-
Bezeichnung: Schalteranordnung zur Schließ- und/oder
-
Funktionskontrolle und -steuerung von TUren, Maschinen und dgl.
-
Die Erfindung betrifft eine Schalteranordnung zur Schließ-und/oder
Funktioskontrolle und -steuerung von Türen, Schutzgittern, Geräten und Maschinen.
-
Au dem DE-GM 75 06 202 ist eine Schalteranordnung bekannt, die aus
zwei voneinander getrennt angeordneLen Teilen, ninlich einem Magnet und einem Magnetkontaktschalter
besteht, wobei der Magnet in der Tür bzw. in einem Rolladen eingebaut ist, während
der Schalter sich im Türrahmen bzw.
-
an einem Bauteil benachbart des Rolladens befindet. Sobald der Magnet
in den Nachbarbereich des Magnetschalters gelangt, wird dieser geschlossen. Mit
dem Schalter ist eine Türschließ-Kontrollampe und eine Geräteraumbeleuchtung verbunden.
-
Der Hauptnaateil der bekannten Schalteranordnung besteht darin, daß
eine Funktionsstörung der Schaltanordnung nicht in jedem Fall vom Bedienungspersonal
bemerkt werden muß, weil nicht auszuschließen ist, daß beim Öffnen der Tiir oder
des Rolladens die Kontakte des Schalters hängenbleiben bzw.
-
miteinander verhaken oder verschweißen, so daß trotz geöffneter Tür
dem Bedienungspersonal durch die Kontrolleuchte der Schließzustand angezeigt wird.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Schalteranordnung dahingehend
zu verbessern, daß die Funktionssicherheit erhöht wird und daß ein Defekt des Magnetschalters
mit Sicherheit
bemerkt wird. Weiterhin soll die Schaltanordnung
so getroffen werden, daß sie auch als Sicherheitssdalter für maschinen oder maschinelle
Einrichtungen verwendet werden kann, wobei sichergestellt ist, daß die von dem magnetschalter
gesteuerte Maschine nur dann Strom erhält, wenn die jeweiligen Schutzvorkehrungen
aktiviert sind. Schlleßlich soll durch die Erfindung eine vereinfachte und störungsunanfällige
Schalteranordnung insbesondere für Rolladen an Feuerwehrfahrzeugen geschaffen werden,
bei welcher im Rollladen selbst kein Magnet mehr eingesetzt werden muß.
-
Die Erfindung besteht in einer Schalteranordnung, die gekennzeichnet
ist durch die Kombination eines Magnetschalters, insbesondere einer durch Änderung
des Magnetfeldes beeinflußten Reed-Schaltampulle und eines Lastgliedes, wie Relais,
Triac oder Transistor, wobei der Magnetschalter und das Lastglied vom gleichen Potential
versorgt und durch Umkehrung der Schaltfunktion des Lastgliedes so ausgelegt sind,
daß eine gegenseitige Kontrolle der beiden Schaltstellungen erreicht wird.
-
Das wesentliche der Erfindung besteht also in der Kombination eines
Magnetschalters und eines Lastgliedes, wobei eine gegenseitige Kontrolle von Schalter
und Lastglied ermöglicht wird. Z.B. gibt das Lastglied die Stromzufuhr zur Maschine
nur frei, wenn der Reedschalter geöffnet ist. Bei
geschlossenem
Reedschalter ist die Stromzufuhr unterbrochen.
-
Ein tiängenbleiben der Schalterkontakte kann also nicht zu einem falschen
Signal für die Bedienungsperson führen.
-
Dadurch eignet sich die vorliegende Erfindung insbesondere als Sicherheitsschalter
für diverse Maschinen urd Gerste, auch z.B. an Üfen, wobei der Schalter dafür sorgt,
daß die Maschine nicht in Betrieb gesetzt werden kann, ohne daß die Sicherheitseinrichtung,
z.B. ein Schutzgitter wirksam i;t.
-
Bei öfen ist ein solcher Schalter an der Ofentür angebracht und sorgt
dafür, daß beim Öffnen der Tür die freiliegende heizung abgedeckt wird.
-
Die erfindungsemäße Schalteranordnung kann weiterhin fiir Hebezeuge
und Aufzüge genauso verwendet werden, wie in Verbindung mit Stanzen und Pressen,
um beispielsweise bei letzteren anzuzeigen, ob ein Eisenteil sich in der richtigen
Position befindet oder nicht.
-
Als Zählvorrichtung an Transportbändern kann die Erfindung ebenso
eingesetzt werden, um magnetisch beeinflußte Katerialstücke zu erfassen, wie auch
als überwachungs- und Kontrollschalter an Bandförderanlagen, wobei hier die Fördermittei
mit kleinen Eisenplatten beklebt werden.
-
Wenn die neue Schalteranordnung zum Einsatz als Maschinensicherungsschalter
verwendet wird, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der
Magnetschalter ein eingebautes Magnetsystem aufweist, das mit einem externen Betätigungsmagneten
zusammenwirkt, der hinsichtlich
Polarisation, Feldmittelintensität
und Betätigungsabstand auf das eingebaute Magnetsystem abgestimmt ist. Ein solcher
Sicherheitsschalter gewihrleistet eine außerordentlich sichere Funktion und verhindert
insbesondere mögliche t4anipiilationen, denn Andere Magneten als der speziell angepaßte
Betatigungslnagnet führen nicht zur Stromfreigabe an die Maschine. Damit ist einbsolut
betriebs- und narrensicherer Schalter geschaffen, der auch bei einem Verhaken der
Schaltkontakte und nicht einmal bei Stromausfall eine Fehlsteuerung zuläßt.
-
Wenn die neue Schalteranordnung zur Kontrolle des Schließzustandes
von Türen und dgl. verwendet wird, besteht eine Weiterbildung der Erfindung darin,
daß der Magnetschalter das gesamte Magnetsystem enthält und daß das Betätigungs
organ aus einem das magnetfeld des Magnetsystems verzerrenden Eisenstück besteht.
Insbesondere für Rolläden von Feuerwehrfahrzeugen bringt ein derartiger Schalter
erhebliche Vorteile, weil das gesamte Magnetsystem einschließlich des Lastgliedes
in einem Gehäuse ortsfest am Fahrzeug montiert werden kann, während in der Rolladenlamelle
lediglich ein Eisenstück einzuschieben ist. Etwaige Störungen, wie sie bei Verwendung
eines in die Rolladenlamelle eingeschobenen ermanentmagneten dadurch auftreten können,
daß durch den Magneten Eisenteile am Rolladen angezogen werden, sind ausgeschlossen.
Die Zuordnung des Eisenstückes quer
zur Bewegungsrichtung zum Schalter
ist viel unkritischer als bei einem eingeschobenen Dauermagneten, weil ein Eisenstück
mit größerer Länge verwendet werden kann, was bei einem Einschubmagneten nicht möglich
ist. Hier müßte der Dauermagnet in eine ganz genaue Position gebracht werden, um
den Schalter sicher betätigen zu können. Bei Verwendung eines in den Rolladen eingeschobenen
Eisenstückes kommt es dagegen auf die Einhaltung dieser genauen Position relativ
zum Schalter nicht an, Eine Weiterbildung der Erfindung ist schließlich darin zu
sehen, daß ein Magnetschalter verwendet wird, der in seiner nicht beeinflußten Ruhestellung
geschlossen ist. In dem durch den Magnetschalter geschalteten Stromkreis liegt gemäß
einer Ausgestaltung ein optisches und/oder akustisches Kontrollorgan, das bei geschlossenem
Schalter aktiviert ist, während der vom Lastglied beaufschlagte Stromverbraucher,
z.B. Maschine, Beleuchtung usw. außer Betrieb ist, während bei geöffnetem Schalter
die Verhältnisse umgekehrt sind. Der erfindungsgemäße Schalter erlaubt also quasi
eine gegenseitige Kontrolle des Magnetschalter und des Lastgliedes. Dabei kann nicht
nur die geöffnete Stellung des Schalters (Betriebsstellung) durch eine Kontrollleuchte
angezeigt werden, sondern auch die geschlossene Stellung des Schalters (Ruhestellung)
durch eine andere Kontrolleuchte, um die Betriebabereitschaft anzuzeigen.
-
Obwohl grundsätzlich für Maschinensicherheitsschalter auch ein geschlossenes
Magnetsystem im Schaltergehäuse verwendet werden kann, das von einer Eisenfahne
gesteuert wird, wird hier jedoch zur größeren Sicherheit als Steuerorgan ein Betätigungsmagnet
vorgezogen, der hinsichtlich Polarisation, Feldintensität und Betätigungsabstand
genau auf das Magnetsystem abgestimmt ist, so daß jegliche Manipulationen des Benutzers
von vornherein wirkungslos sind.
-
Die Erfindung sei anhand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben.
-
Es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf die neue Schaltanordnung mit
Reedschalter und Relais, Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Schaltanordnung gemäß
Fig. 1, Fig. 3 einen Schaltplan der Schaltanordnung gemäß Fig. 1 und 2 in Verbindung
mit Beleuchtung und Kontrolllampe, Fig. 4 eine Detailansicht der Anordnung eines
Schalters gemäß Fig. 1 und 2 an der Rolladenführung eines Feuerwehrfahrzeuges bei
Betätigung der Schaltanordnung durch eine Eisenfahne, Fig. 5 einen Schnitt durch
eine Schaltanordnung ähnlich Fig. 2, 3edoch fUr .Xine Betavigung durch einen speziell
ausgelegten Bstätigungsmagneten und
Fig. 6 ein Schaltbild der Schaltanordnung
gemäß Fig. 5.
-
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schalter weist zwei Nagnetsysteme
a und b auf, zwischen denen sich ein Reedschalter d und eine Eisenplatte c befinden.
Mit e ist ein Relais bezeichnet. Weiterhin sind Dioden f, ein Widerstand frl nn
einer Leiterplatte h vorgesehen. Das Ganze ist in einem Kunststoffgehäuse k untergebracht,
aus dem ein Kabel i zum Verbraucher, beispielsweise einer Maschine, einer Beleuchtung
oder dgl. führt.
-
Die Nagnetfelder der beiden Magnetsysteme a und b sind so aufeinander
abgestimmt, daß sie sich entweder in Ruhelage gegenseitig aufheben (Schließerkontakt)
oder aber in Ruhelage ein bestimmtes Feld auf den Schalter geben, so daß dieser
geschlossen ist (Öffnerkontakt).
-
Wenn ein Eisenteil eines der beiden Magnetfelder überdeckt, wird dieses
Feld dadurch verstärkt und der Schalter im Falle des Schließerkontaktes geschlossen.
Im Falle des Öffnerkontaktes wird das zunächst schwächere Feld durch das Eisenteil
so gestärkt, daß sich die beiden Magnetsysteme wieder gegenseitig aufheben und der
Schalter öffnet.
-
Im Ausführungsbeispiel wird ein Öffnerkontakt verwendet. In Fig. 4
ist der Schalter, der das Gehäuse k und das gesamte Magnetsystem um£aßt, an einer
geschützten Stelle unterhalb
des Fahrzeugdaches eines Feuerwehrfahrzeuges
benachbart der Bewegungsbahn des Rolladens befestigt. In eine der Rolladen lamellen
ist ein Eisenblechstück eingeschoben, das vorzugsweise eine größere Lunge als der
Schalter hat, so daß die Querausrichtung des Eisenstückes zum Schalter unkritisch
Cnl:.
-
Bei der AusfUtrung gem.i[f der Fig. 1 bis 4 wird der Schalter als
Öffnerkontakt verwendet, d.h. die Schaltzungen berühren einander, wenn der Rolladen
geöffnet is-t. Bei geöffnetem Rolladen ist die Beleuchtung der Geräteräume des Feuerwehrfahrzeuges
eingeschaltet. Dieser Betriebszustand kann zusätzlich durch eine Kontrolleuchte
angezeigt werden. Wird nun der Rolladen geschlossen, so gelangt die in eine der
Lamellen des Rolladens eingeschobene Eisenfahne in die Stellung gemäß Fig. 4 und
öffnet den Schalter, wodurch die Beleuchtung der Geräteräume ausgeschaltet und eine
spezielle Kontrollampe eingeschaltet wird, die den geschlossenen Zustand des Rolladens
anzeigt. Sollten die Kontakte des Reedschalters hängenbleiben, so wird auch das
Signal für den geschlossenen Rolladen nicht gegeben, womit die Bedienungsperson
auf den Funktionsmangel sofort hingewiesen wird.
-
In Fig. 3 sind noch verschiedene Dioden dargestellt. Die Diode 1 ist
eine Freilauf-Diode, welche bei einer eventuellen Schaltspitze wirksam wird. Die
Diode 2 verhindert einen
Relaisanzug beim Einschalten weiterer
Schalter, während die Diode 3 das sichere Abschalten des Relais gewährleistet.
-
In den Fig. 5 und 6 ist eine Schaltanordnung erläutert, die sich speziell
als Sicherheitsschalter für Maschinen und dgl.
-
eignet. ,fahrend bei bisherigen berührungslos arbeitenden Tslagnetschaltern
gewisse Unsicherheiten der Schalttüchtigkeit auftraten, insbesondere weil derartige
Schalter nicht zwangsweise geöffnet werden konnten und so bei einem Verhaken der
Kontakte zu einem Unwirksamwerden der Sicherung führten, schlitz die Erfindung diesen
Fehler mit Sicherheit aus.
-
Der Sicherheitsschalter gemäß Fig. 5 besteht im wesentlichen aus derselben
Anordnung wie der nach Fig. 2, jedoch wird das magnetische Schaltsystem nicht durch
ein Eisenstück, sondern durch einen speziell hinsichtlich Polarisationsrichtung
und Feldintensität sowie Arbeitsabstand an das Magnetsystem angepaßten Permanentmagnten
gesteuert. Dieser externe Permanentmagnet ist in Fig. 5 oberhalb des Gehäuses der
Schaltanordnung schematisch veranschaulicht. Auch hier hat das Gehäuse der Schaltanordnung
einen magnetisch betätigten Reedkontakt und ein im gleichen Gehäuse angeordnetes
Relais. Der Reedkontakt ist dabei so ausgelegt, daß eine wirksam eingeschaltete
Schutzvorrichtung für eine Maschine, beispielsweise einen Stanzautomaten, den Schalter
öffnet.
-
Bei geöffneter Schaltampulle fällt nunmehr das bis dahin in Arbeitsstellung
gehaltene Relais ab und gibt über seinen Ruhekontakt den S-trompfad für die Betätigung,
beispielswelse des Hauptschützes der Maschine frei. Das bedeutet, daß ein eventuelles
Verhaken der Kontaktstale des heedkontaktos nicht zum Unwirksamwerden der Schutzvorrichtung
führen kann. Wie sich aus dem Schaltbild gemäß Fig. 6 ergibt, wird sowohl die Betätigungsspule
des Relais als auch der über das Relais geschaltete Arbeitsstrom für das nachgeschaltete
SIauptschütz von ein und demselben Strompfad versorgt. Darnit ist gewährleistet,
daß auch bei einem Ausfall der Versorgungsspannung für das im Schalter eingebaute
Relais die SchutzvorPichtung vollwirksam ist.
-
Ein weiterer Vorteil des Schalters ist der, daß das eigentliche Ausgangssignal
durch Relais-Kontakte mit mindestens zehn Ampere Belastbarkeit bei 220 Volt Spannung
erfolgt.
-
Zu dem bei Reedkontakten befürchteten Verschweißen der Kontaktstücke
durch Uberbeanspruchung kann es demnach bei entsprechender Absicherung des Steuerstromkreises
nicht kommen.
-
Schließlich kann die volle Gebrauchstüchtigkeit der Schutzvorrichtung
durch eine über den Arbeitskontakt des eiti:ebauten Relais betätigte Kontrollampe
zusätzlich laufend überwacht werden. Das bedeutet, daß durch eine äußere lvontrollampe
angezeigt
wird, daß die Schutzvorrichtung noch einwandfrei funktioniert, wenn das Schutzgitter
entfernt ist.
-
Obwohl auch bei einem iasciiinensicherhe itsschalter geln;i 3 Fig.
5 und 6 als Betätigungsorgan ein Eisenstück verwendet werden kann, welches das magnetische
Feld im Schalterinneren verzerrt, wird doch die Betätigung mittels eines zus.itzlichen
1'Iagnetfeldes von außen vorgezogen, um eine Art Schlüsselsystem zu schaffen, welches
jegliche Slanipulationen durch das Bedienungspersonal unwirksam macht, da nicht
einmal mit anderen Permanentmagneten der Schalter beeinflußt werden kann, weil dies
nur durch den speziell polarisierten und mit der richtigen Feldintensität ausgestatteten
Betätigungsmagneten möglich ist.
-
Anstelle des dargestellten Relais kann das Lastglied auch ein Triac,
ein Transistor oder dgl. sein. Die Schaltampulle braucht in jedem Fall nur Spule
oder Gitter des l.astgliedes mit sehr geringer und vor allem genau vorhersehbarer
Belastung zu schalten.
-
Eine besonders wichtige Variante besteht noch darin, daß der Magnetschalter
nicht von einer passiven Eisenfahne, sondern von einem das Magnetsystem des Schalters
verstärkenden aktiven Betätigungsmagneten gesteuert wird. Durch entsprechende,
nämlich
bezogen auf die vorbeschriebene Ausführungsform, umgekehrte Polung des Betätigungsmagneten
wird erreicht, daß sich beide Nlagnetsysteme unterstützen. Dies: ermöglicht die
Uberwindung besonders großer Luftspalte.
-
L e e r s e i t e