DE102004037683B4

DE102004037683B4 - Sicherheitsschaltung

Info

Publication number: DE102004037683B4
Application number: DE200410037683
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc Dipl.-Ing. Lamarche
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2024-08-03
Also published as: DE102004037683A1

Abstract

Sicherheitsschaltung mit einem Sicherheitsschalter und einer Auswerteeinheit, bei der der Sicherheitsschalter einen Versorgungsspannungseingang und mindestens einen Ausgangssignalausgang aufweist und auf eine sicherheitsrelevante Situation anspricht und bei der die Auswerteeinheit nach einem Ansprechen des Sicherheitsschalters, nach dem Auftreten eines Fehlers im Sicherheitsschalter – interner Fehler – oder/und nach dem Auftreten eines Fehlers am Sicherheitsschalter oder an der Auswerteeinheit – externer Fehler – dafür sorgt, daß eine an die Auswerteeinheit angeschlossene oder von der Auswerteeinheit gesteuerte sicherheitsrelevante Anlage im sicheren Zustand verbleibt oder in den sicheren Zustand geht, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sicherheitsschalter (1) an seinem Versorgungsspannungseingang (3) eine Prüfimpulse aufweisende Versorgungsspannung zur Verfügung gestellt ist, daß die dem Sicherheitsschalter (1) zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung innerhalb des Sicherheitsschalters (1) gepuffert ist, daß die Auswerteeinheit (2) eine die dem Sicherheitsschalter (1) zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung überprüfende Prüfeinheit (14) aufweist und daß die Auswerteeinheit (2) anspricht, wenn ihre Prüfeinheit (14) feststellt, daß die dem...

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung mit einem Sicherheitsschalter und einer Auswerteeinheit, bei der der Sicherheitsschalter einen Versorgungsspannungseingang und mindestens einen Ausgangssignalausgang aufweist und auf eine sicherheitsrelevante Situation anspricht und bei der die Auswerteeinheit nach einem Ansprechen des Sicherheitsschalters nach dem Auftreten eines Fehlers im Sicherheitsschalter – interner Fehler – oder/und nach dem Auftreten eines Fehlers am Sicherheitsschalter oder an der Auswerteeinheit – externer Fehler – dafür sorgt, daß eine an die Auswerteeinheit angeschlossene oder von der Auswerteeinheit gesteuerte sicherheitsrelevante Anlage in den sicheren Zustand geht.
Sicherheitsschaltungen der zuvor allgemein und insbesondere funktional beschriebenen Art dienen dazu, beim Auftreten einer sicherheitsrelevanten Situation, die der Sicherheitsschalter als sicherheitsrelevante Situation erkennt, eine an die Sicherheitsschaltung, und zwar an die Auswerteeinheit der Sicherheitsschaltung angeschlossene oder von der Sicherheitsschaltung bzw. von der Auswerteeinheit gesteuerte sicherheitsrelevante Anlage in den Sicherheitszustand zu bringen. Dies soll an einem Beispiel verdeutlicht werden:
Als sicherheitsrelevante Anlage sei eine Presse oder eine Stanze, versehen mit einem Sicherheitsgitter, angenommen. Bei einer solchen Presse oder Stanze muß sichergestellt sein, daß der Pressenstempel oder der Stanzstempel nicht betätigt werden kann, wenn das Sicherheitsgitter nicht geschlossen ist. Die sicherheitsrelevante Situation ist also das nicht geschlossene Sicherheitsgitter. Der Sicherheitsschalter, beispielsweise ein induktiv arbeitender Schalter, ein kapazitiv arbeitender Schalter oder ein optoelektronisch arbeitender Schalter, spricht also an, wenn das Sicherheitsgitter nicht geschlossen ist.
Eingangs ist gesagt worden, daß die Erfindung eine Sicherheitsschaltung mit einem Sicherheitsschalter und einer Auswerteeinheit betrifft. Dabei können der Sicherheitsschalter und die Auswerteeinheit räumlich zusammengefaßt sein. Möglich und üblich ist es jedoch, daß der Sicherheitsschalter und die Auswerteeinheit räumlich getrennt und über elektrische Leitungen miteinander verbunden sind. Im folgenden wird immer von einer Sicherheitsschaltung ausgegangen, bei der der Sicherheitsschalter und die Auswerteeinheit räumlich getrennt und über elektrische Leitungen verbunden sind.
Eingangs ist auch gesagt worden, daß die Auswerteeinheit nach einem Ansprechen des Sicherheitsschalters, nach dem Auftreten eines Fehlers im Sicherheitsschalter – interner Fehler – oder/und nach dem Auftreten eines Fehlers am Sicherheitsschalter oder an der Auswerteeinheit – externer Fehler – dafür sorgt, daß eine an die Auswerteeinheit angeschlossene oder von der Auswerteeinheit gesteuerte sicherheitsrelevante Anlage in den sicheren Zustand geht. Möglich ist also eine Ausführungsform, bei der die sicherheitsrelevante Anlage direkt an die Auswerteeinheit angeschlossen ist, die sicherheitsrelevante Anlage also direkt von der Auswerteeinheit betätigbar ist. Möglich ist jedoch auch eine Ausführungsform, bei der die sicherheitsrelevante Anlage von der Auswerteeinheit in dem Sinne gesteuert wird, daß zwischen der Auswerteeinheit und der sicherheitsrelevanten Anlage noch eine auch von anderen Kriterien beeinflußbare Steuerung vorgesehen ist. Wesentlich ist also nur, daß die Auswerteeinheit – nach einem Ansprechen des Sicherheitsschalters, nach dem Auftreten eines Fehlers im Sicherheitsschalter – interner Fehler – oder/und nach dem Auftreten eines Fehlers am Sicherheitsschalter oder an der Auswerteeinheit – externer Fehler – dafür sorgt, daß die sicherheitsrelevante Anlage in den sicheren Zustand geht, – bei dem zuvor angesprochenen Beispiel einer Presse oder Stanze also verhindert wird, daß der Pressenstempel oder der Stanzstempel betätigt wird.
In Verbindung mit Sicherheitsschaltungen der eingangs beschriebenen und danach im einzelnen erläuterten Art sind unterschiedliche Sicherheitsschalter bekannt. Einerseits sind solche Sicherheitsschalter bekannt, die zwei Ausgangssignalausgänge aufweisen. Andererseits sind auch solche Sicherheitsschalter bekannt, bei denen das Ausgangssignal bzw. die Ausgangssignale nicht ununterbrochen einen konstanten Wert hat bzw. haben, vielmehr das Ausgangssignal bzw. die Ausgangssignale Sicherheitsimpulse aufweisen, die dann von der Auswerteeinheit – in der zuvor beschriebenen Weise – ausgewertet werden.
Im folgenden sollen der Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, und das im Stand der Technik noch nicht gelöste Problem anhand einer Skizze 1 – erläutert werden:
Dargestellt sind in der 1 jeweils eine Sicherheitsschaltung mit einem Sicherheitsschalter 1 und einer Auswerteeinheit 2 und bei der der Sicherheitsschalter 1 einen Versorgungsspannungseingang 3 und zwei Ausgangssignalausgänge 4, 5, aufweist. Der Sicherheitsschalter 1 weist also zwei den Ausgangssignalausgängen 4, 5 zugeordnete, im einzelnen nicht dargestellte Endstufen auf. Betrachtet wird ein Sicherheitsschalter 1, bei dem die nicht dargestellten, den Ausgangssignalausgängen 4, 5 zugeordneten Endstufen P-schaltend sind; erkennt der Sicherheitsschalter 1, daß keine sicherheitsrelevante Situation vorliegt, beispielsweise also das zu einer Presse oder eine Stanze gehörende Sicherheitsgitter geschlossen ist, so stehen an den Ausgangssignalausgängen 4, 5 als Ausgangssignale die vom Versorgungsspannungseingang 3 über die P-schaltenden Endstufen durchgeschaltete Versorgungsspannung an.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer bekannten Sicherheitsschaltung ist der Versorgungsspannungseingang 3 des Sicherheitsschalters 1 mit einem Versorgungsspannungsausgang 6 der Auswerteeinheit 2 verbunden; der Sicherheitsschalter 1 bekommt also seine Versorgungsspannung über eine Versorgungsspannungsleitung 7 von der Auswerteeinheit 2. Im übrigen gilt für das dargestellte Ausführungsbeispiel, daß die Auswerteeinheit 2 zwei Signaleingänge 8, 9 aufweist, die über Signalleitungen 10, 11 mit den Ausgangssignalausgängen 4, 5 des Sicherheitsschalters 1 verbunden sind. Dann und nur dann, wenn am Signaleingang 8 der Auswerteeinheit 2 und am Signaleingang 9 der Auswerteeinheit 2 von den Ausgangssignalausgängen 4 und 5 des Sicherheitsschalters 1 kommende bestimmte Ausgangssignale anliegen, im beschriebenen Ausführungsbeispiel also die durchgeschaltete Versorgungsspannung anliegt, wird eine an die Auswerteeinheit 2 angeschlossene, nicht dargestellte sicherheitsrelevante Anlage nicht in den sicheren Zustand gebracht.
Wie bereits mehrfach ausgeführt, sorgt die Auswerteeinheit 2 dafür, daß eine an die Auswerteeinheit 2 angeschlossene sicherheitsrelevante Anlage in den Sicherheitszustand geht, wenn

a) der Sicherheitsschalter 1 bei einer sicherheitsrelevanten Situation angesprochen hat,
b) im Sicherheitsschalter 1 ein Fehler – interner Fehler – aufgetreten ist oder/und
c) am Sicherheitsschalter 1 oder an der Auswerteeinheit 2 ein Fehler – externer Fehler – aufgetreten ist.

Das Erkennen eines Fehlers im Sicherheitsschalter 1 – interner Fehler – gehört zum Stand der Technik, so daß hier nicht erläutert wird, wie im Stand der Technik das Auftreten eines Fehlers im Sicherheitsschalter 1 – interner Fehler – erkannt und ausgewertet wird.
Was gilt nun im Stand der Technik für das Auftreten eines Fehlers am Sicherheitsschalter 1 oder an der Auswerteeinheit 2 – externer Fehler –, wobei als mögliche externe Fehler anzusehen sind

a) ein Kurzschluß zwischen dem Versorgungsspannungseingang 3 des Sicherheitsschalters 1, dem Versorgungsspannungsausgang 6 der Auswerteeinheit 2 und der Versorgungsspannungsleitung 7 einerseits und einem Ausgangssignalausgang 4 oder 5 des Sicherheitsschalters 1, einem Signaleingang 8 oder 9 der Auswerteeinheit 2 und einer Signalleitung 10 oder 11 andererseits,
b) ein Kurzschluß zwischen dem Ausgangssignalausgang 4 des Sicherheitsschalters 1, dem Signaleingang 8 der Auswerteeinheit 2 und der Signalleitung 10 einerseits und dem Ausgangssignalausgang 5 des Sicherheitsschalters 1, dem Signaleingang 9 der Auswerteeinheit 2 und der Signalleitung 11 andererseits,
c) ein Kurzschluß zwischen dem Versorgungsspannungseingang 3 des Sicherheitsschalters 1, dem Versorgungsspannungsausgang 6 der Auswerteeinheit 2, der Versorgungsspannungsleitung 7, den beiden Ausgangssignalausgängen 4 und 5 des Sicherheitsschalters 1, den beiden Signaleingängen 8 und 9 der Auswerteeinheit 2 und den beiden Signalleitungen 10 und 11.

Die Situation nach a) ist in der 1 zu a), die Situation nach b) in der 1 zu b) und die Situation nach c) in der 1 zu c) angedeutet.
Bei der Situation nach a) liegt – des beschriebenen und dargestellten Kurzschlusses wegen – die Versorgungsspannung am Ausgangssignalausgang 4 des Sicherheitsschalters 1 – und folglich auch – über die Signalleitung 10 – am Signaleingang 8 der Auswerteeinheit 2 an. In der 1 ist die Versorgungsspannung, die an einem Ausgangssignalausgang 4 oder 5 des Sicherheitsschalters 1 ansteht, als "1"-Signal verdeutlicht. Durch interne, zum Stand der Technik gehörende Maßnahmen im Sicherheitsschalter 1 hat das die Folge, daß am Ausgangssignalausgang 5 des Sicherheitsschalters 1 – und damit auch – über die Signalleitung 11 – am Signaleingang 9 der Auswerteeinheit 2 ein "0"-Signal ansteht.
Bei der Situation nach b) sind – des beschriebenen und dargestellten Kurzschlusses wegen – die Ausgangssignalausgänge 4 und 5 des Sicherheitsschalters 1 miteinander verbunden. Durch interne, zum Stand der Technik gehörende Maßnahmen im Sicherheitsschalter 1 hat das die Folge, daß an den Ausgangssignalausgängen 4 und 5 des Sicherheitsschalters 1 – und folglich auch – über die Signalleitungen 10 und 11 – an den Signaleingängen 8 und 9 der Auswerteeinheit 2 ein "0"-Signal ansteht.
Bei der Situation nach c) liegt – des beschriebenen und dargestellten Kurzschlusses wegen – die Versorgungsspannung am Ausgang 4 des Sicherheitsschalters 1 und am Ausgang 5 des Sicherheitsschalters 1. Das der Versorgungsspannung entsprechende "1"-Signal steht auch – über die Signalleitungen 10 und 11 – an den Signaleingängen 8 und 9 der Auswerteeinheit 2 an. Weiter oben ist ausgeführt, daß die Auswerteeinheit 2 dafür sorgt, daß eine an die Auswerteeinheit 2 angeschlossene oder von der Auswerteeinheit 2 gesteuerte sicherheitsrelevante Anlage dann in den sicheren Zustand geht, also von der Auswerteeinheit 2 gesteuert wird, wenn an einem Signaleingang 8 oder 9 der Auswerteeinheit 2 oder an den beiden Signaleingängen 8 und 9 der Auswerteeinheit 2 ein "0"-Signal ansteht. Ein solches "0"-Signal soll natürlich eigentlich dadurch entstehen, daß der Sicherheitsschalters 1 einer sicherheitsrelevanten Situation wegen angesprochen hat, kann jedoch auch, wie zuvor dargestellt, bei einer Situation nach a) und bei einer Situation nach b) entstehen.
Bei der Situation nach c) stehen – der Situation nach c) wegen !!! – an beiden Signaleingängen 8 und 9 der Auswerteeinheit 2 immer "1"-Signale an, also auch dann, wenn der Sicherheitsschalter 1 auf eine sicherheitsrelevante Situation angesprochen hat; das Anstehen von "1"-Signalen, resultierend aus der Situation nach c), ist also dominant gegenüber einem Ansprechen des Sicherheitsschalters 1 auf eine sicherheitsrelevante Situation; die Sicherheitsschaltung kann auf eine sicherheitsrelevante Situation, die der Sicherheitsschalter 1 erkannt hat, nicht mehr ansprechen, – eine Situation, die im Stand der Technik als nicht lösbar angesehen worden ist und folglich hingenommen wird.
Aus der DE 42 33 488 C1 ist eine Sicherheitsschaltung zur Überwachung eines Schaltgeräts mittels eines Zustandsindikators bekannt. Am Schaltgerät ist ein Spannungsanschluß vorgesehen, der aufgrund der Funktionsweise des Zustandsindikators auch als Ausgangsanschluß dient. Eine Auswerteeinheit gibt nach dem Ansprechen ein Schaltsignal und bei Auftreten eines Fehlers ein Fehlersignal ab. Zur Fehlerprüfung wird auf die Versorgungsspannung eingegriffen und diese periodisch umgepolt.
In der DE 36 04 399 A1 ist ein Überwachungssystem für elektrische Leitungen beschrieben, bei dem auf die zu überwachenden Leitungen Prüfimpulsfolgen eingekoppelt werden und deren Veränderungen, nach Durchlaufen der zu überwachenden Schaltungsbereiche, erfaßt und im Hinblick auf Fehler beurteilt werden.
Zur Überprüfung von Leitungen, und zwar von Flachleitern, ist es aus der DE 202 10 025 U1 bekannt, der mit der Leitung zu übertragenden Versorgungsspannung oder/auch dem Datensignal ein Prüfsignal zu überlagern.
Auch ist aus der DE 32 05 737 C2 eine Sicherheitsschaltung mit einem Sicherheitsschalter und einer Auswerteeinheit bekannt. Bei dieser Sicherheitsschaltung werden die im Sicherheitsschalter erzeugten Prüfimpulse von der Auswerteeinheit überwacht, und ggf. wird ein Fehlersignal abgegeben.
Schließlich ist es aus der EP 1 267 234 A2 bekannt, bei einer Sicherheitsschaltung nicht nur Fehler in den Baugruppen zu erfassen, sondern auch, wenn es die Sicherheitsforderungen verlangen, bei Vorliegen von Fehlern die Anlage in einen sicheren Zustand zu überführen.
Der zuvor beschriebene Stand der Technik hat das in bezug auf die Situation nach c) weiter oben beschriebene Problem einer Lösung nicht nähergebracht, so daß der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, eine Sicherheitsschaltung der in Rede stehenden Art zur Verfügung zu stellen, die auch bei der geschilderten Situation nach c) – doppelter Kurzschluß – diese Situation als Auftreten eines Fehlers am Sicherheitsschalter oder an der Auswerteeinheit – externer Fehler – erkennt und dafür sorgt, daß eine an die Auswerteeinheit angeschlossene oder von der Auswerteeinheit gesteuerte sicherheitsrelevante Anlage in den sicheren Zustand geht.
Die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung, bei der die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß dem Sicherheitsschalter an seinem Versorgungsspannungseingang eine Prüfimpulse aufweisende Versorgungsspannung zur Verfügung gestellt ist, daß die dem Sicherheitsschalter zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung innerhalb des Sicherheitsschalters gepuffert ist, daß die Auswerteeinheit eine die dem Sicherheitsschalter zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung überprüfende Prüfeinheit aufweist und daß die Auswerteeinheit anspricht, wenn ihre Prüfeinheit- feststellt, daß die dem Sicherheitsschalter zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung Prüfimpulse nicht mehr aufweist. Vorzugsweise ist das Puffern der dem Sicherheitsschalter zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung innerhalb des Sicherheitsschalters dadurch realisiert, daß der Sicherheitsschalter einen an seinen Versorgungsspannungseingang angeschlossenen Pufferkondensator aufweist und der Sicherheitsschalter zwischen dem Versorgungsspannungseingang und dem Pufferkondensator eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode aufweist.
Im einzelnen gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und auf die Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung; dabei wird auch erläutert, daß und warum bei der erfindungsge mäßen Sicherheitsschaltung die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst ist. In der Zeichnungen zeigen
2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines zu der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung gehörenden Sicherheitsschalters,
3 eine der 1 entsprechende Skizze, mit der – durch in Verbindung mit dem Sicherheitsschalter nach 2 – für die in 1 dargestellten Situationen a), b) und c) die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung erläutert wird,
4 ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung.
Zunächst gilt das, was weiter oben in Verbindung mit der 1 zum Stand der Technik erläutert worden ist:
Es geht also um eine Sicherheitsschaltung mit einem im wesentlichen nur angedeuteten Sicherheitsschalter 1 und mit einer im wesentlichen nur angedeuteten Auswerteeinheit 2. Der Sicherheitsschalter 1 weist einen Versorgungsspannungseingang 3 und in den Ausführungsbeispielen nach den 2 und 3 zwei Ausgangssignalausgänge 4 und 5, im Ausführungsbeispiel nach 4 nur einen Ausgangssignalausgang 4 auf. Der Sicherheitsschalter 1 ist so konzipiert, daß er auf eine sicherheitsrelevante Situation anspricht. Für die Auswerteeinheit 2 gilt, daß sie einen Versorgungsspannungsausgang 6 aufweist; der Versorgungsspannungseingang 3 des Sicherheitsschalters 1 und der Versorgungsspannungsausgang 6 der Auswerteeinheit 2 sind über eine Versorgungsspannungsleitung 7 miteinander verbunden. Des weiteren gehören zu der Auswerteeinheit 2 im Ausführungsbeispiel nach 3 zwei Signaleingänge 8 und 9, in den Ausführungsbeispielen nach den 4 und 5 nur ein Signaleingang 8. Die Ausgangssignalausgänge 4 und 5 bzw. der Ausgangssignalausgang 4 des Sicherheitsschalters 1 sind bzw. ist mit den Signaleingän gen 8 und 9 bzw. dem Signaleingang 8 der Auswerteeinheit 2 über die Signalleitungen 10 und 11 bzw. eine Signalleitung 10 verbunden.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung ist, daß die Auswerteeinheit 2 nach einem Ansprechen des Sicherheitsschalters 1, nach dem Auftreten eines Fehlers im Sicherheitsschalter 1 – interner Fehler – oder/und nach dem Auftreten eines Fehlers am Sicherheitsschalter 1 oder an der Auswerteeinheit 2 – externer Fehler – dafür sorgt, daß eine an die Sicherheitsschaltung, und zwar an die Auswerteeinheit 2 der Sicherheitsschaltung angeschlossene oder von der Sicherheitsschaltung, und zwar von der Auswerteeinheit 2 der Sicherheitsschaltung gesteuerte, nicht dargestellte sicherheitsrelevante Anlage im sicheren Zustand verbleibt oder in den sicheren Zustand geht, d. h. also in den sicheren Zustand gesteuert wird. Ist als sicherheitsrelevante Anlage z. B. eine Presse oder eine Stanze vorgesehen, so ist die Presse oder die Stanze mit einem Sicherheitsgitter versehen. Bei einer solchen Presse oder Stanze muß sichergestellt sein, daß der Pressenstempel oder der Stanzstempel nicht betätigt werden kann, wenn das Sicherheitsgitter nicht geschlossen ist. Liegt eine sicherheitsrelevante Situation nicht vor, ist also bei dem zuvor angesprochenen Beispiel das Sicherheitsgitter geschlossen, so können die an den Ausgangssignalausgängen 4 und 5 des Sicherheitsschalters 1 anstehenden Ausgangssignale bzw. das am Ausgangssignalausgang 4 des Sicherheitsschalters 1 anstehende Ausgangssignal einen konstanten Wert – "1"-Signal – haben. Wenn der Sicherheitsschalter 1 eine sicherheitsrelevante Situation erkannt hat, wenn also z. B. das Sicherheitsgitter einer Presse oder einer Stanze nicht geschlossen ist, so kann das zu unterschiedlichen Ausgangssignalen führen. Die Ausgangssignale an den Ausgangssignalausgängen 4 und 5 der Sicherheitsschalters 1 bzw. das Ausgangssignal am Ausgangssignalausgang des Sicherheitsschalters 1 können bzw. kann ein "0"-Signal sein. Der Sicherheitsschalter 1 kann aber auch so ausgeführt sein, daß als Ausgangssignal besondere Abschaltimpulse abgegeben werden, auf die dann die Auswerteeinheit 2 reagiert.
Die sicherheitsrelevante Situation ist also das nicht geschlossene Sicherheitsgitter. Der Sicherheitsschalter 1, beispielsweise mit einem induktiv arbeitenden Schalter, einem kapazitiv arbeitenden Schalter oder einem opto-elektro nisch arbeitenden Schalter, spricht also an, wenn das Sicherheitsgitter nicht geschlossen ist.
Für die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung ist nun zunächst wesentlich, daß dem Sicherheitsschalter 1 an seinem Versorgungsspannungseingang 3 eine Prüfimpulse aufweisende Versorgungsspannung zur Verfügung gestellt ist. Damit ist nur gemeint, daß die Versorgungsspannung nicht ununterbrochen einen konstanten Wert hat. Im Sinne der Erfindung liegt eine Prüfimpulse aufweisende Versorgungsspannung also auch dann vor, wenn die Versorgungsspannung keinen konstanten Wert hat, die Versorgungsspannung sich also stetig zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert ändert.
Für die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung ist weiter wesentlich, daß die dem Sicherheitsschalter 1 zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung, die im zuvor erläuterten Sinne Prüfimpulse aufweist, innerhalb des Sicherheitsschalters 1 gepuffert ist. Das ist im Ausführungsbeispiel nach 2 dadurch realisiert, daß der Sicherheitsschalter 1 einen an seinem Versorgungsspannungseingang 3 angeschlossenen Pufferkondensator 12 und zwischen dem Versorgungsspannungseingang 3 und dem Pufferkondensator 12 eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 13 aufweist; der Pufferkondensator 12 ist also über die Diode 13 an den Versorgungsspannungseingang 3 des Sicherheitsschalters 1 angeschlossen. Die zuvor beschriebene Pufferung der dem Sicherheitsschalter 1 zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung führt dazu, daß innerhalb des Sicherheitsschalters 1, nach der Diode 13, eine konstante interne Betriebsspannung ansteht, obwohl die Versorgungsspannung in der zuvor erläuterten Weise Prüfimpulse aufweist; die erläuterten Prüfimpulse werden also durch den Pufferkondensator 12 eliminiert.
Für die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung ist weiter wesentlich, daß die Auswerteeinheit 2 eine die dem Sicherheitsschalter 1 zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung überprüfende Prüfeinheit 14 aufweist und die Auswerteeinheit 2 anspricht, wenn ihre Prüfeinheit 14 feststellt, daß die dem Sicherheitsschalter 1 zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung Prüfimpulse nicht mehr aufweist.
Wie funktioniert nun die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung und wie ist bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst?
In 3 sind zu a), b) und c) die Situationen dargestellt, die weiter oben in Verbindung mit 1 zu a), b), und c) beschrieben und in 1 zu a), b) und c) dargestellt sind, also die einzelnen Kurzschluß-Situationen.
Zunächst sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn der Sicherheitsschalter 1 nicht angesprochen hat, also eine sicherheitsrelevante Situation nicht vorliegt, an den Ausgangssignalausgängen 4 und 5 des Sicherheitsschalters 1 – als "1"-Signal – eine konstante Spannung ansteht, nämlich der Maximalwert der Versorgungsspannung; das resultiert daraus, wie ausgeführt, daß die dem Sicherheitsschalter 1 zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung innerhalb des Sicherheitsschalters 1 – über die Diode 13 und mit Hilfe des Pufferkondensators 12 – gepuffert wird, also auf dem Maximalwert der Versorgungsspannung gehalten wird.
Weiter sei darauf hingewiesen, daß bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung bei einem Auftreten eines Fehlers in dem Sicherheitsschalter 1 – interner Fehler – genau das passiert, was auch bei dem im Stand der Technik bekannten Sicherheitsschaltungen passiert, so daß das hier der Erläuterung nicht bedarf.
Nunmehr sei darauf hingewiesen, daß bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung bei den Situationen nach a) und b) genau das passiert, was auch bei den im Stand der Technik bekannten Sicherheitsschaltungen insoweit passiert; dazu sei auf die Erläuterungen verwiesen, die insoweit weiter oben in Verbindung mit 1 zu den Situationen a) und b) gemacht worden sind.
Für die in 3 zu c) dargestellte Situation gilt nun folgendes:
Da im Sicherheitsschalter 1 die an seinen Versorgungsspannungseingang 3 angelegte Versorgungsspannung gepuffert ist, weisen bei der Situation nach c) beide Ausgangssignalausgänge 4 und 5 des Sicherheitsschalters 1 als Ausgangssignal die maximale Versorgungsspannung – "1"-Signal – auf. Der Kurzschluß bzw. die Kurzschlüsse gemäß der Situation nach c) führt bzw. führen nun dazu, daß die innerhalb des Sicherheitsschalters 1 gepufferte Versorgungsspannung, der Maximalwert der Versorgungsspannung – "1"-Signal – auch am Versorgungsspannungseingang 3 des Sicherheitsschalters 1, auf der Versorgungsspannungsleitung 7 und am Versorgungsspannungsaungang 6 der Auswerteeinheit 2 ansteht; die Tatsache, daß die dem Sicherheitsschalter 1 an seinem Versorgungsspannungseingang 3 zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung eigentlich Prüfimpulse, wie weiter oben erläutert, aufweist, ist also eliminiert. Die in der Auswerteeinheit 2 der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung vorgesehene Prüfeinheit 14 erkennt folglich, daß die dem Sicherheitsschalter 1 zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung Prüfimpulse der erläuterten Art nicht mehr aufweist; bei dieser Situation spricht die Auswerteeinheit 2 – veranlaßt durch die Prüfeinheit 14 – an, d. h. nunmehr sorgt die Auswerteeinheit 2 – der Situation nach c) wegen – dafür, daß eine an die Auswerteeinheit 2 angeschlossene oder von der Auswerteeinheit 2 gesteuerte sicherheitsrelevante Anlage im sicheren Zustand verbleibt oder in den sicheren Zustand geht, also in den sicheren Zustand gesteuert wird.
Bei der weiter oben gegebenen Erläuterung in Verbindung mit 1, Situation gemäß a) und Situation gemäß b), ist deutlich geworden, daß und warum die Sicherheitsschalter 1 bei den im Stand der Technik bekannten Sicherheitsschaltungen zwei Ausgangssignalausgänge 4 und 5 aufweisen, – weil nämlich in unterschiedlicher Weise die Situation nach a) einerseits und die Situation nach b) andererseits erkannt wird. Demgegenüber hat die Lehre der Erfindung den ganz wesentlichen Vorteil, daß der Sicherheitsschalter 1 nur einen Ausgangssignalausgang 4 – und nur eine Endstufe – aufweisen muß, folglich auch die Auswerteeinheit 2 nur einen Signaleingang 8 aufweisen muß. Da bei einem Kurzschluß gemäß der Situation nach a) die in der Auswerteeinheit 2 vorgesehene Prüfeinheit 14 den Kurzschluß – externer Fehler – erkennt, bedarf es nicht eines zweiten Ausgangssignalausgangs, über den ein solcher Kurzschluß erkannt werden müßten
Die Lehre der Erfindung ermöglicht es auch, wie in 5 dargestellt, mehrere Sicherheitsschalter 1 vorzusehen und diese Sicherheitsschalter 1 in Reihe zu schalten. Voraussetzung dafür ist jedoch, daß Sicherheitsschalter 1 verwendet werden, die als Ausgangssignal am Ausgangssignalausgang 4 jeweils ein ge taktetes Signal abgeben, wobei die an den einzelnen Ausgängen 4 der Sicherheitsschalter 1 abgegebenen getakteten Signale nicht – über der Zeit – absolut identisch sein dürfen.
In 5 ist die Reihenschaltung mehrerer Sicherheitsschalter gezeigt. Dabei ist der Ausgangssignalausgang 4 des ersten Sicherheitsschalters 1 mit dem Versorgungsspannungseingang 3 des zweiten Sicherheitsschalters 1 und der Ausgangssignalausgang 4 des zweiten Sicherheitsschalters 1 mit dem Signaleingang 8 der Auswerteeinheit 2 verbunden. In der beschriebenen Weise ist es ohne weiteres möglich, mehr als zwei Sicherheitsschalter 1 in Reihe zu schalten.

Claims

Sicherheitsschaltung mit einem Sicherheitsschalter und einer Auswerteeinheit, bei der der Sicherheitsschalter einen Versorgungsspannungseingang und mindestens einen Ausgangssignalausgang aufweist und auf eine sicherheitsrelevante Situation anspricht und bei der die Auswerteeinheit nach einem Ansprechen des Sicherheitsschalters, nach dem Auftreten eines Fehlers im Sicherheitsschalter – interner Fehler – oder/und nach dem Auftreten eines Fehlers am Sicherheitsschalter oder an der Auswerteeinheit – externer Fehler – dafür sorgt, daß eine an die Auswerteeinheit angeschlossene oder von der Auswerteeinheit gesteuerte sicherheitsrelevante Anlage im sicheren Zustand verbleibt oder in den sicheren Zustand geht, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sicherheitsschalter (1) an seinem Versorgungsspannungseingang (3) eine Prüfimpulse aufweisende Versorgungsspannung zur Verfügung gestellt ist, daß die dem Sicherheitsschalter (1) zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung innerhalb des Sicherheitsschalters (1) gepuffert ist, daß die Auswerteeinheit (2) eine die dem Sicherheitsschalter (1) zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung überprüfende Prüfeinheit (14) aufweist und daß die Auswerteeinheit (2) anspricht, wenn ihre Prüfeinheit (14) feststellt, daß die dem Sicherheitsschalter (1) zur Verfügung gestellte Versorgungsspannung Prüfimpulse nicht mehr aufweist.
Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschalter (1) einen an seinem Versorgungsspannungseingang (3) angeschlossenen Pufferkondensator (12) aufweist.
Sicherheitsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschalter (1) zwischen dem Versorgungsspannungseingang (3) und dem Pufferkondensator (12) eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode (13) aufweist.
Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschalter (1) nur einen Ausgangssignalausgang (4) aufweist.
Sicherheitsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sicherheitsschalter (1) vorgesehen sind und die Sicherheitsschalter (1) in Reihe geschaltet sind.
Sicherheitsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangssignalausgang (4) des ersten Sicherheitsschalters (1) mit dem Versorgungsspannungseingang (3) des zweiten Sicherheitsschalters (1), der Ausgangssignalausgang (4) des zweiten Sicherheitsschalters (1) mit dem Versorgungsspannungseingang (3) des dritten Sicherheitsschalters (1) usw. und der Ausgangssignalausgang (4) des letzten Sicherheitsschalters (1) mit dem Signaleingang (8) der Auswerteeinheit (2) verbunden ist.