CN108625680A - 封锁装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够借助于电驱动装置(6)操作的封锁元件(4)。借助于电驱动装置(6)能够将封锁元件(4)这样引入到锁止位置中，使得安全开关的操作器(2)被该封锁元件封锁。封锁元件(4)通过联接装置(11)与电驱动装置(6)如此连接，使得电驱动装置(6)的旋转运动转化为封锁元件(4)的纯平移运动。

Description

封锁装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的封锁装置。
背景技术
在安全技术领域中，安全开关已知地用于保护危险区域的入口。例如可以通过安全开关使作为通向危险区域的入口的防护门的闭锁得到保障。只有当通过安全开关闭锁了防护门时，才释放带来危险的设施在危险区域内部的运行。在这里，操作器配属于安全开关。在此，操作器可以典型地布置在防护门上，而安全开关布置在限界门开口的框架上。
当防护门位于它的关闭位置中时，为了闭锁防护门，使操作器与安全开关嵌接，其方式是，例如使操作器移动到缺口中。该闭锁装置通过以下方式来控制：通过在安全开关中的射频识别(RFID)读取器识别在操作器中的应答器。
除了该闭锁装置之外附加地，可以设置防护门的封锁装置。这种封锁装置例如由WO 2016/058718 Al已知。在该封锁装置中设置封锁栓，该封锁栓借助于电动机由行星齿轮传动装置操作。通过电驱动装置可以使封锁栓移动到锁止位置中，在该锁止位置中操作器通过封锁栓来封锁。
发明内容
本发明的任务在于，提供开始所提到类型的封锁装置，该封锁装置具有高的功能性。
为了解决该任务，设置权利要求1的特征。本发明的有利实施方式和合适扩展方案在从属权利要求中说明。
本发明涉及一种可借助于电驱动装置操作的封锁元件。借助于电驱动装置可以将封锁元件这样引入到锁止位置中，使得安全开关的操作器被该封锁元件封锁。封锁元件通过联接装置与电驱动装置如此连接，使得电驱动装置的旋转运动被转化为封锁元件的纯平移运动。
通过根据本发明的封锁装置确保安全开关的操作器的安全和可靠的封锁。在此，本发明的主要方面在于，通过联接装置和优选的处于由电驱动装置驱动的螺杆上的螺杆螺母将电驱动装置的旋转运动转化为封锁元件的纯平移运动。这意味着，在实施封锁元件的调整运动(在所述调整运动中该封锁元件在锁止位置和释放位置之间运动)时，往复直线运动不叠加封锁元件的干扰性旋转运动。此外，有利地，通过根据本发明的封锁装置能够实现封锁元件的大行程并且在此也能够实现高封锁力，使得即使对于操作器和封锁元件的不同构造也能够实现可靠的封锁。
通过根据本发明的封锁装置能够实施双稳态封锁。借助于电驱动装置能够将封锁元件导入到锁止位置中。在该锁止位置中，封锁元件嵌接到操作器的接收部中，由此产生封锁。借助于电驱动装置又可以使封锁元件从锁止位置中移出。
在该双稳态封锁的情况下，封锁元件的运动控制完全通过电驱动装置实现。为了能够使操作器被封锁元件封锁，借助于电驱动装置使封锁元件提前移动到它的释放位置中，使得操作器能够以它的接收部不受阻地引入到封锁元件的区域中。然后借助于电驱动装置使封锁元件移动到锁止位置中，由此实现封锁。
根据本发明的封锁装置的功能性还通过以下方式扩展：该封锁装置具有脱耦器件，封锁元件可以借助于该脱耦器件与电驱动装置脱耦地逆着弹簧力从锁止位置中运动出来。
由此能够实现封锁装置的机械解锁，这可以这样用于逃离解锁，使得当通过封锁装置例如封锁锁止通向危险区域入口的防护门时，停留在危险区域中的人员可以手动地解锁防护门，以便能够离开危险区域。一般地，机械解锁也可以从防护门的外侧、即由危险区域外部的人员操作，以便实施在相应安全装置的可见区域(Einsichtbereich)中进行辅助解锁或者实施防护门的紧急锁止。
根据本发明的特别有利的构型，使用脱耦器件以实现捕获功能。
在此，捕获功能通过以下方式实现：借助于操作器的嵌接元件使封锁元件机械地并且与电驱动装置脱耦地从锁止位置中运动出来。当操作器的接收部位于封锁元件的区域中时，该封锁元件通过弹簧力运动回到锁止位置中并且嵌接到操作器的接收部中。
该捕获功能显示为双稳态封锁的替代方案。相对于双稳态封锁，在捕获功能中封锁元件的运动不是完全由电驱动装置控制。更确切地说，脱耦器件被共同用于机械脱耦。
特别有利地，封锁装置可选择以双稳态封锁或捕获功能运行。
在此，双稳态封锁或捕获功能的功能性通过封锁装置的软件版本限定或者可通过程序指令预给定。
由此显著地提升根据本发明的封锁装置的功能性。
根据本发明的有利构型，联接装置具有横向销和横交于该横向销走向的柱体销，其中，横向销在纵向导向部中被导向，并且，其中，柱体销固定横向销。
这样构造的联接装置具有带有少量部件的非常简单的结构。
在此，特别有利地，通过联接装置在封锁元件和电驱动装置之间在轴向方向上产生旋转刚性的和无间隙的耦合。在横向方向上产生这些单元的公差补偿。
为此，横向销和柱体销的纵轴线横交于封锁元件的纵轴线地走向，其中，横向销带有间隙地安置在封锁元件的缺口中，并且，其中，柱体销带有间隙地安置在横向销的缺口中。
通过电驱动装置和封锁元件之间的无间隙的和旋转刚性的耦合实现封锁元件的精确的和可重复的调整运动。该优点与另外的由联接装置产生的横向公差补偿的优点相结合。由此，根据本发明的封锁对于不可避免的构件公差是不敏感的，由此提升封锁装置的功能安全性。
根据合适的结构方面的构型，电驱动装置具有带有行星齿轮传动装置的电动机。在电驱动装置上在从动侧设有螺杆，该螺杆通过电驱动装置的旋转运动实施进给运动，该进给运动被转化到借助于螺杆螺母耦合到螺杆上的携动件上，该携动件通过联接装置与封锁元件耦合。
在此，携动件借助于柱体销与联接装置连接并且由此进给稳定地受支承。
这样构造的封锁装置具有紧凑的、稳固的结构。
在此有利的是，携动件空心柱形地构造，其中，携动件的内室构造脱耦段作为脱耦器件的组成部分，其中，螺杆可沿着脱耦段被导向。
此外，产生弹簧力的弹簧支承在携动件和脱耦器件之间。
由此能够以少的结构方面的花费实现封锁的机械脱耦。
根据有利的实施方式，电缆在封锁元件内部被导向，其中，在封锁元件上布置有电缆转向部，借助于该电缆转向部使电缆沿着轨道曲线被强制导向。
在此，电缆连接到集成在封锁元件中的传感器件上，以控制封锁。
此外，在电缆转向部处出来的电缆在侧面在封锁装置旁边被导向。
通过电缆转向部以简单的方式可靠地防止电缆从封锁元件的区域中导出时被折断或受到其他损坏。因为在封锁元件处导出的电缆在封锁装置的其他部件旁边有间距地走向，因此以简单的方式防止电缆在封锁元件运动时产生与这些部件的嵌接或者被折断。
此外有利的是，封锁元件可以被引入到相应于释放位置的下终端位置中，该下终端位置可借助于传感机构来控制。
由此能够实现传感器控制的封锁，其中，封锁元件受传感机构控制地在限定锁止位置和释放位置的终端位置之间运动。
在此尤其有利的是，封锁元件可以被引入到相应于释放位置的下终端位置中，该下终端位置可借助于传感机构来控制。由此确定螺杆螺母的下方位置。由此出发，借助于电驱动装置的旋转发送器确定螺杆螺母的其他位置。
附图说明
下面参照附图阐释本发明。附图示出：
图1根据本发明的封锁装置的实施例的示意性示图。
图2根据图1的、具有其联接装置的封锁装置的细节示图。
图3根据图1的、具有其封锁元件和电缆转向部的封锁装置的细节示图。
图4a-c通过根据图1的封锁装置的双稳态封锁的流程图。
图5a-c通过根据图1的封锁装置的捕获功能的流程图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的封锁装置1的实施例。封锁装置1用于封锁操作器2，该操作器是具有未示出的安全开关的安全设备的组成部分。
通过该安全设备例如实现作为通向危险区域的入口的防护门的保护。操作器2可以布置在防护门上，安全开关可以布置在限界通过防护门关闭的门开口的框架上。
典型地，防护门的关闭位置可以通过以下方式控制：在安全开关中的RFID读取器读取操作器中的应答器的编码信号。
除了该闭锁之外，通过在图1中示出的封锁装置1实现操作器2的封锁。
封锁装置1为了接收它的各个部件而具有壳体3。为了实施封锁，在当前情况下由封锁栓形成的封锁元件4可以经由壳体3的上侧上的开口移出并且移入到操作器2的下侧上的缺口5中。
在封锁装置1的壳体3的下部区域中安置有电驱动装置6，该电驱动装置具有带有行星齿轮传动装置的电动机。电动机的实时转动位置通过旋转发送器7来感测。
通过电驱动装置6来驱动螺杆8。螺杆8的前端部与携动件9连接。携动件9空心柱形地构造。螺杆8的前端部经过携动件9的下侧伸入到该携动件的内室中并且在那里借助于螺杆螺母10支承。
封锁元件4借助于联接装置11耦合到携动件9的上端部上。
由电驱动装置6驱动的螺杆8的旋转运动通过联接装置11和螺杆螺母10转化为封锁元件4的纯平移运动。
该联接装置11具有横向销12和柱体销13，这些销的纵轴线彼此垂直地取向并且分别垂直于携动件9和空心柱形的封锁元件4的纵轴线地走向。
螺杆8、携动件9和封锁元件4的纵轴线沿着壳体3的对称轴线走向。
横向销12在壳体3中在呈长孔形式的纵向导向部14中被导向。长孔的纵轴线沿壳体3的纵向方向走向。
如在图2和3中示出的那样，横向销12带有间隙地位于封锁元件4的壁的缺口15a、15b中。柱体销13带有间隙地位于横向销12的缺口16中并且还位于携动件9的壁的缺口17a、17b中，由此固定横向销12。通过这样构造的联接装置11在轴向方向上实现封锁元件4到螺杆8上并且由此到电驱动装置6上的扭转刚性的和无间隙的耦合，使得借助于电驱动装置6能够实施封锁元件4的精确的往复直线运动。通过横向销12在纵向导向部14中的导向来确保，电驱动装置6的旋转运动被转化为携动件9的纯平移运动以及从而封锁元件4的纯平移运动。通过横向销12和柱体销13带有间隙地安置在垂直于封锁元件4的纵轴线取向的平面中来产生横向公差补偿，即通过以下方式考虑构件公差：该构件公差不妨碍封锁元件4的导向。
如由图1还可看出，在携动件9的下侧和电驱动装置6的上侧之间布置有弹簧18，通过该弹簧产生沿轴向方向走向的弹簧力。
图1和3示出在其锁止位置中的封锁元件4，在该锁止位置中该封锁元件超出壳体3的上侧移出。为此所需的调整运动通过电驱动装置6产生。如图1和3还示出，在此螺杆8的上端部连同螺杆螺母10位于空心柱形的携动件9的内室的下部区域中。该内室形成脱耦段并且由此形成用于封锁元件4的脱耦器件。借助于脱耦段能够实现封锁元件4的机械解锁，即与电驱动装置6脱耦。也就是说，封锁元件4可以从它的锁止位置纯机械地并且与电驱动装置6脱耦地安置在它的释放位置中，在该释放位置中封锁元件4完全移入到壳体3中，因为在从上方施加压力到封锁元件4上时螺杆螺母10可以沿着脱耦段运动。由此封锁元件4与电驱动装置6无关地并且逆着弹簧18的弹簧力地从锁止位置转移到释放位置中。这可以被用于封锁装置1的逃离解锁。
如图1所示，传感器件19位于空心柱形的封锁元件4的内室的上部区域中。与此相应的传感器件20位于操作器2中。当封锁元件4为了封锁操作器2而移入到操作器2的缺口5中时，传感器件19、20生成相应的信号。因此，通过这些传感器件19、20控制封锁。传感器件19、20例如可以由接近开关或RFID***形成。
传感器件19通过电缆21连接到电驱动装置6上的电子部件上。如图3尤其示出，电缆21从传感器件19出发在封锁元件4的内室中沿竖直方向走向。然后电缆21在电缆转向部22中被导向。电缆转向部22这样形成针对电缆21的强制导向，使得该电缆两次以90°偏转。这里重要的是，电缆21在电缆转向部22中以相对大的曲率半径转向并且在此被小间隙地强制导向，使得避免电缆21的折断或其他损坏。在电缆转向部22上出来的电缆21随后沿竖直方向走向至电子部件并且在那里连接。在此重要的是，电缆21与封锁装置1的部件间隔开地走向，使得在封锁元件4运动时也避免电缆21被折断或夹住。
封锁元件4可以借助于电驱动装置6在锁止位置和释放位置之间移动，其中，所述锁止位置和释放位置可以通过未示出的端部止挡来预给定。在此，封锁元件4的调整运动由传感器控制地进行。为此，在封锁装置1中设置合适的传感机构，该传感机构在最简单的情况下可以由单独一个传感器元件23形成。通过传感器元件23感测封锁元件4的下终端位置。如果螺杆螺母10移动到它的下终端位置中，则该螺杆螺母的下终端位置由传感器元件23间接地通过感测封锁元件4的下终端位置来确定。该下终端位置用作参考位置。由此出发通过电驱动装置6的旋转发送器7感测螺杆螺母10相对于参考位置的相对位置。由此在封锁装置1中只需要唯一一个传感器元件23。
通过根据图1的封锁装置1一方面可以实现双稳态封锁，也可以实现用于实施封锁的捕获功能。封锁装置1可以选择性地以双稳态封锁或捕获功能运行。所述选择可以在制造者方面通过合适的软件变型来实现。替代地，所述选择可以通过将授权人员的程序指令输入到封锁装置1的控制装置中来实现。
图4a至c示出双稳态封锁的流程，该封锁完全通过电驱动装置6控制。
如由图1并且也由图4a至c看出，操作器2在它的前端部上具有作为嵌接元件的斜面2a。该嵌接元件在双稳态封锁中不需要。
图4a示出当操作器2还未处于封锁装置1的区域中时的初始状态。封锁元件4借助于电驱动装置6移入到该封锁元件的释放位置中，使得封锁元件可以完全移入到封锁装置1的壳体3中。现在操作器2可以通过防护门的摆动或移动引入到封锁装置1的区域中，在防护门位于它的关闭位置中并且安全开关中的操作器2被闭锁时是这种情况。这在图4b中示出。
现在操作器2可以借助于电驱动装置6移出到它的锁止位置中，使得该操作器伸入到操作器2的接收部中(图4c)，由此产生操作器2的封锁。
然后所述封锁又可以通过以下方式解除：借助于电驱动装置6使封锁元件4转移到释放位置中。
图5a至5c示出在捕获功能时的流程。
在操作器2还未处于封锁装置1的区域中时的初始状态(图5a)现在是这样的：封锁元件4已经借助于电驱动装置6移动至锁止位置中。
如果现在操作器2移入到封锁装置1的区域中，则操作器2以斜面2a抵着封锁元件4被导向(图5b)。封锁元件4可以通过封锁装置1的脱耦器件向下偏移，即，由于由操作器2通过斜面2a所产生的机械力，封锁元件4与电驱动装置6脱耦并且逆着弹簧18的弹簧力向下压到释放位置中。
如果操作器2处于它的闭锁位置中，则该操作器的缺口5紧贴地位于封锁元件4上方。那么由于弹簧18的弹簧力使封锁元件4转移到它的锁止位置中，在该锁止位置中封锁元件嵌接到缺口5中(图5c)，即所述封锁与电驱动装置6脱耦。
为了解除所述封锁，封锁元件4然后借助于电驱动装置6转移到释放位置中。
附图标记列表
(1) 封锁装置
(2) 操作器
(2a) 斜面
(3) 壳体
(4) 封锁元件
(5) 缺口
(6) 电驱动装置
(7) 旋转发送器
(8) 螺杆
(9) 携动件
(10) 螺杆螺母
(11) 联接装置
(12) 横向销
(13) 柱体销
(14) 纵向导向部
(15a、15b) 缺口
(16) 缺口
(17a、17b) 缺口
(18) 弹簧
(19) 传感器件
(20) 传感器件
(21) 电缆
(22) 电缆转向部
(23) 传感器元件

Claims (17)

1.封锁装置(1)，具有能够借助于电驱动装置(6)操作的封锁元件(4)，其中，借助于所述电驱动装置(6)能够将所述封锁元件(4)这样引入到锁止位置中，使得安全开关的操作器(2)被该封锁元件封锁，其特征在于，所述封锁元件通过联接装置(11)与所述电驱动装置(6)如此连接，使得所述电驱动装置(6)的旋转运动转化为所述封锁元件(4)的纯平移运动。
2.根据权利要求1所述的封锁装置(1)，其特征在于，通过该封锁装置能够实施双稳态封锁，根据该双稳态封锁借助于所述电驱动装置(6)能够使所述封锁元件(4)移入到所述锁止位置中，其中，在该锁止位置中，所述封锁元件(4)嵌接到所述操作器(2)的接收部中，由此产生该操作器的封锁，并且，其中，借助于所述电驱动装置(6)能够使所述封锁元件(4)从所述锁止位置中移出。
3.根据权利要求1或2所述的封锁装置(1)，其特征在于，该封锁装置具有脱耦器件，借助于该脱耦器件能够使所述封锁元件(4)与所述电驱动装置(6)脱耦地逆着弹簧力从所述锁止位置中运动出来。
4.根据权利要求3所述的封锁装置(1)，其特征在于，借助于所述脱耦器件能够实现用于所述操作器(2)的捕获功能。
5.根据权利要求4所述的封锁装置(1)，其特征在于，所述捕获功能通过以下方式实现：借助于所述操作器(2)的嵌接元件使所述封锁元件(4)与所述电驱动装置(6)机械脱耦地从锁止位置中运动出来，并且，当所述操作器(2)的所述接收部位于所述封锁元件(4)的区域中时，该封锁元件才通过所述弹簧力运动回到所述锁止位置中并且嵌接到所述操作器(2)的所述接收部中。
6.根据权利要求4或5所述的封锁装置(1)，其特征在于，该封锁装置能够选择性地以双稳态封锁或捕获功能运行。
7.根据权利要求6所述的封锁装置(1)，其特征在于，所述双稳态封锁或所述捕获功能的功能性通过所述封锁装置(1)的软件版本限定或者能够通过程序指令预给定。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的封锁装置(1)，其特征在于，所述联接装置(11)具有横向销(12)和横交于该横向销走向的柱体销(13)，其中，所述横向销(12)在纵向导向部(14)中被导向，并且，所述柱体销(13)固定所述横向销(12)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的封锁装置(1)，其特征在于，通过所述联接装置(11)在所述封锁元件(4)和所述电驱动装置(6)之间在轴向方向上产生旋转刚性的和无间隙的耦合并且在横向方向上产生这些单元的公差补偿。
10.根据权利要求9所述的封锁装置(1)，其特征在于，所述横向销(12)和所述柱体销(13)的纵轴线横交于所述封锁元件(4)的纵轴线地走向，其中，所述横向销(12)带有间隙地安置在所述封锁元件(4)的接收部中，并且，所述柱体销(13)带有间隙地安置在所述横向销(12)的接收部中。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的封锁装置(1)，其特征在于，所述电驱动装置(6)具有带有行星齿轮传动装置的电动机，其中，在所述电驱动装置(6)上在从动侧设有螺杆(8)，该螺杆的旋转运动被转化到借助于螺杆螺母(10)耦合到所述螺杆(8)上的携动件(9)上作为进给运动，该携动件通过所述联接装置(11)与所述封锁元件(4)耦合。
12.根据权利要求11所述的封锁装置(1)，其特征在于，所述携动件(9)借助于所述柱体销(13)与所述联接装置(11)连接并且由此抗扭转地受支承。
13.根据权利要求11或12所述的封锁装置(1)，其特征在于，所述携动件(9)空心柱形地构造，其中，所述携动件(9)的内室构造脱耦段作为所述脱耦器件的组成部分，其中，所述螺杆(8)能够沿着所述脱耦段被导向。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的封锁装置(1)，其特征在于，产生弹簧力的弹簧(18)支承在所述携动件(9)和所述电驱动装置(6)之间。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的封锁装置(1)，其特征在于，电缆(21)在所述封锁元件(4)内部被导向，其中，在所述封锁元件(4)上布置有电缆转向部(22)，借助于该电缆转向部使所述电缆(21)沿着轨道曲线被强制导向。
16.根据权利要求15所述的封锁装置(1)，其特征在于，在所述电缆转向部(22)处出来的所述电缆(21)在所述封锁装置(1)的部件侧旁被导向。
17.根据权利要求1至7中任一项所述的封锁装置(1)，其特征在于，所述封锁元件(4)能够被引入到相应于释放位置的下终端位置中，该下终端位置能够借助于传感机构控制，由此确定所述螺杆螺母(10)的下部位置，并且由此出发借助于所述电驱动装置的旋转发送器(7)确定所述螺杆螺母(10)的其他位置。
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