DE102004009009A1

DE102004009009A1 - Sicherheitsschalter mit Entriegelungsvorrichtung für eine Betätigung

Info

Publication number: DE102004009009A1
Application number: DE200410009009
Authority: DE
Inventors: Marco Pizzato
Original assignee: Pizzato Elettrica SRL
Current assignee: Pizzato Elettrica SRL
Priority date: 2003-04-29
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: DE102004009009B4; ITVI20030090A1

Abstract

Ein Sicherheitsschalter mit einer Entriegelungsvorrichtung umfasst Folgendes: einen kastenförmigen Körper (2) mit einer Längsachse (L), der am festliegenden Teil einer Schutzeinrichtung einer Maschine oder Anlage verankert werden kann, einen oder mehrere elektrische Sicherheitskontakte (5, 6), die innerhalb des Körpers (2) befindlich sind, einen Betätiger (3), der am beweglichen Teil der Schutzeinrichtung verankert und zumindest in einen Schlitz (F¶1¶, F¶2¶) des Körpers eingeführt werden kann, Aktuatormittel (17), die auf die Sicherheitskontakte (5, 6) einwirken, um diese bei Aktivierung der Entriegelungsvorrichtung (32) umzuschalten. Die Entriegelungsvorrichtung (32) weist Kontaktmittel (34, 36) auf, die dazu geeignet sind, mit den Aktuatormitteln (17) in Wechselwirkung zu stehen, und die derart ausgebildet sind, dass die Drehung der Entriegelungsvorrichtung (32) bei herausgezogenem Betätiger (3) verhindert wird und die Entnahme des Steuerelementes (33), während sich Letzteres in geöffneter Position befindet, ermöglicht wird.

Description

Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung findet ihre Anwendung im Bereich der Sicherheitsvorrichtungen für Industrieanlagen und hat einen Sicherheitsschalter mit einem Betätiger, der mit einer beweglichen Schutzeinrichtung oder einer beweglichen Barriere einer Maschine oder Anlage verbunden werden kann, zum Gegenstand.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Sicherheitsschalter mit Schlüssel mit einer Entriegelungsvorrichtung für den Betätiger in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Seit geraumer Zeit sind robotisierte und vollkommen automatisierte Anlagen und Maschinen auf dem Markt, die für gewöhnlich ohne Kontrolle und in Abwesenheit eines Bedieners laufen.

Da diese Anlagen autonom arbeiten, sind sie tatsächlich gefährlich und verfügen demzufolge für gewöhnlich über geeignete unfallverhütende Schutzeinrichtungen, um den Zugang zu den gefährlichen Arbeitsbereichen abzugrenzen. Im Folgenden wird man unter "Schutzeinrichtung" jegliche Art physischer Barriere wie beispielsweise ein Gitter, ein Tor oder eine Tür verstehen, die bei vollem Betrieb für gewöhnlich geschlossen und verriegelt ist, um den Zutritt zu verwehren.

Um die Schutzeinrichtungen im Verriegelungszustand beizubehalten, werden Sicherheitsschalter eingesetzt, die in der Regel aus zwei Hauptelementen bestehen, wobei das eine fest an der Schutzeinrichtung angebracht ist und für gewöhnlich als Betätiger bezeichnet wird, und das andere am Gestell der Maschine oder am festliegenden Teil der Schutzeinrichtung verankert ist und in der Regel aus einem Schutzgehäuse oder einem Schutzkörper besteht, der eine Reihe von elektrischen Kontakten, die den Versorgungsstromkreis der Anlage steuern, enthält.

Der kastenförmige Körper ist für gewöhnlich mit einem Schlitz zum Einsetzen des Betätigers ausgestattet, der, sobald eingesetzt, wahlweise verriegelt werden kann, um seine Entnahme zu verhindern.

Die Sicherheitsschalter können sowohl an Maschinen ohne Trägheit als auch an Maschinen mit Trägheit angebracht werden. Bei den Maschinen der erstgenannten Art schalten sich die gefährlichen Teile, die sich hinter der Schutzeinrichtung befinden, umgehend aus, wenn sie den STOPP-Befehl erhalten. Bei dieser Maschinenart ist ein einfacher Sicherheitsschalter ohne Verriegelung des Betätigers ausreichend, um den Betrieb gefahrlos zu steuern, da auf jedes Öffnen der Schutzeinrichtung umgehend die Ausschaltung der Maschine folgt. Bei Großanlagen ist es jedoch manchmal nicht erlaubt, dass jedermann eine Schutzeinrichtung zufällig und ohne es zu melden öffnet und dabei das Ausschalten der gesamten Anlage verursacht. In solchen Fällen werden Sicherheitsschalter eingesetzt, die über eine einfache Verriegelung des Betätigers ohne elektrisches Schloss verfügen.

Zum Öffnen der Schutzeinrichtung ist ein Schlüssel oder ein anderes spezifisches nicht universelles Werkzeug erforderlich, das in der Lage ist, die Entriegelungsvorrichtung des Betätigers zu aktivieren. In der Regel werden keine elektrischen Schlösser eingesetzt, da diese zwar zum gleichen Ergebnis führen, aber viel kostspieliger sind.

Die Maschinen der zweitgenannten Art, d.h. jene mit Trägheit, bedürfen einer vorbestimmten Zeit, um es zu ermöglichen, dass sich die gefährlichen Elemente ausschalten. Bei dieser Ma schinenart bestehen die Verriegelungsschalter in der Regel aus einem elektrischen Schloss, das einen kastenförmigen Körper aufweist und über einen Schlitz verfügt, einem Betätiger, der wahlweise im Schlitz verriegelt werden kann, und einem Elektromagneten zum Verriegeln/Entriegeln des Betätigers, der von einem elektrischen Impuls gesteuert wird.

In der Regel verfügen all diese Sicherheitsschalter über eine Hilfsentriegelungsvorrichtung beziehungsweise über einen Mechanismus, der durch ein Zylinderschloss oder durch andere nicht mit standardisierten Werkzeugen aktivierbare Vorrichtungen ähnlicher Art aktiviert werden kann, die im Falle von Elektromagnetschaltern die Versorgung des Elektroschlosses auf eine rein mechanische Art und Weise emulieren und folglich die Entriegelung des Betätigers von Hand ermöglichen.

Die Entriegelungsvorrichtung weist drei Hauptfunktionen auf. Die erste Funktion besteht in der Möglichkeit, den Betätiger in der Montagephase zu entriegeln, so dass der Monteur den Schalter an der Maschine ausrichten und befestigen kann. Auf diese Art und Weise können Einführsversuche des Betätigers wiederholt durchgeführt werden, ohne dass er sich bei der ersten Einführung im Schalter blockiert.

Die zweite Funktion besteht in der Möglichkeit, die Schutzeinrichtung der Maschine mit Hilfe von Spezialschlüsseln, die zusammen mit dem Schalter bereitgestellt werden, zu öffnen, für den Fall, dass der Schalter kaputt geht oder die Stromversorgung der Anlage ausfällt, wenn es sich um ein elektrisches Schloss handelt.

Die dritte Funktion besteht darin, dass ausschließlich dem zugelassenen Bedienungspersonal der sofortige Zugang zum gefährlichen Bereich ermöglicht wird, auch wenn die sich in Bewegung befindenden Elemente noch nicht ganz zum Stillstand gekommen sind.

Ein bekanntes Problem der Großanlagen betrifft ihre Wartung oder Inspektion. Wenn ein Wartungsfachmann das Gitter eines gefährlichen Bereiches öffnet und diesen Bereich betritt, um Wartungsarbeiten vorzunehmen, muss er die Gewissheit haben, dass kein anderer Bediener die Schutzeinrichtung erneut schließen kann, während er dort verweilt, und die Anlage wieder in Betrieb setzen kann. Aus diesem Grunde werden neben den gewöhnlichen Sicherheitsschaltern einige Vorrichtungen benutzt, die die Eingangsschlitze der Schalter sperren und sie dabei in einer Position blockieren, in der ein Vorhängeschloss vom Wartungsfachmann angebracht wird. Auf diese Art und Weise kann der Betätiger nicht mehr in den Schalter gelangen, wodurch es unmöglich gemacht wird, die Maschine wieder in Betrieb zu setzen. Allein der Wartungsfachmann kann, nachdem er die Maschine verlassen hat, das Vorhängeschloss und die Sperrvorrichtung entfernen, so dass die Maschine erneut den Betrieb aufnehmen kann.

Es sind zahlreiche Sicherheitsschalter mit elektrischen Schlössern bekannt, die über Entriegelungsvorrichtungen verfügen, die mit passenden Schlüsseln aktivierbar sind.

Im französischen Patent FR-A-2 751 122 wird ein einfacher Sicherheitsschalter mit mechanischer Verriegelung des Betätigers und einer Entriegelung, die durch Einführen und Drehen des Schlüssels im Schloss erfolgt, beschrieben. In einem kastenförmigen Körper sind elektrische Kontakte enthalten, die wahlweise durch Entnahme/Einführen des Betätigers in einen Schlitz des kastenförmigen Körpers aktiviert werden können.

Im deutschen Gebrauchsmuster DE-U-295 15 529 wird ein einfacher Sicherheitsschalter mit mechanischer Verriegelung des Betätigers und einer Entriegelung, die durch Einführen und Drehen des Schlüssels in einem Schloss erfolgt, beschrieben. Im kastenförmigen Körper sind keine elektrischen Kontakte enthalten. Der Schlüssel des Schlosses kann nicht aus dem Zylinder herausgezogen werden, wenn der Betätiger nicht in den Kopf eingeführt ist.

In der italienischen Patentanmeldung VI-99A-000023 im Namen derselben Anmelderin wird eine drehbare Entriegelungsvorrichtung für Elektroschlösser beschrieben.

Andere Beispiele für Sicherheitsschalter mit Entriegelungsvorrichtungen werden im deutschen Gebrauchsmuster DE-U-87 16018 , im deutschen Patent DE-A-37 100 79 , in den europäischen Patenten EP-A-0 330 229 A2 und EP-A-0 869 524 beschrieben. Diese bekannten Sicherheitsschalter sind praktisch Elektroschlösser, bei denen kein Hindernis bei der Drehung der Entriegelungsvorrichtung vorgesehen ist, wenn der Betätiger aus dem kastenförmigen Körper herausgezogen wird. Dies stellt eine beträchtliche Einschränkung dar, da diese Schalter ausschließlich auf Schutzeinrichtungen mit geringer Größe Anwendung finden können, wie beispielsweise Schränken oder Maschinenräumen, in denen der Bediener keine Barriere oder kein Gitter passieren muss. Wenn hingegen ein Bediener die Schutzeinrichtung mittels der Hilfsentriegelungsvorrichtung freigibt, die Schutzeinrichtung öffnet und die Entriegelungsvorrichtung ungewollt oder aus Zerstreutheit in die Anfangsstellung dreht, wobei die Schutzeinrichtung geöffnet ist, stellt er den Schalter für die Verriegelung der Schutzeinrichtung bereit. Wenn nun der Bediener den gefährlichen Bereich betritt und dort verweilt, kann ein anderer Bediener, der ihn nicht bemerkt, die Schutzeinrichtung schließen, während sich noch der erste Bediener darin befindet, auch wenn dieser den Entriegelungsschlüssel bei sich hat. Ferner wird die Entriegelungsvorrichtung, die vom ersten Bediener irrtümlicherweise in die Anfangsstellung gebracht wurde, eine umgehende Blockierung der Schutzeinrichtung und die Umschaltung der elektrischen Kontakte hervorrufen, um die Betriebsaufnahme der Maschine zu ermöglichen. Derselbe Nachteil betrifft die in FR-A-2 751 122 beschriebene Vorrichtung mit dem einzigen Unterschied, dass diese Vorrichtung keinen Elektromagneten aufweist.

Es sind ebenfalls zahlreiche Vorrichtungen mit Vorhängeschloss bekannt, die das erneute Einführen des Betätigers in einen Sicherheitsschalter durch ihre Anbringung im Eingangsschlitz des Betätigers verhindern.

Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass keine davon die Entriegelung des Betätigers, die Entnahme desselben aus dem Körper des Schalters und die darauf folgende Aktivierung der elektrischen Sicherheitskontakte ermöglicht. Ferner enthält keine dieser Vorrichtungen elektrische Sicherheitskontakte.

Die in DE-U-295 15 529 beschriebene Vorrichtung ist zuverlässiger, da sie keine Drehung der Entriegelungsvorrichtung gestattet, während der Betätiger aus dem kastenförmigen Körper herausgezogen ist. Dies löst das Problem dadurch, dass, falls jemand die Schutzvorrichtung wieder schließt, diese sich nicht autonom blockiert. Der Wartungsfachmann ist jedoch gezwungen, den Schlüssel im Schloss stecken zu lassen. Wenn folglich ein zweiter Bediener eintrifft und die Schutzvorrichtung geöffnet und den Schlüssel im Schalter steckend vorfindet und falls er nicht bemerkt, dass sich der Wartungsfachmann in der Anlage aufhält, kann er die Tür schließen, den Schlüssel drehen und dadurch die Tür verriegeln und sich zur Zentralschalttafel begeben und die Anlage erneut in Betrieb setzen, während sich der Wartungsfachmann noch darin befindet.

Die absolut sichersten Vorrichtungen sind wahrscheinlich die Vorrichtungen mit Vorhängeschloss, die in den Schlitz des kastenförmigen Körpers eingeführt werden können, da sie nach ihrem Einbau den Wartungsfachmann vor jeglichem Versuch, die Anlage ohne sein Wissen in Betrieb zu setzen, schützen. Solange der Wartungsfachmann die Schlüssel des Vorhängeschlosses in der Tasche aufbewahrt, kann niemand die einführsichere Vorrichtung des Betätigers entfernen. Das Einführen dieser Vorrichtung erweist sich jedoch als sehr kompliziert, denn der Wartungsfachmann drei Gegenstände mitnehmen muss, und zwar eine einführsichere Vorrichtung, ein Vorhängeschloss und die Schlüssel des Vorhängeschlosses. Aber der Wartungsfachmann kann insbesondere aus Zerstreutheit vergessen, die einführsichere Vorrichtung des Betätigers einzuführen, weil ihn nichts zum Durchführen dieses Vorganges zwingt.

Offenbarung der Erfindung

Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der oben erwähnten Nachteile, indem ein Sicherheitsschalter mit einer Entriegelungsvorrichtung bereitgestellt wird, der den Eigenschaften der hohen Sicherheit, Zuverlässigkeit und Flexibilität beim Einbau gerecht wird.

Eine besondere Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Schalters der oben erwähnten Art, bei dem es unmöglich ist, die Entriegelungsvorrichtung zu aktivieren, wenn die Schutzeinrichtung geöffnet ist, d.h. wenn der Betätiger aus dem kasten förmigen Körper, der die Kontakte enthält, herausgezogen ist. Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines eine Entriegelungsvorrichtung aufweisenden Sicherheitsschalters, bei dem das Steuerelement dieser Vorrichtung jederzeit herausgezogen und vom zuständigen Personal entfernt werden kann, um zu verhindern, dass Dritte eine Nachrüstung der Entriegelungsvorrichtung und eine Verriegelung der Schutzvorrichtung vornehmen.

Eine weitere Aufgabe besteht ferner in der Bereitstellung eines eine Entriegelungsvorrichtung aufweisenden Sicherheitsschalters, der auch zusammen mit einem Elektroschloss benutzt werden kann, so dass er mühelos sowohl auf Großanlagen und Maschinen mit hoher Trägheit als auch auf Kleinanlagen und Maschinen ohne Trägheit Anwendung findet.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines eine Entriegelungsvorrichtung aufweisenden Sicherheitsschalters, der in einer sehr großen Anzahl von Positionen eingestellt werden kann, so dass sich der Schalter als sehr flexibel erweist und in jedem Zustand mühelos anwendbar ist.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Sicherheitsschalters, der es ermöglicht, die Position des Betätigers in Bezug auf den kastenförmigen Körper aufzuzeigen, so dass die Bediener jederzeit und auch bei beträchtlicher Entfernung über den Öffnungs- oder Schließzustand der Schutzeinrichtung oder über ihre Verriegelung oder Entriegelung unterrichtet sind.

Diese und andere Aufgaben, die nachstehend eingehender erläutert sind, werden durch einen eine Entriegelungsvorrichtung aufweisenden Sicherheitsschalter gelöst, der Folgendes umfasst: einen kastenförmigen Körper mit einer Längsachse, der am festliegenden Teil einer Schutzeinrichtung einer Maschine oder Anlage verankert werden kann, einen Betätiger, der am beweglichen Teil der Schutzeinrichtung verankert werden kann und der zumindest in einen Schlitz des Körpers einführbar ist, eine Entriegelungsvorrichtung, die im Körper gelagert ist und ein Steuerelement aufweist, das von Hand betätigt werden kann, um zwischen einer geschlossenen Position, in der der Betätiger verriegelt ist, und einer geöffneten Position, in der der Betätiger entriegelt ist und aus dem Körper herausgezogen werden kann, zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen elektrischen Sicherheitskontakt, der sich innerhalb des Körpers befindet, umfasst, wobei Aktuatormittel vorgesehen sind, die zumindest auf den einen Sicherheitskontakt einwirken, um ihn bei Aktivierung der Entriegelungsvorrichtung umzuschalten, wobei die Entriegelungsvorrichtung Kontaktmittel aufweist, die dazu geeignet sind, mit den Aktuatormitteln in Wechselwirkung zu stehen, und die derart ausgebildet sind, dass die Drehung der Entriegelungsvorrichtung bei herausgezogenem Betätiger verhindert wird und die Entnahme des Steuerelementes, während sich Letzteres in geöffneter Position befindet, ermöglicht wird.

Dank dieser Konfiguration ist es möglich, dem Bediener zu garantieren, dass niemand den Betätiger wieder einführen und so den Schalter nachrüsten und die Verriegelung der Schutzeinrichtung ermöglichen kann. Ferner kann der Bediener den Schlüssel aus dem Schlitz entfernen und ihn mitnehmen, selbst wenn die Schutzeinrichtung geöffnet ist, wodurch verhindert wird, dass Dritte die Barriere ohne sein Wissen wieder schließen, den Betätiger in den Schlitz einführen und die Kontakte umschalten können, so dass die Anlage erneut in Betrieb gesetzt werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die eingehende Beschreibung einiger bevorzugter jedoch nicht ausschließlicher Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Schalters offensichtlicher, die beispielhaft und ohne einschränkende Wirkung anhand der beigefügten Zeichnungen dargestellt werden, wobei:
die 1 eine perspektivische Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Schalters ist;
die 2a und 2b eine Vorderansicht und eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Schalters aus 1 in einer ersten Position darstellen;
die 3a und 3b eine Vorderansicht und eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Schalters aus 1 in einer zweiten Position aufzeigen;
die 4a und 4b eine Vorderansicht und eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Schalters aus 1 in einer dritten Position veranschaulichen;
die 5a, 5b, 5c perspektivische untere Ansichten eines Details des Schalters aus 1 in drei aufeinander folgenden Betriebszuständen darstellen;
die 6a, 6b, 6c perspektivische Draufsichten des Details aus den 5a, 5b, 5c in denselben Betriebszuständen aufzeigen.
Eingehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform Unter Bezugnahme auf die genannten Figuren umfasst ein erfindungsgemäßer Sicherheitsschalter, der allgemein mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist, im Wesentlichen einen kastenförmigen Körper 2 mit einer Längsachse L, der mit Schrauben oder ähnlichen Elementen am festliegenden Teil einer Schutzeinrichtung einer Maschine oder Anlage verankert werden kann, und einen Betätiger 3, der mittels durch die Öffnungen 4 durchgehenden Schrauben am beweglichen Teil derselben Schutzeinrichtung verankert werden kann.
Der Körper 2 weist eine Mehrzahl von Schlitzen F₁, F₂ auf, die auf verschiedenen Seiten ausgebildet sind und senkrecht zueinander liegen, so dass die Anbringung des Betätigers 3 in einer Vielzahl von entsprechenden Positionen ermöglicht wird.
Im kastenförmigen Körper 2 ist zumindest ein Paar, vorzugsweise zwei Paar elektrische Sicherheitskontakte enthalten, die schematisch in den 2–4 dargestellt und jeweils mit den Bezugszeichen 5, 6 gekennzeichnet sind und an den Versorgungsstromkreis der Maschine oder Anlage angeschlossen werden können, mit dem der Schalter verbunden ist.
Insbesondere umfasst das erste Kontaktpaar 5 einen ersten festen Kontakt 7 und einen ersten beweglichen Kontakt 8, während das zweite Paar 6 einen zweiten festen Kontakt 9 und einen zweiten beweglichen Kontakt 10 umfasst.
Wenn die beweglichen Kontakte 8, 10 bewegt werden, ist es möglich, den Zustand des Schalters auf die gewünschte Art und Weise umzuschalten, indem beispielsweise ein Relais des Ver sorgungsstromkreises der Maschine oder eine Melde- und Alarmschaltung der Anlage geöffnet oder geschlossen wird.
Der kastenförmige Körper 2 weist in der Regel die Form eines Parallelepipedprismas auf und besteht für gewöhnlich aus einem nahezu würfelförmigen Oberteil oder Kopf 11, der mit einem Zwischenteil oder -block 12 verbunden ist, der seinerseits mit einem nahezu parallelepipedförmigen und dichten Unterteil oder Kontaktgehäuse 13 verbunden ist.
Die drei Teile 11, 12, 13 können mittels zumindest eines Schraubenpaares 14, 15 miteinander verbunden werden, das in entsprechende Gewindebohrungen eingeschraubt wird, die in den Zeichnungen nicht sichtbar sind und im Kontaktgehäuse 13 in um 90° winkelversetzten Stellungen ausgebildet sind, und durch glatte Bohrungen 16, die im Zwischenteil 12 des Körpers ausgebildet sind und ebenfalls in um 90° winkelversetzten Stellungen liegen.
Dank der 90°-Anordnung der oben erwähnten Bohrungen können der Kopf 11 und der Zwischenteil 12 jeweils um 90° in 90 in Bezug auf das Kontaktgehäuse 13, d.h. in 4 verschiedenen Positionen, gedreht werden, wodurch eine beträchtliche Flexibilität bei der Positionierung und beim Einbau ermöglicht wird.
Im Oberteil 11 sind die Schlitze F₁, F₂ zum Einführen des Betätigers 3 ausgebildet, so dass Letzterer mit den Aktuatormitteln in Wechselwirkung steht, die allgemein mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnet sind und innerhalb des Körpers 2 liegen.
Die Aktuatormittel 17 sind ihrerseits derart ausgebildet, dass sie mit den Sicherheitskontakten 5, 6 in Wechselwirkung stehen, um diese mittels des Einführens des Betätigers 3 umzuschalten und die Entnahme desselben für gewöhnlich zu verhindern.
Die Aktuatormittel 17 können insbesondere eine Nocke 18 umfassen, die von einer Querachse 19, die auf einer prismatischen Stütze 20 drehbar angebracht ist, die ihrerseits im Kopf 11 blockiert ist, durchlaufen wird.
Die Nocke 18 verfügt über eine Außenkante mit passenden Sitzen 21, 22, die geeignet sind, mit komplementärförmigen Zähnen 23 des Endes des Betätigers 3 in Wechselwirkung zu stehen, wenn Letzterer durch einen der Schlitze F₁, F₂ eingeführt wird. Außerdem weist das Profil der Nocke 18 eine Einbuchtung 24 und zwei Vorsprünge 25, 26 auf, die dazu bestimmt sind, mit dem freiliegenden Ende 27 einer allgemein mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichneten Schubeinheit in Wechselwirkung zu stehen.
Die Schubeinheit 28 besteht ihrerseits aus einem ersten Teil oder Entriegelungsstößel 29, der beispielsweise mittels einer Auslöseverbindung mit einem zweiten Teil 30 oder Steuerstößel ausgerichtet und fest verbunden ist.
Eine Druckfeder 31 mit einer passenden Elastizitätskonstante befindet sich zwischen einem ringförmigen Bund des Entriegelungsstößels 30 und einer Querwand des Kontaktgehäuses 13, damit das freiliegende Ende 27 des Entriegelungsstößels mit dem Profil der Nocke 18 ständig in Gleitverbindung bleibt, indem es ihrem Profil folgt.
Der Steuerstößel 30 ragt teilweise in das Innere des Kontaktgehäuses 13, wo neben den Kontakten 5, 6 gegebenenfalls ein elektrischer Verriegelungs-/Entriegelungsmagnet des Betätigers (nicht in den Zeichnungen dargestellt) angebracht werden kann.
Der Schalter umfasst ferner eine Hilfsentriegelungsvorrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 32 gekennzeichnet ist, um den Betätiger 3 mittels eines passenden Steuerelementes 33 von Hand zu entriegeln.
Dieses ist, wie nachstehend eingehender beschrieben, zwischen einer nicht im Betrieb befindlichen oder geschlossenen Position und einer betriebsbereiten oder geöffneten Position zum Umschalten der Sicherheitskontakte 5, 6 und zum Entriegeln des Betätigers 3 verstellbar.
Die Hilfsentriegelungsvorrichtung 32 weist insbesondere Kontaktmittel auf, die geeignet sind, mit den Aktuatormitteln 17 in Wechselwirkung zu stehen, um die Kontakte 5, 6 bei Aktivierung der Entriegelungsvorrichtung 32 umzuschalten und die Entnahme der Entriegelungsvorrichtung aus dem Steuerelement 33, wenn es sich in geöffneter Position befindet, zu ermöglichen.
Im Detail umfassen die Kontaktmittel eine im Zwischenblock 12 des kastenförmigen Körpers angebrachte zylindrische Buchse 34, die hierzu vorteilhaft in zwei Halbschalen 12', 12'', um eine Drehachse H, die quer zur Längsachse L liegt, bereitgestellt wird.
Die Buchse 34 weist ein geschlossenes Ende 35 auf, aus dem sich ein Endstück 36 erstreckt, das exzentrisch und parallel zur Drehachse der Buchse liegt.
Das gegenüberliegende Ende der Buchse verfügt über eine polygonale Öffnung 37, in die das komplementärförmige Ende 38 eines herkömmlichen Schlossblockes 39, der ebenfalls im Zwischenblock 12 drehbar angebracht ist, eintritt.
Das nach außen gerichtete Ende 40 des Blockes 30 weist einen geformten Hohlraum 41 auf, um einen gewöhnlichen Schlüssel, der das Steuerelement 33 darstellt, einzuführen.
Der Steuerstößel 30 verfügt über eine ringförmige Oberfläche 42, die im Wesentlichen flach ist und mit der das axiale exzentrische Endstück 36 der Buchse 34 in Verbindung tritt.
Von der geschlossenen Position in 2 ausgehend, in der sich das Endstück 36 in seiner höchsten Position befindet, bewirkt die Schlüsseldrehung um 180° eine entsprechende Drehung der Buchse 34, wobei das axiale Endstück 36 in seiner niedrigsten Position verweilen wird, wie aus 3 ersichtlich. In dieser geöffneten Position wirkt das axiale Endstück 36 auf die ringförmige Oberfläche 42 ein, indem es die axiale Bewegung des Steuerstößels 30 gegen die Wirkung der Feder 31 fördert, so dass die Kontakte 5, 6 umgeschaltet werden. Parallel dazu wird es die Bewegung des Entriegelungsstößels 29 hervorrufen, so dass die Entnahme des Betätigers 3 möglich ist.
In dieser geöffneten Position kann der Schlüssel 33 aus Block 39 vom Wartungsfachmann herausgezogen und mitgenommen werden, der sich gelassen vom Aufenthaltsbereich entfernen und die' Barriere offen lassen kann und sich dabei sicher sein kann, dass Dritte den Schlüssel 33 nicht ohne sein Wissen zur Verriegelung der Barriere und zur Widerscharfmachung des Schalters benutzen können.
Um zu verhindern, dass der Betätiger 3 mit dem sich in geöffneter Position befindlichen Schlüssel 33, wie in der 3 dargestellt, herausgezogen werden kann, in der ein perfekter Ausgleich der Kraft der Feder 31 erfolgen kann, sind ein oder zwei quer angebrachte Sperrzähne 43 auf dem Entriegelungsstößel 29 vorgesehen, die dazu bestimmt sind, gegen die zylindrische Außenfläche der Buchse 34, und zwar an ihr nach innen gerichtetes Ende, anzuschlagen.
Auf der zylindrischen Außerfläche der Buchse sind zwei komplementärförmige Sitze 44 ausgebildet, die dazu geeignet sind, die Sperrzähne 43 aufzunehmen. In dieser in der 5 abgebildeten Position wird das axiale Endstück 36 der Buchse 34 den Steuerstößel 30 vollkommen nach unten drücken und es dabei dem Entriegelungsstößel 29 ermöglichen, sich in seine untere Position zu bewegen, in der die Sperrzähne 43 in die Sitze 44 der Buchse 34 gelangen. Auf diese Art und Weise nimmt das freiliegende Ende 27 des Entriegelungsstößels 29 zwischen den Vorsprüngen 25, 26 der Nocke 18 Stellung ein und ermöglicht es dabei, dass sie sich vollkommen dreht und dass der Betätiger 3 herausgezogen wird. Ferner verhindern die Sperrzähne 43, die in den Sitzen 44 verweilen, die Drehung der Buchse 34 und demzufolge die Drehung des Schlüssels 33.
Bei Benutzung befindet sich die Barriere in der in 2 veranschaulichten verriegelten Position, wobei der Betätiger 3 in den Schlitz F₂ eingeführt ist und entnahmesicher verriegelt ist. Beide elektrischen Sicherheitskontakte 5, 6 sind geschlossen und die Anlage ist in Betrieb.
Wenn in diesem Zustand der Versuch unternommen wird, den Betätiger 3 herauszuziehen, treibt er die Nocke 18 durch seine Vorsprünge 23 zur Drehung an, die solange im Sitz 21 verweilen werden, bis der Vorsprung 25 der Nocke 18 mit dem Entriegelungsstößel 29 in Verbindung tritt, und folglich wird die Entnahme des Betätigers 3 verhindert.
Die Feder 31 hält den Steuerstößel 30 in Position und stützt sich auf das Kontaktgehäuse 13 und hält gleichzeitig die elektrischen Kontakte 5, 6 geschlossen.
Wenn der Betätiger 3 in den Schlitz F₁ eintritt, werden seine Vorsprünge 23 in den Sitz 22 gelangen und dadurch wird dasselbe Ergebnis erzielt, wie wenn der Betätiger in den. Schlitz F₂ eingeführt worden wäre.
Für die Sicherheit des Mechanismus werden zwei einbruchsichere Vorrichtungen bereitgestellt, die in den Zeichnungen nicht veranschaulicht sind, aber der Art angehören, die beispielsweise in den auf den Namen derselben Anmelderin lautenden Patenten Nr. 1287315, Nr. 1292367, Nr. 1292975, Nr. 1294686, Nr: 1300328, Nr. 1300416 beschrieben ist, und darauf abzielen, dass lediglich der Betätiger 3 und keine anderen Gegenstände in die Schlitze F₁ und F₂ eingeführt werden dürfen, wodurch verhindert wird, dass jemand bei geöffneter Schutzeinrichtung das Einführen des Betätigers simulieren und somit die Maschine in Betrieb setzen kann.
Aufgrund der 180°-Drehung des Schlüssels 33 dreht die Buchse 34 um denselben Winkel und zwingt dabei das Endstück 36 zum Drücken des Steuerstößels 30. Während dieser Drehung wird zunächst der Sicherheitskontakt 5 geöffnet und erst daraufhin erfolgt die Freigabe des Entriegelungsstößels 29 aus dem Vorsprung 25 der Nocke 18.
Wenn in dieser in der 3 dargestellten Position ein Bediener den Betätiger 3 mit einer derartigen Kraft in Zug halten würde, dass ein Ausgleich der Kraft der Feder 31 stattfinden würde, wäre es möglich, die Stößel 29 und 30 in einer Stillstand-Zwischenposition zu halten. Auf diese Art und Weise könnte der Bediener das Schloss 39 und die Buchse 34 mit der anderen Hand in die Verriegelungsposition bringen und den Schalter für die Verriegelung der Schutzeinrichtung bereitstellen.
Dank der Anwesenheit der zylindrischen Außenfläche der Buchse 34 verhindern jedoch die Sperrzähne 43 die Abwärtsbewegung des Entriegelungsstößels und folglich die Entnahme des Betätigers. Also muss der Bediener das Schloss notwendigerweise erneut in seine Entriegelungsposition bringen.
Wenn der Schlüssel 33 vollkommen gedreht ist, wie in der 4 dargestellt, ist die Entriegelungsvorrichtung aktiviert und der Betätiger 3 vollkommen herausgezogen.
Während der Entnahme des Betätigers 3 wird ferner das zweite Sicherheitskontaktpaar 6 umgeschaltet, das mit einem optischen und/oder Schallmelder der geöffneten Schutzeinrichtung verbunden werden kann.
Der erfindungsgemäße Schalter kann Gegenstand zahlreicher Abänderungen und Varianten sein, die alle unter das in den beiliegenden Ansprüchen dargelegte erfinderische Konzept fallen. Alle Einzelheiten können durch andere technisch äquivalente Elemente ersetzt werden und die Materialien können je nach Bedarf unterschiedlicher Natur sein, ohne dabei aus dem Bereich der Erfindung zu treten.
Auch wenn der Schalter insbesondere unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, dienen die in der Beschreibung und in den Ansprüchen benutzten Bezugszeichen dazu, das Verständnis der Erfindung zu verbessern, und sind keinesfalls als Einschränkung des beanspruchten Schutzbereiches auszulegen.

Claims

Sicherheitsschalter mit Entriegelungsvorrichtung, der Folgendes umfasst: einen kastenförmigen Körper (2) mit einer Längsachse (L), der am festliegenden Teil einer Schutzeinrichtung einer Maschine oder Anlage verankert werden kann, einen Betätiger (3), der am beweglichen Teil der Schutzeinrichtung verankert und zumindest in einen Schlitz (F₁, F₂) des Körpers eingeführt werden kann, eine Entriegelungsvorrichtung (32), die im Körper (2) angebracht ist und ein Steuerelement (33) aufweist, das von Hand betätigt werden kann, um zwischen einer geschlossenen Position, in der der Betätiger (3) verriegelt ist, und einer geöffneten Position, in der der Betätiger entriegelt ist und aus dem Körper (2) herausgezogen werden kann, zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen elektrischen Sicherheitskontakt (5, 6), der sich innerhalb des Körpers (2) befindet, umfasst, wobei Aktuatormittel (17) vorgesehen sind, die zumindest auf den einen Sicherheitskontakt (5, 6) einwirken, um ihn bei Aktivierung der Entriegelungsvorrichtung (32) umzuschalten, wobei die Entriegelungsvorrichtung (32) Kontaktmittel (34, 36) aufweist, die dazu geeignet sind, mit den Aktuatormitteln (17) in Wechselwirkung zu stehen, und die derart ausgebildet sind, dass die Drehung der Entriegelungsvorrichtung (32) bei herausgezogenem Betätiger (3) verhindert wird und die Entnahme des Steuerelementes (33), während sich Letzteres in geöffneter Position befindet, ermöglicht wird.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 1, wobei die Kontaktmittel eine zylindrische Buchse (34) umfassen, die im Körper (2) drehbar angebracht ist und über eine Wand mit einem quer stehenden Ende (35) verfügt, aus der sich ein axiales Endstück (36) erstreckt, das dazu bestimmt ist, mit den Aktuatormitteln (17) in Wechselwirkung zu stehen.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 2, wobei das axiale Endstück (36) exzentrisch zur Drehachse (H) der Buchse (34) liegt.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 2, wobei die zylindrische Buchse (34) mit einem Block (39) eines herkömmlichen Schlosses fest verbunden ist.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 4, wobei der Schlossblock (39) einen axialen Hohlraum (41) aufweist, der passend nach der Außenseite des Körpers geöffnet geformt ist, damit ein herkömmlicher Schlüssel (33), der das Steuerelement darstellt, eingeführt werden kann.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 5, wobei die geöffnete Position und die geschlossene Position des Schlüssels (33) um 180° winkelversetzt sind.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 2, wobei die Aktuatormittel (17) eine Schubeinheit (28) umfassen, die zumindest mit dem einen Sicherheitskontakt (5, 6) verbunden ist und dazu bestimmt ist, mit dem Betätiger (3) in Wechselwirkung zu stehen.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 7, wobei die Schubeinheit (28) einen Entriegelungsstößel (29) und einen Steuerstößel (30) umfasst, die im Wesentlichen entlang der Längsachse (L) ausgerichtet sind und an ihren angrenzenden Enden fest verbunden sind.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 8, wobei das freiliegende Ende des Steuerstößels (30) derart ausgebildet ist, dass es zumindest mit dem einen elektrischen Sicherheitskontakt (5, 6) gegen die Wirkung der elastischen Kontrastmittel (31) in Wechselwirkung steht.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 8, wobei die Aktuatormittel eine Nocke (18) umfassen, die über eine Außenkante mit passenden Vorsprüngen (24, 25) verfügt, die dazu bestimmt sind, mit dem freiliegenden Ende (27) des Entriegelungsstößels (29) in Wechselwirkung zu stehen, und mit passenden Sitzen (21, 22), die dazu bestimmt sind, formgerechte Vorsprünge des Betäti gers (3) aufzunehmen.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 8, wobei der Steuerstößel (30) eine ringförmige Oberfläche (42) aufweist, die im Wesentlichen flach und dazu bestimmt ist, mit dem axialen Endstück (36) der Buchse (34) in Wechselwirkung zu stehen.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 11, wobei die Kontaktmittel ferner einen ununterbrochenen zylindrischen Teil auf der Außenfläche der Buchse (34) umfassen, der dazu bestimmt ist, zumindest für ein Sperrelement (43) des Entriegelungsstößels (29) bei geschlossener Position des Schlüssels als Anschlag zu wirken, so dass die axiale Bewegung des Entriegelungsstößels (29) und folglich die Entnahme des Betätigers (3) verhindert werden.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 12, wobei das Sperrelement (43) zumindest einen aus dem Entriegelungsstößel (29) quer herausragenden Zahn umfasst.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 13, wobei der zylindrische Endteil der Buchse zumindest einen im Wesentlichen radialen Sitz (44) umfasst, der dazu bestimmt ist, zumindest einen Sperrzahn (43) aufzunehmen, wenn sich der Schlüssel (33) in geöffneter Position befindet, so dass die axiale Bewegung des Entriegelungsstößels (29) und folglich die Entnahme des Betätigers (3) ermöglicht wird.
Sicherheitsschalter gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei der kastenförmige Körper (2) einen Zwischenblock (12) umfasst, in dem sowohl die Buchse (34) als auch der Schlossblock (39) drehbar angebracht sind.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 15, wobei der Zwischenblock (12) aus einem Paar von Halbschalen (12', 12''), die miteinander verbunden sind, besteht.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 14, wobei der Zwischenblock (12) mit einem Teil des oberen Endes oder Kopfes (11) verbunden ist, der dazu geeignet ist, die Nocke (18) und zumindest teilweise den Entriegelungsstößel (29) aufzunehmen.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 15, wobei der Kopf (11) zumindest einen Schlitz (F₁, F₂) zum Einführen des Betätigers (3) aufweist.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 18, wobei der Zwischenblock (12) mit einem Teil des unteren Endes oder Kontaktgehäuses (13) verbunden ist, der dazu bestimmt ist, einen Teil des Steuerstößels (30) und zumindest den einen elektrischen Sicherheitskontakt (5, 6) aufzunehmen.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 18, wobei der Zwischenblock (12) und das Kontaktgehäuse (13) Längsbohrungen (15) aufweisen, die um 90° winkelversetzt sind, so dass die Teile in jeder Position miteinander verbunden werden können.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 15, wobei der Kopf (11) zumindest ein Paar von Schlitzen (F₁, F₂) für den Betätiger (3) aufweist, wobei der eine parallel und der andere senkrecht zur Längsachse (L) liegt.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 21, wobei ein erster elektrischer Sicherheitskontakt (5) vorgesehen ist, der dazu bestimmt ist, vom Steuerstößel (30) beim Durchgang des Schlüssels (33) von seiner geöffneten Position zur geschlossenen Position und umgekehrt aktiviert zu werden.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 22, wobei ein zweiter elektrischer Sicherheitskontakt (6) vorgesehen ist, der dazu bestimmt ist, vom Steuerstößel (30) bei vollständiger Entnahme des Betätigers zumindest aus dem einen Schlitz (F₁, F₂) aktiviert zu werden.
Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 1, wobei das Kontaktgehäuse (13) in seinem Inneren einen automatischen Verriegelungs-/Entriegelungselektromagneten des Betätigers (3) enthält.