KR20240154452A - 기계 또는 산업 플랜트에 대한 액세스를 보호하기 위한 안전 스위치 및 관련 조립체 - Google Patents

Abstract

산업기계 또는 플랜트에 대한 액세스를 보호하기 위한 안전 스위치는 종방향 전개 축(L)을 정의하는 주요 치수를 따라 연장되는 케이스(4), 상기 케이스(4)에 수용되며 상기 액추에이터 장치(2) 및/또는 상기 산업기계 또는 플랜트와 신호를 수신하고 교환하도록 구성되며 제1 PCB(31)를 구비하는 제어 수단, 및 상기 케이스(4)에 연결되고, 상기 액세스부의 개방/폐쇄 시, 상기 액추에이터 장치(2)와 상호 작용하도록 구성된 헤드(9)를 포함하고, 여기서 상기 제1 PCB(31)는 상기 케이스(4)에 수용된 제1 종방향 부분 및 상기 헤드(9)에 수용된 제2 종방향 부분을 포함한다.

Description

기계 또는 산업 플랜트에 대한 액세스를 보호하기 위한 안전 스위치 및 관련 조립체{SAFETY SWITCH FOR GUARDING ACCESSES TO MACHINES OR INDUSTRIAL PLANTS AND RELATED ASSEMBLY}

본 발명은 산업용 전기 장치 분야, 특히 산업기계 및 플랜트의 제어를 위한 응용 분야에 관한 것으로서, 특히 예를 들어 산업기계 또는 플랜트의 안전 경계(perimeter) 또는 구역에 대한 액세스를 보호하는데 적합한 안전 스위치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기 안전 스위치, 및 액세스부의 개방/폐쇄 및 그 잠금/잠금해제 시, 이와 협력하기에 적합한 액추에이터 장치를 포함하는, 액세스부 보호용 안전 조립체에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 산업기계 및 시스템의 제어를 위한 안전 조립체는 일반적으로 기계 또는 플랜트, 또는 그 부품의 전원 및/또는 서비스 회로를 스위칭하기 위한 안전 스위치의 기능을 가지며, 구동 기능을 가지며 상기 회로를 스위칭하기 위한 명령을 생성하기 위해 제1 장치와 상호 작용하는 제2 장치와 협력하기에 적합한 제1 스위칭 장치를 포함한다.

산업기계 또는 플랜트의 안전 경계 또는 작업 구역에 대한 액세스를 보호하도록 설계된 안전 조립체의 경우, 스위칭 장치는 일반적으로 액세스부에 가까운 보호부의 고정 부분에 적용된다.

대신에, 액추에이터 장치는 일반적으로 액세스부의 이동가능 부분에 직접 적용되므로, 여러 방식에 따라 달라질 수 있는 작동 방식에 따라 액세스부가 폐쇄될 때, 스위칭 장치와의 상호 작용이 발생한다.

이러한 조립체의 특정 종류는 전자적으로 작동되는 조립체로 대표되며, 여기서 스위칭 장치 또는 안전 스위치는 이동 가능한 요소(예를 들어, 검출될 기계의 요소 또는 액추에이터 장치)와 관련된 제2 통신 요소(예를 들어, 트랜스폰더)와 통신하고, 이동 가능한 요소의 근접성(proximity)을 나타내는 데 적합한 코딩된 존재 신호를 수신하기에 적합한 제1 통신 요소(일반적으로, 안테나)를 구비한다.

일반적으로, 안전 스위치는 기계적 또는 전자적 스위칭 요소를 내부에 수용하는 케이스, 제어할 회로의 관련 연결 단자, 또한 액세스 보호용 안전 스위치의 경우, 액추에이터 장치를 잠금하기 위한 메커니즘, 즉 액세스부의 불안전한 개방을 방지하기 위해 액추에이터 장치와 결합하기에 적합한 메커니즘를 구비하는 메인 모듈을 포함한다.

안전 스위치는 하나 이상의 보조 모듈로 완성되며, 그 중에는 일반적으로 액추에이터 장치와 잠금 메커니즘 사이의 상호 작용을 가능하게 하도록 설계된 헤드가 있다.

전자적으로 작동되는 스위치의 경우, 헤드는 안테나 또는 기타 적절하게 구비된 원격 통신 요소를 수용할 수도 있다.

케이스 내부에는 일반적으로 스위치가 위치하는 플랜트 또는 기계의 다른 장치로부터 송신되거나 수신되는 신호 및 명령을 관리하는 데 필요한 다양한 전자 회로 및 스위칭 요소를 제어하기 위해, 2개의 안전 CPU가 일반적으로 적용되는 PCB(인쇄 회로 기판)이 구비된다.

공지된 솔루션에서, 여러 회로 구성요소와 함께, PCB는 케이스에 의해 정의된 공간 내부에 전체적으로 배열되고, 일반적으로 스위치 헤드에 인접하게, 전형적으로는 그 아래에 배열된다.

이러한 구성은 현장에서 매우 널리 퍼져 있지만, 이는 반드시 안전 스위치의 전체 종방향(longitudinal) 크기가 적어도 PCB의 종방향 크기에 헤드의 종방향 크기를 더한 것과 동일하다는 것을 의미한다.

더욱이, 이러한 전체 종방향 크기는 스위치의 종방향으로 헤드를 통과하여 케이스에 들어가는, 헤드를 케이스에 고정하기 위한 나사 또는 기타 동등한 요소도 고려해야 한다.

이러한 요소는 현재까지 일반적으로 약 15cm 이상의 종방향 치수를 갖는 안전 스위치의 소형화에 대한 한계를 나타낸다.

이러한 조건은 너무 큰 안전 스위치가 액세스부의 정확한 폐쇄를 방해하여, 작업자에게 잠재적으로 위험을 초래할 수 있는 산업기계에서 특히 문제가 된다.

더욱이, 어떤 경우에는, 적절한 배선을 통해 스위치에 존재하는 다양한 전기 및/또는 전자 장치(예를 들어, 위에 인용된 통신 요소, 등(light) 또는 기타 발광 및/또는 음향 신호 장치)에 PCB를 연결할 필요가 있다. WO2022185266에 기재된 스위치의 경우, 상기 전기 및/또는 전자 장치가 케이스에 위치하거나 심지어 헤드에 위치할 수도 있다.

그러나, 전기 및/또는 전자 부품이 헤드에 수용된 경우, PCB에 연결하려면 배선이 케이스로부터 헤드까지, 즉 적어도 완전한 장치의 조립 중에, 일반적으로 서로 구별되는 두 모듈 사이에서 연장되는 것을 필요로 한다. 이는 예를 들어, 케이스의 종방향 축에 대한 헤드의 상대적 회전에 의해, 서로 다른 구성에 따라 서로에 대해 배향(orientable)될 수 있는 것도 필요로 한다.

이로 인해 배선이 더 복잡해지고 조립이 더 어려워진다.

헤드에 배치된 안테나와 액추에이터 장치의 트랜스폰더 사이의 상호 작용이 있는 전자적으로 작동되는 장치에 대한 추가 단점은 케이스에 대한 헤드의 위치에 관계없이, 즉 심지어 두 번째 것에 대한 첫 번째 것의 회전 이후에도, 스위칭 장치와 액추에이터 장치 사이의 정확한 통신을 보장하기 위해, 다중 안테나, 예를 들어 3개의 안테나를 제공할 필요가 있다는 것이다.

이러한 구성은 필연적으로 부피가 더 큰 솔루션의 사용을 필요로 하고, 따라서 충분히 큰 고정 공간이 필요하기 때문에, 설치가 더 어렵다.

본 발명의 목적은 고효율 및 상대적인 비용 효율성의 특징을 갖는, 산업기계 또는 플랜트에 대한 액세스를 보호하기 위한 안전 스위치를 제공함으로써, 상기 단점을 극복하는 것이다.

특정 목적은 향상된 신뢰성을 보장하기 위해, 생산 및 조립 중에, 전체 전자 장치 또는 그 일부를 헤드 내부에 쉽게 삽입할 수 있고, 복잡한 배선이 필요하지 않은, 산업기계 또는 플랜트에 대한 액세스를 보호하기 위한 안전 스위치를 제공하는 것이다.

또 다른 특정 목적은 작은 수의 부품을 사용함과 동시에, 장치의 필수 기능 및 구성 가능성을 보장하는, 특히 전자적으로 작동하는 유형의 산업기계 또는 플랜트에 대한 액세스를 보호하기 위한 안전 스위치를 제공하는 것이다.

또 다른 특정 목적은 특히 컴팩트하고 공지된 솔루션에 비해 전체 종방향 크기가 감소된, 산업기계 또는 플랜트에 대한 액세스를 제어하기 위한 안전 스위치를 제공하는 것이다.

이러한 목적과 이하에서 더욱 명백해질 다른 목적은 청구항 제1항에 따른 산업기계 또는 플랜트에 대한 액세스를 보호하기 위한 안전 장치에 의해 달성되며, 이는 종방향 전개 축을 정의하는 주요 치수를 따라 연장되는 케이스, 상기 케이스에 수용되고, 상기 액추에이터 장치 및/또는 상기 산업기계 또는 플랜트와 신호를 수신하고 교환하도록 구성되고, 제1 PCB를 구비하는 제어 수단, 및 상기 케이스에 연결되고, 상기 액세스부의 개방/폐쇄 시, 상기 액추에이터 장치와 상호 작용하도록 구성된 헤드를 포함하고, 상기 제1 PCB는 상기 케이스에 수용된 제1 부분 및 상기 헤드에 수용된 제2 부분을 포함한다.

이러한 방식으로, 헤드에 수용되는 전기 및/또는 전자 구성요소(예를 들어, RFID 안테나, LED 경고등 또는 필요에 따라 적절하게 설계된 기타 검출 및 신호 전달 수단)와 PCB에 위치한 제어 장치(예를 들어, CPU 또는 스위칭 수단) 사이의 연결이 상당히 단순화될 것이다.

바람직하지만, 배타적이지는 않게, 헤드는 상기 제1 PCB의 상기 제2 부분을 수용하기 위한 시트를 갖는 상기 케이스에 대한 연결 부분을 포함하고, 상기 연결 부분은 케이스의 상부면으로부터 연장되는 종방향 암과 상기 케이스로부터 캔틸레버식으로 형성된 횡방향 암을 갖는 L-자형이다.

더욱이, 상기 제어 수단에 연결되고 액추에이터 장치의 존재를 검출하고 액세스부의 상태를 신호 전달하는 데 적합한 검출 및 신호 전달 수단이 존재할 것이다.

특히, 상기 검출 및 신호 전달 수단은 상기 횡방향 암에 수용되고 액추에이터 장치와 관련된 제2 통신 장치와의 신호 존재 교환을 통해 전자 액추에이터 장치의 존재를 검출하는 데 적합한 제1 원격 통신 요소(예를 들어, 안테나)를 포함할 수 있다.

이러한 특정 구성은 헤드 내부에 단일의 안테나 또는 등가의 통신 요소를 삽입할 수 있게 하며, 이는 실질적으로 중앙 위치에 배치될 수 있고, 이하에서 더 명확하게 설명될 공지된 방법에 따라, 작동 핀이 일단 헤드 내에 삽입될 때, 항상 액추에이터 장치의 통신 요소와 축방향으로 정렬된다.

본 발명의 유리한 실시예는 종속항에 따라 획득된다.

본 발명의 추가 특징 및 이점은 첨부된 첨부 도면을 참조하여 비-제한적인 예로서 도시된, 안전 스위치 및 이러한 스위치를 포함하는 조립체의 바람직하지만 배타적이지 않은 실시예의 상세한 설명에 비추어 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 스위치의 분해 및 단순화된 측면도이다.
도 2는 도 1의 조립된 스위치의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스위치가 장착되고 액추에이터 장치가 삽입되지 않은 조립체의 사시도이다.
도 4는 도 3의 스위치의 조립 사시도이다.
도 5는 도 4의 스위치의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 스위치의 정면도이다.
도 7은 도 4의 스위치의 배면도이다.
도 8은 도 3의 스위치의 측단면도이다.
도 9는 도 8의 A-A 추적 평면에 따른 도 3의 스위치의 단면도이다.
도 10은 도 8의 B-B에 따른 도 3의 스위치의 단면도이다.
도 11은 조립되지 않은 상태에서 케이스 및 상부 요소 없는 헤드를 도시하는, 도 3의 스위치의 상세 사시도이다.
도 12는 조립되지 않은 상태에서 도 11의 상세 부분의 측단면도이다.
도 13은 스위치의 상세 확대 단면도이다.
도 14는 도 11의 세부 구성요소의 정면도이다.
도 15는 도 14의 구성요소의 배면도이다.
도 16은 액추에이터 장치가 스위치에 삽입된, 도 3의 조립체의 측단면도이다.

도 1 및 도 2는 산업기계 및 플랜트에 대한 액세스를 보호하기 위한, 전체적으로 1로 지칭되는 안전 스위치(1)의 단순화된 실시예를 개략적으로 도시한다.

특히, 도시된 스위치는 산업기계 또는 플랜트가 위치한 작업 구역에 대한 액세스 부에 가까운 경계, 패널 또는 안전 배리어의 고정 또는 이동가능 부분에 고정되어, 이러한 액세스부를 모니터링하도록 설계된 유형이다.

공지된 방식으로, 안전 스위치(1)는 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 액세스부의 개방/폐쇄 또는 잠금해제 시, 도 3에 일례로서 도시되며 전체적로 2로 지칭되는 액추에이터 장치(2)와 상호 작용하기 위해, 모니터링될 액세스부에 가까이 장착되도록 설계된다.

예를 들어, 안전 스위치(1)는 도어 프레임과 같은 액세스부의 고정 부분에 고정될 수 있고, 액추에이터 장치(2)는 액세스부의 이동가능 부분에 고정될 수 있으며, 그 반대도 가능하다.

가장 필수적인 구성에서, 안전 스위치(1)는 하나 이상의 전원 및/또는 서비스 회로와 같은 기계 또는 플랜트의 제어 수단, 및/또는 채택된 스위칭 수단의 유형에 따라, 안전 모듈 또는 안전 PLC와 같은 기계의 제어 장치에 연결되도록 구성된 스위칭 수단을 수용하는 케이스(4)를 포함한다.

스위칭 수단은 안전 스위치(1)에 의해 보호되는 액세스부의 상태를 신호 전달하도록 설계되고, 예를 들어, 스위칭 수단은 액세스부가 개방되어 있는지, 폐쇄되어 있는지, 또는 폐쇄되고 잠금되어 있는지를 신호 전달할 수 있다.

그 자체로 도시되지 않은 스위칭 수단은 본 발명을 제한하지 않기 때문에 여기서 설명되지 않은 공지된 방법에 따라, 특정 명령 및/또는 신호의 수신 후에 각각의 회로를 열고 닫는 데 적합한, 한 쌍 이상의 상호 이동 가능한 접점(contacts)을 포함할 수 있다.

대안적으로 또는 추가로, 스위칭 수단은 전자 OSSD(출력 신호 스위칭 장치) 유형일 수 있고, 상기 안전 모듈 또는 PLC에 연결되는 반도체 장치 또는 하나 이상의 트랜지스터를 포함할 수 있다.

스위칭 수단의 기술적 특성은 본 발명의 제한적인 양태를 나타내지 않는다는 것을 이해해야 한다.

케이스(4)는 종방향 전개 축(L)을 정의하는 주요 치수(dimension)를 따라 전개되고(develop), 또한 그 내부에 잠금/잠금해제 메커니즘(5)을 수용하는데, 이는 아래에서 더 자세히 설명되지만, 그 구성은 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

특히, 잠금/잠금해제 메커니즘(5)의 주된 태스크는 안전 스위치(1)에 대해 액추에이터 장치(2)를 잠금하는 것이고, 이를 위해 케이스(4) 내에 종방향(X)을 따라 이동할 수 있는 잠금/잠금해제 핀(6)을 구비하여, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이 그 단부(7) 중 하나가 케이스(4) 외부로 적어도 부분적으로 돌출되고, 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이 케이스(4) 내에 형성된 상부 통로(8)를 통과할 수 있다.

안전 스위치(1)는 케이스(4)에 고정된 헤드(9)를 구비하며, 이는 잠금/잠금해제 핀(6)과 액추에이터 장치(2)의 상호 작용을 가능하게 하도록 설계된다.

특히, 헤드(9)는 잠금/잠금해제 핀(6)과, 액추에이터 장치(2)로부터 돌출하는 작동 핀(11)의 상호 작용을 가능하게 하기에 적합한 하나 이상의 슬롯(10)을 구비할 수 있다.

특히, 슬롯(10)은 잠금/잠금해제 핀(6)의 유지(retention) 작용 후에, 작동 핀(11)이 헤드(9) 내로 적어도 부분적으로 진입할 수 있게 하여, 안전 스위치(1)에 대해 차단되게(blocked) 한다.

특히, 슬롯(10)은 헤드(9) 내부에서의 작동 핀(11)의 각각의 삽입 방향(Z)을 정의할 것이다.

작동 핀(11)은 액추에이터 장치의 유형에 따라, 유지 및 센터링 기능을 갖거나, 심지어 액추에이터로서 작동할 수 있다.

그러나, 액추에이터 장치(2)에 작동 핀이나 다른 기계적 또는 전기 기계적 액추에이터가 제공되지 않는 경우, 예를 들어 동일 출원인의 이름으로 WO2015/155744에 개시된 것과 같은 완전히 전자적 액추에이터를 갖는 일부 스위치의 솔루션의 경우에는, 헤드(9)가 슬롯 또는 유사한 구성요소를 갖지 않는 솔루션을 또한 제공할 수 있을 것이다.

이러한 경우, 안전 스위치(1)에는 잠금/잠금해제 메커니즘(5)이 없을 수도 있다.

선택적으로, 안전 스위치(1)는 예를 들어, 비상 제어, 수동 해제가 장착된 모듈, 심지어 다른 유형의 케이블과의 연결을 가능하게 하는 다른 유형의 연결 모듈, 또는 이러한 종류의 제품에 대해 일반적으로 사용되는 구성에 따른 기타 유형의 모듈과 같은 추가 보조 모듈로 구현될 수도 있다.

본 발명을 예시하고 제한하지 않는 도면의 실시예에 따르면, 헤드(9) 및 케이스(4)는 종방향(X)을 가로지르는 적어도 하나의 슬라이딩 방향(Y)을 따라 상호 슬라이딩함으로써 상호 안정적인 고정을 가능하게 하기에 적합한 각각의 상호 커플링 수단에 의해 상호 커플링된다.

그러나, 케이스(4)와 헤드(9) 사이의 커플링 방법은 도시된 것과 다른 유형일 수도 있거나, 또는 케이스(4)와 헤드(9)가 서로 단일체(monolithic)일 수도 있다는 것을 이해해야 한다.

일반적으로 말하면, 예시된 실시예에서, 상호 커플링 수단은 케이스(4)와 일체형인 제1 커플링 요소(12) 및 헤드(9)와 일체형인 제2 커플링 요소(13)를 포함할 것이다.

또한, 2개의 커플링 요소(12, 13)는 상호 반대-형상(counter-shaped)의 커플링 부분을 포함하여, 슬라이딩 방향(Y)을 따라 슬라이딩하여 커플링될 수 있게 한다.

도 1 및 도 2의 예시적인 실시예에서, 2개의 커플링 요소(12, 13)는 더브테일(dovetail) 커플링을 정의하는 형상을 갖는다.

바람직하게는, 슬라이딩 방향(Y)은 도 1에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 종방향(X)에 직교할 것이다.

훨씬 더 바람직하게는, 슬라이딩 방향(Y)은 사용 시 슬롯(10)에 의해 정의되고 작동 핀(11)이 헤드(9) 내부에서 이동하는 삽입 방향(Z) 중 하나와 대응하거나 평행하다.

도면의 바람직한 구성에서, 도 5로부터 보다 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 상호 커플링 수단은 케이스(4)와 일체형이고 제1 커플링 요소를 정의하는 리테이닝 몸체(12)를 포함한다.

대신, 헤드(9)는 제2 커플링 요소를 형성하는 제거 가능한 부분(13)을 구비할 것이며, 이는 슬라이딩 방향(Y)을 따라 횡방향(transversal)으로 슬라이딩함으로써 리테이닝 몸체(12)에 결합되도록 구성될 것이다.

리테이닝 몸체(12)는 그 양쪽 방향에서 적어도 종방향(X)을 따라, 케이스(4)에 대해 헤드(9)의 제거 가능한 부분(13)에 대한 구속(constraint)을 정의하도록 적절하게 형상화될 것이다.

즉, 리테이닝 몸체(12)는 양쪽 방향에서 종방향(X)을 따른 헤드(9)와 케이스(4) 사이의 상호 슬라이딩을 제한하거나, 더 바람직하게는 차단한다.

훨씬 더 바람직하게는, 리테이닝 몸체(12)는 또한 슬라이딩 방향(Y)을 따라 케이스(4)에 대한 헤드(9)의 구속을 정의하도록 적절히 형상화되어, 적어도 하나의 방향에서 슬라이딩 방향(Y)을 따른 헤드(9)와 케이스 사이의 상호 슬라이딩을 제한하거나, 더 바람직하게는 차단한다.

훨씬 더 바람직하게는, 리테이닝 몸체(12)는 종방향(X) 및 슬라이딩 방향(Y)에 수직인 방향을 따라 케이스(4)에 대한 헤드(9)의 구속을 정의하도록 적절히 형상화될 것이다.

바람직한 실시예에서, 리테이닝 몸체(12)는 적절하게 L-자형일 것이다. 즉, 이는 케이스(4)의 상부면(15)으로부터 연장되는 종방향 암(14)[또는, 잠금/잠금해제 핀(6)을 위한 상부 통로(8)를 구비하는 것], 및 종방향 암(14)의 상단으로부터 캔틸레버식으로(cantilevered) 형성된 횡방향 암(16)을 포함한다.

바람직한 실시예에서, 횡방향 암(16)은 제거 가능한 부분(13)의 상단(40) 레벨에 가깝게 위치하는 레벨에서, 종방향(X)에 대해 연장된다. 보다 구체적으로, 횡방향 암(16)은 완전히 또는 부분적으로 덮거나, 제거 가능한 부분(13)의 상단(40)과 동일 평면상에 있다. 이러한 방식으로, 제거 가능한 부분(13)은 케이스(4)의 상부면(15)과 횡방향 암(16) 사이에 주로 삽입되어 끼워지고(interposed), 따라서 종방향(X)을 따라 제거 가능한 부분(13)의 이동을 방지한다.

또한, 헤드(9)의 제거 가능한 부분(13)은 적어도 3개의 측면에서 리테이닝 몸체(12)를 둘러싸도록 형상화되고, 이를 통해 실질적으로 각기둥(prismatic) 형상, 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이, 대략 입방체 형상 또는 평행육면체 형상으로 헤드(9)를 정의한다.

특히, 제거 가능한 부분(13)은 전면(17)과 한 쌍의 측면(18, 19)을 가지며, 적어도 하나, 바람직하게는 적어도 2 면에는 액추에이터 장치(2)의 작동 핀(11)을 삽입하기 위한 슬롯(10)이 형성될 것이다.

리테이닝 몸체(12) 및 제거 가능한 부분(13)은 그 사이에 형상화된(shaped) 커플링을 정의하도록 설계된 결합(conjugated) 형상을 갖는 각각의 커플링 부분을 포함한다.

횡방향 암(16)에는 2개의 측면(18, 19) 각각에 형성된 각각의 횡방향 슬라이딩 카운터-가이드(21)와 슬라이딩 가능하게 맞물리도록 구성된 횡방향 슬라이딩 가이드(20)가 구비될 것이다.

제거 가능한 부분(13)과 리테이닝 몸체(12) 사이의 슬라이딩 커플링은 또한 특별한 제한 없이, 다른 커플링 시스템, 예를 들어 조인트 또는 수형 및 암형의 다른 커플링 수단을 사용하여 얻어질 수도 있다는 것을 이해해야 한다.

헤드(9)는 또한 작동 핀(11)과의 상호 작용을 가능하게 하도록, 잠금/잠금해제 핀(6)의 돌출 단부(7)의 삽입 및 그에 따른 종방향 이동을 가능하게 하도록 형상화될 것이다.

더욱 특히 유리한 측면에 따르면, 바람직하지만 배타적이지 않은 실시예에서, 리테이닝 몸체(12)는 케이스(4)와 단일체화될 수 있으며, 가능하게는 케이스와 일체형으로 동일한 재료로 만들어질 수 있다.

예를 들어, 리테이닝 몸체(12) 및 케이스(4)는 예를 들어, 몰딩과 같은 단일 기계적 처리 작업에 의해 일체화될 것이다.

선택적으로, 케이스(4)와 리테이닝 몸체(12)를 플라스틱 재료로 제조하는 것이 가능할 것이며, 헤드(9)의 제거 가능한 부분(13)은 액추에이터 장치(2)와의 상호 작용에 대한 적절한 내구성을 보장하고, 액추에이터 장치(2)에 의해, 그리고 고정 수단에 의해 보호부의 고정 프레임 또는 액세스부의 고정 또는 이동가능 부분에 생성되는 구속에 의해 전달되는 응력을 효율적으로 지탱하기 위해, 금속 재료로 제조될 수도 있다.

이러한 구조는 안전 스위치(1)가 가볍고 경제적이면서도, 동시에 내구성을 가질 수 있게 한다.

특히, 안전 스위치(1)의 상기 안정적인 고정 수단은 헤드(9)에만 배타적으로 관련될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 제거 가능한 부분(13)에만 관련될 수 있다.

예를 들어, 고정 수단은 종방향(X)을 가로지르는 방향을 따라 서로 평행하게 연장되는 하나 이상의 고정 관통 구멍(22), 예를 들어 한 쌍의 고정 관통 구멍(22)을 포함할 것이다.

바람직하게는, 고정 관통 구멍(22)은 슬라이딩 방향(Y)에 평행하거나, 그에 직교하는 방향, 및 종방향(X)을 따라 연장될 것이다.

고정 관통 구멍(22)은 헤드(9)의 제거 가능한 부분(13)의 전면(17)과 측면(18, 19) 사이, 예를 들어 도면에서와 같이 전면(17)에서 종방향 암(14)의 측면에 적어도 하나에 형성될 것이다.

도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 제거 가능한 부분(13)은 또한 완전한 조립 시, 종방향 암(14)과 동일 평면 위치에 배열되고, 관통 고정 구멍(22)의 각각의 출구(outlet)를 갖는 한 쌍의 후방 부속물(23)을 구비할 것이다.

고정 수단의 이러한 특정 실시예는 또한 헤드(9)와 케이스(4) 사이에 추가 고정 수단을 사용하지 않으면서, 전체 안전 스위치(1)가 액세스부에 고정됨과 동시에, 헤드(9)가 케이스(4)에 대해 안정적으로 잠금될 수 있게 할 것이다.

따라서, 헤드(9)와 케이스(4) 사이의 커플링은 완전히 제거 가능한 유형일 수 있으며, 이는 안전 스위치(1)가 고정 수단에 의해 제 위치에 고정되지 않은 경우에 명백하다.

대안적으로, 상호 커플링 수단은 헤드(9)와 케이스(4) 사이의 커플링을 완전히 차단하거나 부분적으로만 수정 가능하게(modifiable) 만드는 데 적합한 구속 수단을 포함할 수 있다.

예를 들어, 구속 수단은 헤드(9)가 케이스(4)에 대해 배향 가능하도록 하기 위해, 헤드(9)와 케이스(4) 사이의 커플링을 단지 부분적으로 차단할 수 있도록 설계될 수 있지만, 여전히 횡방향(Y)을 따라 케이스에 대해 헤드를 구속할 수 있다.

바람직하게는, 구속 수단은 케이스(4)에 대한 헤드(9)의 이동을 완전히 차단하거나 미리 결정된 최대 스트로크로 제한함으로써, 완전히 분리되는 것을 방지하도록 설계될 수 있다.

이러한 구성은 최종 수요자가 안전스위치(1)를 분해하는 것을 방지하기 위한 목적을 갖는다.

도 8에 도시된 바람직한 구성에서, 구속 수단은 잠금/잠금해제 핀(6)에 동축이고 제거 가능한 부분(13)의 종방향 통로(25)에 삽입되는 고정 부시(24)를 포함한다. 고정 부시(24)는 횡방향(Y)을 따라 제거 가능한 부분(13)과 케이스(4) 사이의 구속을 정의하는 데 적합하다.

제1 변형에 따르면, 안전 스위치(1)는 전자적으로 작동되는 유형일 수 있으며, 이 경우에는 아래에 더 명확하게 설명되는 바와 같이, 바람직하게는 코딩된 유형의 전자기 존재 근접 신호를 교환함으로써 액추에이터 장치(2)와 통신하도록 설계될 것이다.

동일한 도 8을 참조하면, 안전 스위치(1)는 케이스(4)에 수용되고, 스위칭 수단을 제어하며 액추에이터 장치(2) 및/또는 기계 또는 플랜트와 신호를 수신 및 교환하는 데 적합한 제어 장치과 관련된 제1 PCB(인쇄 회로 기판)(31)을 또한 구비하고 있다는 것을 알 수 있다.

바람직하게는, 제1 PCB(31)에는 예를 들어, 하나 이상의 CPU(중앙 처리 장치)를 포함하는 제어 장치와 바람직하게는 OSSD 유형의 스위칭 수단이 모두 구비될 수 있다.

훨씬 더 바람직하게는, 제어 장치는 리던던트(redundant) 방식으로 서로 통신하도록 구성된 2개의 CPU를 포함하고, 스위칭 수단은 제어 장치의 상기 2개의 CPU 각각에 의해 각각 제어되는 2개의 안전 출력을 포함한다.

또한, 제1 PCB(31)는 LED 조명이나 기타 시그널링 요소를 포함하는 다양한 구성요소의 관리를 위해, 예를 들어 안전 유형의 통신 BUS(Profisafe, IOlink 안전, CIP 안전 및 그와 유사한 것 등) 및 안전하지 않은 유형의 통신 BUS(Profinet, IOlink, EtherNet/IP, Profinet 및 그와 유사한 것 등)과 같이, 외부 명령 및 제어 시스템과의 제어 유닛의 통신을 위한 전기 및 전자 회로를 포함할 수 있다.

더욱 특히 유리한 측면에 따르면, 제1 PCB(31)는 케이스(4) 내부와 헤드(9) 내부에서 종방향으로 연장될 것이다.

특히, 제1 PCB(31)는 케이스(4) 내부에 수용된 제1 종방향 부분과 헤드(9) 내부에 수용된 제2 종방향 부분을 포함한다.

바람직하게는, 제1 PCB(31)의 2개의 종방향 부분은 일체형이고 서로 물리적 연속성을 가질 것이다.

이를 위해, 케이스(4)의 상부면(15)에는 제1 PCB(31)가 헤드(9) 내부에서 통과하도록, 적어도 하나의 개구 또는 슬롯(32)이 구비될 것이다.

이러한 방식으로, 제1 PCB(31)는 케이스(4)의 종방향 전개 축(L)에 평행한 전개 평면에 포함될 것이며, 더욱이 종방향 축(X)에 수직이며 슬롯(10)에 의해 정의되는 삽입 방향(Z)을 포함하는 평면과 교차하는 놓여진(lying) 평면에서 연장될 것이다.

이러한 구성은 유사한 솔루션에 비해 특히 컴팩트한 구조와 감소된 전체 높이를 갖는 안전 스위치(1)를 제공할 수 있다.

결과적으로, 헤드(9)는 제어 수단에 연결되고 액추에이터 장치(2)의 존재를 검출하고 액세스부의 개방/폐쇄/잠금해제 상태를 신호 전달하는 데 적합한 검출 및 신호 전달 수단을 수용할 수도 있다.

예로서, 검출 및 신호 전달 수단은 먼저 액추에이터 장치(2)와 관련된 송신 또는 수신 유형의 제2 통신 요소(27)와 통신하기에 적합한, 수신 또는 송신 유형의 제1 통신 요소(26)를 포함할 수 있다.

일반적으로, 수신 요소는 송신 요소와 통신하도록 구성된 RFID(무선 주파수 식별) 유형 안테나 또는 판독기일 것이며, 여기서 송신 요소는 안테나 또는 판독기로부터 최소 감지 가능한 거리에 있는 경우 트랜스폰더일 수 있다.

도 14의 예에서, 제1 통신 요소(26)는 예를 들어, RFID 유형의 수신 요소이고, 제2 통신 요소(27)는 트랜스폰더와 같은 송신 요소이다.

특히, RFID 유형 수신 요소는 식별 코드가 있는 RFID 태그가 장착된 트랜스폰더를 여기할(exciting) 수 있는 신호를 방출할 것이며, 이는 기계 또는 플랜트가 시동할 수 있도록, 수신 요소에 의해 수신되고 CPU가 적절하게 장착된 안전 조립체의 제어 수단에 의해 인식되어야 하는 응답 신호를 방출할 것이다.

유리하게는, 바람직하게는 RFID 유형 안테나인 제1 통신 요소(26)는 횡방향 암(16)에 수용되어, 제2 통신 장치(27), 바람직하게는 액추에이터 장치(2)와 관련된 트랜스폰더와 근접 신호를 교환함으로써, 전자 액추에이터 장치(2)의 존재를 검출할 것이다.

보다 정확하게는, 도시된 구성에서, 제1 PCB(31)의 제2 종방향 부분은 횡방향 암(16)에 수용된 제1 통신 요소(26)에 직접 연결되도록, 리테이닝 몸체(12)의 종방향 암(14)에 배치될 것이다.

횡방향 암(16)에 수용된 검출 및 신호 전달 수단은 제어 장치에 연결되고 그 색상 및/또는 주파수가 그 연결된 기계 또는 플랜트의 액세스부 및/또는 회로의 작동 조건에 따라 달라질 수 있는, 일반적으로 LED 유형(도시되지 않음)의 하나 이상의 경고등 또는 인디케이터를 포함한다.

유리하게는, 헤드(9)에는 상부 부분 또는 캡(33)이 구비될 수도 있다. 이 경우, 횡방향 암(16)은 투명 또는 반투명 재료로 만들어지고 그 내부에 검출 및 신호 전달 수단의 적어도 일부를 둘러싸는 캡(33)을 포함한다. 즉, 상기 경고등 또는 인디케이터 또는 광 신호의 다른 소스가 적어도 ON 상태에서 캡(33)을 통해 볼 수 있다.

도면의 예시적이지만 제한되지 않는 실시예에 따르면, 렌즈의 기능도 갖는 캡(33)은 바람직하게는 헤드(9)의 상부면에, 실질적으로 전체 전개 표면을 따라, 고정되거나 제거 가능한 형태로(예를 들어, 원하는 경우 경고등에 개입할 수 있도록) 부착될 것이다.

헤드(9)의 상부면에 캡(33)을 위치시키면, 작업자가 스위치(1)에 대해 정면에 위치하지 않더라도, 경고등의 가시성을 확보할 수 있다.

도 10 및 도 13에서 더 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 리테이닝 몸체(12)의 횡방향 암(16)은 검출 및 신호 전달 수단, 즉 헤드(9)에 수용된 이들 수단의 일부를 지지하는 제2 PCB(34)를 수용한다.

바람직하게는, 제2 PCB(34)는 제1 PCB(31)의 제2 종방향 부분에 연결되고, 검출 및 신호 전달 수단과 제어 장치 사이의 전기적 연결을 위해, 제1 PCB(31)의 대응하는 전기 연결 트랙(36)에 연결되는 하나 이상의 전기 연결 트랙(35)을 구비할 것이다.

바람직하게는, 제1 PCB(31)의 연결 트랙(36)은 제2 PCB(34)의 연결 트랙(35)에 용접될 수 있다.

그러나, 연결 트랙(35, 36) 사이의 전기적 연속성이 임의 종류의 전기 커넥터에 의해 얻어질 수 있는 대안적인 실시예를 제공하는 것도 가능할 것이다.

도 13을 참조하면, 제1 통신 요소(26)(이하, 안테나(26))도 잠금/잠금해제 핀(6)과 정렬되는 위치에서, 그 아래의 제2 PCB(34)로부터 연장되는 것을 볼 수 있다.

도 16은 안전 스위치(1)에 안테나(26)가 구비되고 액추에이터 장치(2)에 트랜스폰더(27)가 구비되는 전자 작동식 안전 조립체를 도시한다.

특히, 트랜스폰더(27)에는 기계 또는 플랜트의 시동을 가능하게 하기 위해, 안테나(26)에 의해 수신되고 제어 장치에 의해 인식되어야 하는 식별 코드가 있는 RFID 태그가 구비될 수 있다.

코드 인식은 높은 코딩 레벨 또는 낮은 코딩 레벨로 안전 스위치를 생성할지 여부에 따라, 고유하거나 일반적일 수 있다.

유리하게도, RFID 태그는 안테나(26)에 의해 고유하게 인식될 수 있도록 코딩되어, 액세스부에 연결된 것 이외의 액추에이터 장치의 사용을 방지하고, 이에 의해 액세스부의 불안전한 개방의 위험을 방지할 수 있다.

선택적으로, 안테나(26)에 의한 RFID 태그의 인식은 잠금/잠금해제 메커니즘(5)의 활성화를 허용할 것이다.

동일한 섹션에서, 잠금/잠금해제 핀(6)에 기계적으로 연결된 푸셔(29)의 하나 또는 다른 측면에서의 종방향 병진(translation)을 기계적으로 촉진하기 위해 전원공급/전원차단에 적합한 전자석(28)을 구비하는, 잠금/잠금해제 메커니즘(5)의 가능한 실시예를 관찰하는 것도 가능한다.

결과적으로, 잠금/잠금해제 핀(6)은 해당 부문의 공지된 방법에 따라 종방향(X)을 따라 이동하므로, 더 자세히 설명하지 않는다.

간단히 말하면, 전자석(28)의 전원공급 또는 전원차단 시, 잠금/잠금해제 핀(6)은 종방향(X)을 따라 제1 측면으로 병진운동할 수 있고, 그 결과 그 상부 단부(7)가 작동 핀(11)을 수용하도록 설계된 헤드(9)의 시트(30)에 끼워져서(fit), 헤드(9)에 대해 작동 핀을 차단하거나, 또는 잠금/잠금해제 핀(6)은 항상 종방향(X)을 따라 반대 측면으로 병진운동할 수 있고, 그 결과 상부 단부(7)가 시트(30)로부터 제거되어, 작동(11)의 추출 및 액세스부의 잠금해제를 가능하게 한다.

전자석(28)은 케이스(4)에 수용된 다른 전기기계식, 전기식, 유압식 또는 공압식 작동 수단에 의해 완전히 동일한 방식으로 대체될 수 있다.

제1 통신 요소(26)는 잠금/잠금해제 핀(6)의 돌출 단부(7)를 향하도록, 리테이닝 몸체(12)의 횡방향 암(16) 내부에 수용될 수 있으며, 헤드(9)의 시트(30)에 삽입될 때 제2 통신 요소(27)의 존재를 검출할 수 있다.

편리하게도, 제2 통신 요소(27)는 대신 헤드(9)의 시트(30)에 끼워지는 작동 핀(11)에 삽입될 것이다.

통신 요소(26, 27)는 다른 유형, 예를 들어 자기 또는 전자기, 광학, 기계, 유도, 압력 작동식 또는 기타 유형일 수도 있다는 것을 이해해야 한다.

도시되지 않은 변형에 따르면, 안전 스위치는 예를 들어, EP0871188에 개시된 공지된 방법에 따라, 유지 및 센터링 핀 대신에, 키 액추에이터가 장착된 액추에이터 장치와 상호 작용하기 위한, 전기 기계적으로 작동되는 유형일 수 있다.

본 발명에 따른 스위치(1)는 기계 또는 플랜트의 제어를 위한 안전 시스템 내에서 사용하기에 적합할 것이며, 보호될 각각의 액세스부와 관련된 하나 이상의 안전 스위치를 포함하고[다만, 이는 서로 반드시 동일하거나 전부가 본 발명에 따른 것일 필요는 없다], 각각의 액추에이터 장치와 상호 작용하기에 적합할 것이다. 시스템은 또한 스위치와 교환된 신호에 기초하여 기계 또는 플랜트의 전원 공급을 관리하도록 설계된 하나 이상의 안전 모듈 또는 PLC를 포함할 수 있다.

Claims (17)

1. 액세스부의 개방/폐쇄 시, 액추에이터 장치(2)와 상호 작용하기 위해 액세스부 가까이에 장착하기에 적합한, 산업기계 또는 플랜트에 대한 액세스를 보호하기 위한 안전 스위치로서,
   - 종방향 전개 축(L)을 정의하는 주요 치수를 따라 연장되는 케이스(4);
   - 상기 케이스(4)에 수용되고, 상기 액추에이터 장치(2) 및/또는 상기 산업기계 또는 플랜트와 신호를 수신하고 교환하도록 구성되고, 제1 PCB(31)를 구비하는 제어 수단; 및
   - 상기 케이스(4)에 연결되고, 상기 액세스부의 개방/폐쇄 시, 상기 액추에이터 장치(2)와 상호 작용하도록 구성된 헤드(9)를 포함하고,
   상기 제1 PCB(31)는 상기 케이스(4)에 수용된 제1 종방향 부분 및 상기 헤드(9)에 수용된 제2 종방향 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 PCB(31)의 상기 제1 종방향 부분 및 상기 제2 종방향 부분은 일체형이고 서로 물리적인 연속성을 갖는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 헤드(9)는 상기 케이스(4)와의 연결을 위한 커플링 요소(12)를 포함하고, 상기 커플링 요소(12)는 상기 케이스(4)의 상부면(15)과 일체형이고, 상기 제1 PCB(31)의 상기 제2 부분을 수용하도록 형성되고, 상기 케이스(4)의 상기 상부면(15)은 상기 헤드(9)에서 상기 제1 PCB(31)의 통과를 위한 적어도 하나의 개구 또는 슬롯(32)을 구비하는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
4. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 커플링 요소(12)는 상기 개구 또는 슬롯(32)에서 상기 케이스(4)의 상기 상부면(15)으로부터 연장되는 종방향 암(14) 및 상기 종방향 암(14)으로부터 캔틸레버식으로 형성된 횡방향 암(16)을 갖는, L-자형 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1 PCB(31)는 상기 케이스(4) 내에서 상기 종방향 전개 축(L)에 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단에 연결되고, 상기 액추에이터 장치(2)의 존재를 검출하며 상기 액세스부 및/또는 산업기계 또는 플랜트의 상태를 신호 전달하기에 적합한, 검출 및 신호 전달 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
7. 제4항, 제5항 및 제6항에 있어서, 상기 검출 및 신호 전달 수단은 상기 횡방향 암(16)에 수용되고, 상기 액추에이터 장치(2)와 관련된 제2 통신 요소(27)와 근접 신호를 교환함으로써 전자 유형의 액추에이터 장치의 존재를 검출하도록 구성된 제1 원격 통신 요소(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1 통신 요소(26)는 RFID 신호를 검출하도록 구성된 안테나인 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 횡방향 암(16)에 수용된 검출 및 신호 전달 수단은 하나 이상의 경고등 또는 인디케이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤드(9)의 상기 횡방향 암(16)은 상기 검출 및 신호 전달 수단의 적어도 일부를 지지하는 제2 PCB(34)를 수용하는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
11. 제10항에 있어서, 상기 제2 PCB(34)는 상기 검출 및 신호 전달 수단과 상기 제어 수단 사이의 연결을 위해, 상기 제1 PCB(31)의 대응하는 전기 연결 트랙(36)에 연결된 하나 이상의 전기 연결 트랙(35)을 구비하는 것을 특징으로 하는 안전 스위치
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 제2 PCB(34)는 상기 제1 PCB(31)의 상기 제2 종방향 부분에 고정되는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
13. 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤드(9)는 상기 커플링 요소(12)와 결합하기 위한 커플링 수단을 갖는 제거 가능한 부분(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 작동 핀(11)이 구비된 액추에이터 장치(2)와 상호작용하도록 구성되고, 상기 케이스(4)는 상기 액추에이터 장치(2)를 잠금/잠금해제하기 위한 잠금/잠금해제 메커니즘(5)을 수용하고, 상기 헤드(9) 내부에서 상기 케이스(4)로부터 일측 단부(7)가 적어도 부분적으로 돌출하도록 종방향(X)을 따라 이동 가능한 잠금/잠금해제 핀(6)을 구비하고, 상기 헤드(9)는 내부에 작동 핀(11)을 삽입하는 데 적합한 하나 이상의 슬롯(10)을 갖는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 하나 이상의 슬롯(10)은 상기 헤드(9)의 상기 제거 가능한 부분(13)에 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 슬롯(10)은 상기 헤드(9) 내부에서 상기 작동 핀(11)의 각각의 삽입 방향(Z)을 정의하고, 상기 제1 PCB(31)는 상기 종방향 전개 축(L)에 수직이며 상기 삽입 방향(Z)을 포함하는 평면에 의해 교차되는 것을 특징으로 하는 안전 스위치.
17. 산업기계 또는 플랜트에 대한 액세스를 제어하기 위한 안전 조립체로서,
    보호될 액세스부의 고정 부분과 이동가능 부분 중 하나에 고정되도록 구성된 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 안전 스위치(1), 및 보호될 액세스부의 고정 부분과 이동가능 부분 중 다른 하나에 고정되며, 상기 액세스부의 폐쇄/개방 시, 산업기계 또는 플랜트의 하나 이상의 전원 및/또는 서비스 회로를 개방/폐쇄하기 위해, 상기 안전 스위치(1)와 상호 작용하도록 구성된 액추에이터 장치(2)를 포함하는 안전 조립체.