DE202006018746U1

DE202006018746U1 - Scharnier mit eingebautem Sicherheitsschalter

Info

Publication number: DE202006018746U1
Application number: DE202006018746U
Authority: DE
Original assignee: Elesa SpA
Current assignee: Elesa SpA
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2016-12-09
Also published as: US7507922B2; US20070157431A1; ITMI20060007U1

Abstract

Scharnier mit zwei flügelförmigen Hauptbauelementen (1, 2) und mit einem gegenseitig eingreifenden Bereich (3) auf einer gemeinsamen Schwenkachse, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem der Flügel (1) einstückig ein Kopf (4) der Schwenkachse vorgesehen ist, der ein nockenförmiges Profil aufweist, und dass zu dem anderen Flügel (2) ein Schalterkörper (5) zugehörig ist, von dem ein Betätigungsstift (9) vorsteht, dessen äußeres Ende mit dem nockenförmigen Profil in Eingriff steht und dessen Ende innerhalb des Körpers (5) mit einem Leistungsschalter (10) zusammenwirkt, der in dem Körper (5) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Scharnier mit einem eingebauten Sicherheitsschalter.
Scharniere dieser Art stehen seit einiger Zeit auf dem Markt zur Verfügung und werden in industriellen Ausrüstungsgütern eingesetzt, insbesondere zum Anschließen von Klappen am Rahmen eines Gehäuses, das die Ausrüstung enthält, wenn ein Zugang zum Gehäuseinneren besonders gefährlich ist, wenn diese läuft. Auf ähnliche Weise kann diese Art Vorrichtung bei gewöhnlichen Zugangstüren eingesetzt werden, um anzuzeigen, wenn Personen den Raum betreten oder ihn verlassen.
Beispielsweise ist ein Scharnier dieser Art, das an der Abdeckung eines Maschinengehäuses angeordnet ist, so hergestellt, dass durch Öffnen der Abdeckung ein elektrischer Schalter betätigt wird, der in geeigneter Weise in dem Scharnierkörper eingebaut ist, der dann ein Öffnungssignal abgeben oder möglicherweise die Stromzufuhr zum Maschinenmotor umgehend abschalten kann, so dass die Maschine anhält. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Bedienungsmann keinen Zugriff auf die Maschine hat, während diese läuft. Auf ähnliche Weise, wenn es sich um eine Zugangstür handelt, betätigt der Sicherheitsschalter eine Glocke oder ein anderes Warnsystem.
Um die Beschreibung einfach zu halten, bezeichnet der Begriff „Tür" im Folgenden den beweglichen Teil des Systems, an dem das Scharnier angebracht ist, ohne Rücksicht darauf, ob es sich tatsächlich um eine Tür eines Ausstattungsstücks, um die Motorhaube eines Autos oder um eine andere Verschlusstür eines Abteils handelt.
Eine Scharniervorrichtung dieser Art wird beispielsweise in der EP-Patentschrift Nr. 1,239,496 im Namen von Bernstein, eingereicht am 2. Februar 2002, beschrieben. Es besteht aus einem 2-flügeligen Scharnier, bei dem einer der beiden Flügel als kastenförmiger Körper ausgeführt ist, der ein Schaltsystem enthält.
Dieses System kann mittels eines Betätigungshebels betätigt werden, der durch die Drehung eines Scharnierflügels gegenüber dem anderen betätigt wird.
Genauer gesagt und wie in der EP-Patentschrift Nr. 1,239,496 beschrieben, ist in dem kastenförmigen Körper, der einen ersten Scharnierflügel ausbildet, ein Mikroschalter enthalten, dessen Betätigungsknopf von einem Ende des Betätigungshebels betätigt wird, dessen anderes Ende in einem feststehenden Punkt des kastenförmigen Körpers drehbar gelagert ist, der eine Drehachsenfunktion hat. Ein Stift, der aus einer Zwischenstellung des Hebels vorsteht, kommt unter der Wirkung einer Druckfeder mit einem Schlitz in Eingriff, der in einem Element erhalten wird, das einstückig mit dem zweiten Scharnierflügel ausgebildet ist. Das einstückig mit dem zweiten Scharnierflügel ausgebildete Element ist derselbe Stift für die Rotation der beiden Scharniere zueinander. Wenn – aufgrund der Wirkung der Rotation eines Scharnierflügels gegenüber dem anderen während der Öffnungsphase der von einem Scharnier getragenen Tür – dieser Stift aus seinem Schlitz herausgeschoben wird, schwingt der Betätigungshebel und betätigt den Mikroschalter, der ein elektrisches Warnsignal für das Öffnen der Tür abgibt.
Bekannt ist, dass diese Anordnung mindestens einen gravierenden Nachteil hat: Ihr Aufbau ist nämlich relativ komplex, auch in Verbindung mit der Notwendigkeit, ein Einstellsystem für die maximale Breite des Türöffnungswinkels bereitzustellen, bei dem noch kein Warnsignal erzeugt wird, und folglich kostspielig, da es leicht beschädigt werden kann und unbedingt die Installation und Wartung durch spezialisiertes Personal erforderlich macht.
Hinzuweisen ist auch darauf, dass das vorhergehend beschriebene Scharnier unbedingt in einer deutlich größeren Größe hergestellt und mit anderen oder anders positionierten Befestigungsmitteln hergestellt werden muss im Vergleich zu denen regulär verkaufter schalterloser Scharniere. Bekannt ist, dass dieses einen deutlichen Nachteil immer dann mit sich bringt, wenn ein solches Schaltscharnier als Ersatz für ein erstes konventionelles Scharnier eingebaut werden soll, da im Allgemeinen weder ausreichend Platz vorhanden ist noch die Befestigungspunkte zusammentreffen.
Ferner wird dieser Scharniertyp in den meisten Fällen aus einem robusten Metallwerkstoff hergestellt – damit der in dem kastenförmigen Körper enthaltene Mikroschalter vor Deformierungen durch zu starke Belastungen auf die Türen ausreichend geschützt ist – was kostspielig wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Scharnier bereitzustellen, das mit einem Schalter ausgestattet ist, der die Nachteile nach dem Stand der Technik löst. Insbesondere soll ein leicht zu installierendes Scharnier bereitgestellt werden, das kompakt ausgeführt ist und ein vollständiges Öffnen der Türen zulässt. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Scharnier mit einem Schalter bereit zu stellen, das schalterlose Scharniere leicht ersetzen kann, die vorher an der Maschine vorgesehen waren.
Wieder eine andere Aufgabe besteht darin, ein Scharnier zu erhalten, das auch mutwilliger Zerstörung nicht leicht nachgibt.
Weitere Merkmale und Vorteile des der Erfindung zugrunde liegenden Aufbaus werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die jedoch ausschließlich beispielhaft gilt, und der beiliegenden Zeichnungen deutlich.
1 ist eine Frontansicht des der Erfindung zugrunde liegenden Scharniers;
2 ist die Ansicht in 1, wobei die Sicherheitsschalterabdeckung abgenommen wurde;
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Scharniers in 1;
4 ist eine Schnittansicht des der Erfindung zugrunde liegenden Scharniers entlang Schnitt B-B in 1; und
5 ist eine Schnittansicht des der Erfindung zugrunde liegenden Scharnierkopfes entlang Schnitt C-C in 1.
Das der Erfindung zugrunde liegende Scharnier besteht aus zwei Hauptelementen 1 und 2, die flügelartig oder als Scharnierkörper ausgebildet sein können – allgemein aus einem thermoplastischen Werkstoff geformt, der aber auch aus anderen synthetischen Werkstoffen oder aus Gummi oder Metall hergestellt sein kann -, das so ausgebildet ist, dass es mit einem gegenseitig eingreifenden Bereich 3 auf einer gemeinsamen Schwenkachse ausgestattet ist.
An der Oberseite des gegenseitig eingreifenden Bereichs 3 der Flügel 1, 2 ist ein Kopf 4 einstückig mit dem Flügel 1 der Schwenkachse bereitgestellt, während an der Oberseite des Flügels 2 einstückig oder durch Ultraschallschweißen ein Schalterkörper 5 befestigt ist.
Der Schalterkörper 5 ist kastenförmig als rechteckiges Parallelepiped mit abgerundeten Kanten ausgeführt, vorzugsweise durch Formen aus einem thermoplastischen Werkstoff erhalten, an dessen Oberseite eine vorzugsweise zylindrische Anschlussbuchse 6 angeordnet ist. Ferner sind entlang seiner Seitenwand zwei Öffnungen 7, 8 zum Einführen der vorhergehend beschriebenen Anschlussbuchse 6 in einer oberen Stellung, beziehungsweise eines Betätigungsstiftes 9 in der Nähe des Kopfes 4 vorgesehen.
In dem Körper 5 ist ein handelsüblicher Mikroschalter 10 enthalten, der jeweils mit einem Knopf 11 und elektrischen Leitungen 12 ausgestattet ist.
Der Knopf 11 ist entsprechend dem Betätigungsstift 9 ausgerichtet, und zwischen den beiden ist eine dünne Metallplatte 13 angeordnet, die als eine Feder wirkt, die an ihrem oberen Ende an der Innenseite des Körpers 5 durch drei Trägerstifte 14a, 14b, 14c befestigt ist. Diese sind so angeordnet, dass die Platte 13 vorgespannt ist, um den Stift 9 aus dem Körper 5 heraus, d.h. zu dem Kopf 4 zu drücken.
Elektrische Leiter 12 stellen die Verbindung eines männlichen Steckers, der in der Buchse 6 angeordnet ist und mit einer Steckdose (nicht gezeigt) zusammenwirken kann, mit dem Anschluss für elektrischen Strom her.
Nach erfolgtem Aufbau der beschriebenen Anordnung auf diese Weise wird eine Abdeckung 15 im Ultraschallverfahren aufgeschweißt, die den Körper 5 schließt.
Der Schnitt in 5 zeigt den Kopfkörper 4, dessen Außenfläche nockenförmig ausgebildet ist und der mit dem Stift 9 zusammenwirken kann. Die Zeichnung zeigt deutlich, dass sich der Stift 9 in Ruhestellungen (Tür geschlossen, Stellung in 1 und 5) in dem Schlitz 16 des Nockenprofils des Kopfes 4 unter dem Vorspannungsdruck der Feder 13 und der Knopf 11 des Mikroschalters 10 wiederum in Ruhestellung befindet.
Die Zeichnungen zeigen ebenfalls deutlich, dass der obere Umkreis des Flügels 1 und der Schalterkörper in geeigneter Form ausgebildet sind, um die Rotation um 180° des Flügels 1 gegenüber Flügel 2 zu ermöglichen, bis ein Kontakt der beiden Flügel miteinander erhalten wird.
Aus der vorhergehenden Beschreibung wird die Betätigung einer solchen Vorrichtung offensichtlich.
Zum Montieren ist es nur erforderlich, das Scharnier an dem Rahmen und an der Tür zu befestigen und anschließend einen Elektrostecker mit der Anschlussbuchse 6 zu verbinden. Dieser Stecker wird dann entsprechend dem Zweck, für den das Scharnier eingebaut worden ist, auf der anderen Seite an eine Maschinenanhaltevorrichtung und/oder an einen Signalgeber angeschlossen.
Beim Öffnen der Tür wird der Stift 9 von dem nockenförmigen Profil des Kopfes 4 – das einstückig mit dem Flügel 1 und dadurch mit der Tür rotiert – nach vorn gegen den Knopf 11 geschoben, der betätigt wird und dadurch den Sicherheitskreis betätigt. Sobald die Tür in eine geschlossene Stellung zurückgegangen ist, geht der Stift 9 in sein Gehäuse in dem Schlitz 16 zurück. Das Ausrücken des Stiftes 9 aus dem Knopf 11 wird durch das Vorspannen der Feder 13 optimiert, die den Stift 9 in seinen Schlitz 16 zurück bringt.
Die gewünschten Aufgaben wurden dadurch gelöst. Insbesondere kann das so hergestellte Scharnier schnell und leicht von einem Anwender montiert werden, der kein qualifizierter Installateur ist.
Ferner wurde ein mit einem Sicherheitsschalter ausgestattetes Scharnier erhalten, das vollständig aus einem thermoplastischen Werkstoff besteht und dadurch deutlich verbesserte Gewichtseigenschaften gegenüber ähnlichen marktüblichen Scharnieren aufweist.
Ferner bietet das auf diese Weise hergestellte Scharnier den großen Vorteil, dass der Schalterkörper 5 – der einerseits eine deutlich geringere Masse aufweist als solche nach dem Stand der Technik, und andererseits über dem Scharnierflügel angeordnet ist – die Rotationsbewegung der Flügel zueinander nicht im geringsten behindert, so dass eine Scharnieröffnung von 180° erreicht werden kann, abhängig davon, wie es vom Bedienungsmann gewünscht wird.
Schließlich ist hervorzuheben, dass der ganze Körper 5 und der entsprechende Mikroschalter 10 als eine in sich abgeschlossene Struktur unabhängig von dem Scharnier hergestellt ist, die mit diesem nur durch Kontakt zwischen dem nockenförmig ausgebildeten Kopf 4 und dem Stift 9 zusammenwirken kann. Dadurch lässt sich eine Tür an einem Maschinenrahmen mittels eines Scharniers montieren – dessen Form und Größe vorzugsweise vollständig denen der Scharniere entsprechen, die bereits marktüblich sind – wobei dieses Scharnier einen Schalterkörper 5, 10 umfasst oder schalterlos ist. Wenn die Tür von mehreren Scharnieren getragen wird, sind diese alle identisch, und es ist möglich, nur ei nes davon mit dem Schalterkörper 5 auszurüsten. Es ist einerseits auch möglich, den Körper 5 austauschbar an dem Scharnier zu befestigen, so dass ein defekter Körper 5 ausgetauscht werden kann, oder einen Körper 5 in ein bereits montiertes Scharnier einzubauen; andererseits können die Scharniere austauschbar eingesetzt werden, so dass der Anwender ein Scharnier mit einem Schalter als Ersatz für ein schalterloses Scharnier montieren kann, ohne dass neue Bohrungen ausgeführt werden müssen, um das Scharnier an der Tür zu befestigen.
Zu betonen ist auch, dass die Erfindung auch die Aufgabe löst, ein Scharnier bereitzustellen, das mit Eigenschaften ausgestattet ist, die es vor mutwilliger Zerstörung und Unachtsamkeit schützen. Der mit dem Scharnier verbundene Schalter ist nämlich so hergestellt, dass jeder gewollte oder zufällige Manipulationsversuch das umgehende Anhalten der Maschine oder Erzeugen des Alarms bewirkt.
Beispielsweise öffnet sich durch Lösen des Anschlusses der Kontakt, der geschlossen war, wodurch ein Signal erzeugt wird. Ferner ist ein Zugang zum Körper nur durch Manipulation möglich, denn die Abdeckung wurde vorher im Ultraschallverfahren angeschweißt, so dass eine bestimmte Kraft aufzubringen ist, um sie zu lösen, und häufig führt das zur Zerstörung der Abdeckung, was offensichtliche Zeichen eines Einbruchs hinterlässt.
Der Schutz der vorhergehend beschriebenen Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte besondere Ausführungsform begrenzt, sondern umfasst alle anderen technisch gleichwertigen Aufbauvarianten, die im Rahmen der beiliegenden Ansprüche enthalten sind.

Claims

Scharnier mit zwei flügelförmigen Hauptbauelementen (1, 2) und mit einem gegenseitig eingreifenden Bereich (3) auf einer gemeinsamen Schwenkachse, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem der Flügel (1) einstückig ein Kopf (4) der Schwenkachse vorgesehen ist, der ein nockenförmiges Profil aufweist, und dass zu dem anderen Flügel (2) ein Schalterkörper (5) zugehörig ist, von dem ein Betätigungsstift (9) vorsteht, dessen äußeres Ende mit dem nockenförmigen Profil in Eingriff steht und dessen Ende innerhalb des Körpers (5) mit einem Leistungsschalter (10) zusammenwirkt, der in dem Körper (5) angeordnet ist.
Scharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterkörper (5) als ein Kasten in der Form eines rechteckigen Parallelepipeds mit abgerundeten Kanten ausgeformt ist, der an seiner Seitenwand mindestens eine Öffnung (8) aufweist, um den Betätigungsstift (9) hindurchzulassen, und der den Leistungsschalter (10) in sich aufnimmt.
Scharnier nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalter (10) ein handelsüblicher Mikroschalter ist, der mit seinem eigenen Druckknopf (11) ausgestattet ist, wobei der Stift (9) auf den Knopf (11) wirkt.
Scharnier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) ferner ein dünnes elastisches Metallplättchen (13) enthält, dessen freies Ende zwischen dem Stift (9) und dem Knopf (11) angeordnet ist.
Scharnier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Metallplättchen (13) an seinem anderen Ende an einem dreipoligen (14a, 14b, 14c) Träger gehalten wird, so dass das freie Ende des Metallplättchens (13) mit einer Vorspannung auf den Betätigungsstift (9) in entgegengesetzter Richtung zu dem Knopf wirkt.
Scharnier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten, der als ein rechteckiges Parallelepiped ausgebildet ist, an seiner Seitenwand eine weitere Öffnung aufweist, um eine Anschlussbuchse (6) zu einem Versorgungsanschluss hindurchzulassen.
Scharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterkörper (5) mit der oberen Kante eines Flügels (2) verbunden ist, um die Rotation um 180° eines Flügels (1) gegenüber dem anderen (2) zuzulassen, bis die beiden Flügel einander berühren.
Scharnier nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterkörper (5) austauschbar an dem Flügel (2) befestigt ist.
Scharnier nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterkörper (5) im Ultraschallverfahren an den Flügel (2) geschweißt ist.
Scharnier nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterkörper (5) einstückig mit dem Flügel (2) ausgebildet ist.
Scharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalterkörper (5) als ein offener Kasten ausgebildet ist, der mit einer im Ultraschallverfahren aufgeschweißten Abdeckung (15) ausgestattet ist.
Scharnier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier aus Technopolymer hergestellt ist.