesondere das erste Signalmittel 14 unmittelbar gegenüber dem zweiten Signalmittel 16 liegt.
  • Über die Signalleitung 18 ist das zweite Signalmittel 16 mit dem Schalt- und Betriebsmittel 20 verbunden, welches beispielsweise ein elektronisches Schaltelement oder ein Relais zum Schalten der elektrischen Verbindung in Abhängigkeit des Zustandes der zu überwachenden Einrichtung bzw. der Position des Betätigers 2 umfaßt. Hierfür kommen alle aus dem Stand der Technik bekannten Schaltmittel in Betracht. In entsprechender Weise können auch optische, pneumatische oder hydraulische Verbindungen geschaltet werden. Die Durchführungen 22 im Gehäuse 24 sind für das Durchführen der (nicht dargestellten) zu verbindenden Leitungen und Versorgungsleitungen vorgesehen.
  • Ein elektromagnetisch betätigter Auswerfer als Entsperrmittel zum Lösen der Sperrung des Betätigers 2 umfaßt eine Magnetspule 26, die, wenn sie unter Spannung gesetzt wird, den Anker 28 in Richtung auf den Betätiger 2 antreibt und diesen soweit anhebt, daß er außer Eingriff mit der Betätigeraufnahme 8 kommt. In dieser Position ist der Betätiger 2 auch in Richtung des Pfeils 4 weiterbewegbar und auf der zweiten Seite 30 aus der Vorrichtung 1 herausführbar. In entsprechender Weise ist der Betätiger 2 auch von der zweiten Seite 30 in die Vorrichtung 1 einführbar und auf der gegenüberliegenden ersten Seite 6 herausführbar.
  • Die von der Betätigeraufnahme 8 ausgebildete Aufnahmefläche, die in der Fig. 1 vom Schlitz 10 gebildet ist, kann hinsichtlich ihrer Abmessungen in Bezug auf den Betätiger 2 so ausgestaltet sein, daß es bei jeder in der Praxis realisierbaren Geschwindigkeit des Einführens des Betätigers 2 in die Vorrichtung 1 unter Berücksichtigung der Trägheit der beteiligten Massen zwangsweise zum sperrenden Eingriff des Betätigers 2 in die Betätigeraufnahme 8 kommt, oder nur dann, wenn die Geschwindigkeit beim Einführen des Betätigers 2 unter einem bestimmten Wert bleibt. Im erstgenannten Fall ist das Einrasten des Betätigers 2 in die Betätigeraufnahme 8 dadurch verhinderbar, daß das Entsperrmittel 26, 28 zum entsprechenden Zeitpunkt aktiviert ist, d. h., daß der Anker 28 seine ausgefahrene Position einnimmt. Dadurch können gegebenenfalls maschinengesteuert bestimmte Positionen für die zu überwachende Einrichtung blockiert werden, jedenfalls kann in diesen Positionen kein sperrender Eingriff zwischen Betätiger 2 und Betätigeraufnahme 8 erfolgen, solange das Entsperrmittel 26, 28 aktiviert ist.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt der Betätiger 2 allein aufgrund seiner Gewichtskraft die Position des sperrenden Eingriffs mit der Betätigeraufnahme 8 ein. Alternativ oder ergänzend ist der Betätiger 2 beispielsweise mittels einer Magnet- oder Federkraft in diese Position bringbar bzw. in dieser haltbar. So kommt insbesondere in Betracht, unter Wegfall des Ankers 28 die Magnetspule 26 dafür einzusetzen, den Betätiger 2 in der in der Fig. 1 dargestellten Position zu halten. Das Entsperren könnte dann nach Ausschalten der Magnetspule 26 durch Federkraft oder durch einen Druckluftauswerfer erfolgen. Alternativ könnte zum Entsperren auch die Betätigeraufnahme 8 soweit abgesenkt werden, bis der Betätiger 2 nicht mehr in Eingriff mit der Betätigeraufnahme 8 ist. Die Einnahme der Position des sperrenden Eingriffs des Betätigers 2 in der Betätigeraufnahme 8 kann darüber hinaus durch weitere Mittel wie beispielsweise einen am Betätiger 2 angebrachten und mit der Betätigeraufnahme 8 zusammenwirkenden Permanentmagneten oder eine an der Betätigeraufnahme 8 vorgesehene und mit einer Ausformung am Betätiger 2 zusammenwirkende federbelastete Rastkugel sicherbar sein.
  • Das Gehäuse 24 kann an den Einführseiten 6, 30 beispielsweise trichterförmige Einführhilfen ausbilden, die das Einführen des Betätigers auch bei nicht exakt schließenden Einrichtungen erleichtern.
  • Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt II-II durch die Vorrichtung der Fig. 1. Der Betätiger 2 ist mittels zwei, in der Darstellung der Fig. 2 senkrecht zur Zeichenebene hintereinander angeordneten Befestigungslöchern 32 und zugehörigen Verbindungsmitteln an der zu überwachenden Einrichtung schwenkbar festlegbar. Die von der Betätigeraufnahme 8 ausgebildete Rampe 12 ist auf der Frontseite sphärisch ausgebildet bzw. weist im Querschnitt der Fig. 2 einen teilkreisförmigen Verlauf auf. Das Gehäuse 24 bildet einen die Betätigeraufnahme 8 abdeckenden Kragen 34 aus, dessen Höhe über der Betätigeraufnahme 8 lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit wie dargestellt gewählt worden ist und in der Realität vorzugsweise nur so groß gewählt wird, daß die Manipulationssicherheit der Vorrichtung 1 gewährleistet ist.
  • Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt III-III durch die Vorrichtung der Fig. 1. Die Bereiche um das erste 14 und zweite 16 Signalmittel am Betätiger 2 bzw. der Betätigeraufnahme 8 sind dabei aufgebrochen dargestellt. In der Position des sperrenden Eingriffs von Betätiger 2 und Betätigeraufnahme 8 liegen die beiden Signalmittel 14, 16 einander gegenüber. Grundsätzlich kommt auch in Betracht, das zweite Signalmittel 16 auf der im Bereich des Schlitzes 10 von der Betätigeraufnahme 8 gebildeten Bodenfläche 10a (Fig. 1) vorzusehen.
  • Die Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich der Betätiger 102 und die Betätigeraufnahme 108 dargestellt. Der Betätiger 102 ist mittels der Befestigungslöcher 132 und entsprechender Verbindungsmittel unter Einsatz von Ausgleichsmitteln 136 beispielsweise an der zu überwachenden Einrichtung im wesentlichen unbeweglich festlegbar. Er trägt an einem von der Festlegung abgewandten Ende einen im wesentlichen kubischen Betätigerkopf 102b, der das (nicht dargestellte) erste Signalmittel aufnimmt. Die Betätigeraufnahme 108 weist erste und zweite Sperrelemente 109a, 109b auf, die um jeweils eine Achse 109c, 109d quer zur Einführrichtung 104 des Betätigers 102 entsprechend dem Doppelpfeil 109e, 109f drehbar sind. Beim Einführen des Betätigers 102 von der ersten Seite 106 in Richtung des Pfeils 104 wurde das erste Sperrelement 109a ausgelenkt und hat dabei den Weg für den Betätiger 102 in die Position des sperrenden Eingriffs mit den beiden Sperrelementen 109a, 109b freigegeben. In der Position des sperrenden Eingriffs nehmen das erste und zweite Sperrelement 109a, 109b beispielsweise federkraftbelastet ihre Ausgangsposition ein, in der ein Signalaustausch zwischen den (nicht dargestellten) Signalmitteln möglich ist. Das zweite Signalmittel kann sowohl auf dem ersten und/oder zweiten Sperrelement 109a, 109b angeordnet sein als auch vorzugsweise auf einem nicht beweglichen Teil der Betätigeraufnahme 108. In der Fig. 4 ist das zweite Sperrelement 109b in seiner entsperrenden Position dargestellt, in der der Betätiger 102 über die zweite Seite 130 aus der Vorrichtung 101 herausführbar ist.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Schalten einer Verbindung in Abhängigkeit des Zustandes einer zu überwachenden Einrichtung, insbesondere Sicherheitsschalter, mit einem vorzugsweise an der zu überwachenden Einrichtung festlegbaren Betätiger (2; 102), der von einer ersten Seite (6; 106) in die Vorrichtung (1; 101) einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätiger (2; 102) auf einer zweiten Seite (30; 130) aus der Vorrichtung (1; 101) herausführbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1; 101) so ausgestaltet ist, daß das Herausführen des Betätigers (2; 102) aus der Vorrichtung (1; 101) hinsichtlich der Bewegungsrichtung (4; 104) eine Fortsetzung des Einführens ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätiger (2; 102) in der Vorrichtung (1; 101) gegen das Herausführen lösbar sperrbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1; 101) eine Betätigeraufnahme (8; 108) umfaßt, und daß der Betätiger (2; 102) und die Betätigeraufnahme (8; 108) derart ausgestaltet sind, daß sie in lösbar sperrenden Eingriff miteinander bringbar sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Betätiger (2; 102) wirkende Gewichtskraft den sperrenden Eingriff unterstützt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigeraufnahme (8; 108) eine den Betätiger (2; 102) beim Einführen anhebende Rampe (12) aufweist, insbesondere eine nach mindestens zwei Seiten linear oder sphärisch ausgebildete Rampe (12).
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigeraufnahme (8; 108) mindestens ein drehbar angelenktes Sperrelement (109a, 109b) aufweist, das beim Einführen des Betätigers (2; 102) auslenkbar ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätiger (2; 102) erste Signalmittel (14) und die Betätigeraufnahme (8; 108) zweite Signalmittel (16) aufweisen, zwischen denen kontaktlos ein Signalaustausch durchführbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der Anordnung der ersten (14) und zweiten (16) Signalmittel der Signalaustausch nur möglich ist, wenn der Betätiger (2; 102) in der Vorrichtung (1; 101) gegen das Herausführen gesperrt ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigeraufnahme (8; 108) derart in der Vorrichtung (1; 101) angeordnet ist, daß ein Schalten der Verbindung nur mit dem dafür vorgesehenen Betätiger (2; 102) möglich ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1; 101) zum Lösen der Sperrung des Betätigers (2; 102) Entsperrmittel (26, 28) umfaßt.
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