DE102006006949B4 - Safety system for monitoring a safety guard - Google Patents
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Abstract
Sicherheitssystem zum Überwachen des Zustandes einer Schutzeinrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung, die eine Schalteinrichtung (63) mit wenigstens einem Schaltelement (70, 71) sowie eine Betätigungseinrichtung (10) mit einem zugehörigen Betätiger (12) aufweist, wobei ein Übertragungselement (26, 64) zwischen der Betätigungseinrichtung (10) und der Schalteinrichtung (63) vorgesehen ist, welches einerseits mit dem Schaltelement (70, 71) und andererseits mit dem Betätiger (12) gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement im wesentlichen durch eine Übertragungswelle als Hauptachse (26) mit einem Betätigungsbereich und mit einem Schaltbereich oder -ende gebildet ist, deren Betätigungsbereich oder Ende an eine Vorrichtung (2) zum Umsetzen einer translatorischen Bewegung des Betätigers (12) in eine rotatorische Bewegung der Hauptachse (26) angeschlossen ist und dass die Hauptachse (26) in beide Drehrichtungen zwangsangetrieben ist.A security system for monitoring the state of a protective device with a safety device, which has a switching device (63) with at least one switching element (70, 71) and an actuating device (10) with an associated actuator (12), wherein a transmission element (26, 64) between the actuating device (10) and the switching device (63) is provided, which is coupled on the one hand with the switching element (70, 71) and on the other hand with the actuator (12), characterized in that the transmission element substantially by a transmission shaft as the main axis (26 ) is formed with an actuating region and with a switching region or end, whose operating region or end is connected to a device (2) for converting a translatory movement of the actuator (12) into a rotational movement of the main axis (26) and that the main axis ( 26) is forcibly driven in both directions of rotation.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssystem zum Überwachen des Zustandes einer Schutzeinrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung, die eine Schalteinrichtung mit wenigstens einem Schaltelement sowie eine Betätigungseinrichtung mit einem zugehörigen Betätiger aufweist, wobei ein Übertragungselement zwischen der Betätigungseinrichtung und der Schalteinrichtung vorgesehen ist, welches einerseits mit dem Schaltelement und andererseits mit dem Betätiger gekuppelt ist.The The invention relates to a security system for monitoring the state of a protective device with a safety device, the a switching device with at least one switching element and an actuator with an associated actuator having a transmission element between the actuator and the switching device is provided which on the one hand with the switching element and on the other hand coupled to the actuator.
Es handelt sich somit um ein Sicherheitssystem für wenigstens eine trennende Schutzeinrichtung oder Sperreinrichtung, beziehungsweise eine Vorrichtung zur Zustandsüberwachung einer Schutzeinrichtung einer Maschine oder Anlage, wobei auch eine Kombination mit einem Schlüsseltransfersystem oder eine daraus abgeleitete Mischform möglich ist, und das Sicherheitssystem zur Überwachung des sicheren Zustands von Maschinen oder Anlagen dient.It is thus a security system for at least one divisive one Protective device or locking device, or a device for condition monitoring a protective device of a machine or plant, including a Combination with a key transfer system or a derived mixed form is possible, and the security system for monitoring the safe state of machinery or equipment.
Aus
der
Im Allgemeinen haben Sicherheitssysteme, wie sie in der Produktnorm DIN-EN1088 beschrieben sind, den Nachteil, mechanisch nicht ausreichend stabil zu sein. Störungen werden häufig verursacht durch eindringendes Wasser, Beschädigung durch Missjustage und durch normalen Verschleiß. Bei den bisher bekannten Systemen muss jeder Schalter verdrahtet werden und, abhängig von der Sicherheitskategorie separat ausgewertet werden. Absicherung mit Sicherheitsschaltern ist deshalb kompliziert und teuer.in the Generally, safety systems have the same as the product standard DIN-EN1088 are described, the disadvantage, mechanically not sufficiently stable to be. disorders become common caused by penetrating water, damage by misalignment and through normal wear. In the previously known systems, each switch must be wired become and, depending be evaluated separately from the safety category. Hedging with Safety switches are therefore complicated and expensive.
In diesem Zusammenhang sind auch sogenannte Schlüsseltransfersysteme bekannt, die ebenfalls in der DIN-EN1088 beschrieben werden und nur wenig flexibel sind. Ein aufgebautes System lässt sich zu einem späteren Zeitpunkt kaum umkonfigurieren.In In this context, so-called key transfer systems are known, which are also described in DIN-EN1088 and only a little are flexible. A built-up system can be set up later barely reconfigure.
Im Gegensatz zu Sicherheitsschaltersystemen reagieren Schlüsseltransfersysteme mit erheblicher Zeitverzögerung. Ein weiterer Nachteil von Schlüsseltransfersystemen ist der höhere Bedienungsaufwand.in the Unlike safety switch systems, key transfer systems respond with considerable time delay. Another disadvantage of key transfer systems is the higher one Operating expenses.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Sicherheitssystem zum Überwachen des Zustandes einer Schutzeinrichtung, insbesondere ein Schlüsseltransferschaltersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine hohe Betriebssicherheit aufweist, auf einfache Weise an unterschiedliche Vorgaben anpassbar und dabei auch erweiterbar ist. Außerdem soll der konstruktive Aufbau des Schlüsseltransferschaltersystems einfach und unter Verwendung weniger Teile realisierbar sein.task The object of the present invention is to provide a security system for monitoring the state of a protective device, in particular a key transfer switch system to create the type mentioned, the high reliability has, in a simple manner adaptable to different requirements and it is also expandable. In addition, the constructive Structure of the key transfer switch system easy and feasible using fewer parts.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass bei einem Sicherheitssystem der eingangs genannten Art das Übertragungselement zwischen der Betätigungseinrichtung und der Schaltereinrichtung im wesentlichen durch eine Übertragungswelle als Hauptachse mit einem Betätigungsbereich und mit einem Schaltbereich oder -ende gebildet ist, deren Betätigungsbereich oder Ende an eine Vorrichtung zum Umsetzen einer translatorischen Bewegung des Betätigers in eine rotatorische Bewegung der Hauptachse angeschlossen ist und dass die Hauptachse in beide Drehrichtungen zwangsangetrieben ist.to solution This task is proposed that in a security system of the type mentioned the transmission element between the actuator and the switch means substantially by a transmission shaft as Main axis with an operating area and is formed with a switching range or end whose operating range or end to a device for translating a translatory Movement of the actuator is connected in a rotational movement of the main axis and that the main axis is forcibly driven in both directions of rotation.
Eine Übertragungswelle als Hauptachse hat unter anderem den Vorteil, dass bei einer Drehlagerung eine höhere Funktionssicherheit vorhanden ist als bei Schiebelagerungen, da diese Drehlagerung unter anderem weniger anfällig ist zu verklemmen. Außerdem ist die Funktionssicherheit einer Welle als Übertragungsglied auch bei Spiel noch gegeben.A transmission wave as a major axis has the advantage, among other things, that in a pivot bearing a higher one Functional safety is available as with sliding bearings, there Among other things, this pivot bearing is less prone to jam. Besides that is the reliability of a shaft as a transmission link even at play still given.
Durch die zwangsbetätigte, also in beide Richtungen von einem Betätiger angetriebene Übertragungswelle ist einerseits keine Feder für eine Rückstellung erforderlich und andererseits ist dadurch auch die Rückstellbewegung sichergestellt und dadurch eine geringere Störanfälligkeit vorhanden.By the force-operated, so in both directions driven by an actuator transmission shaft on the one hand is no spring for a provision required and on the other hand is thereby also the return movement ensured and thus a lower susceptibility to interference exists.
Zweckmäßigerweise hat die Vorrichtung eine Einführöffnung für das Einstecken und Entnehmen des Betätigers und zum Umsetzen der translatorischen Bewegung des Betätigers in eine rotatorische Bewegung der Übertragungswelle ein von dem Betätiger bei einer Einsteck- oder Entnehmbewegung antreibbares Getriebe hat. Dabei kann das von dem Betätiger bei einer Einsteck- oder Entnahmebewegung antreibbare Getriebe ein Kurvengetriebe mit zumindest einer Kurvenscheibe oder Nockenscheibe sein, die eine über ein Eingriffsglied mit der Hauptachse gekoppelte Antriebskurve hat.Conveniently, the device has an insertion opening for insertion and removing the actuator and for converting the translational movement of the actuator into a rotational movement of the transmission shaft one from the actuator in a plug-in or removal movement drivable transmission has. In this case, that of the actuator in a plug-in or removal movement drivable transmission Cam mechanism with at least one cam or cam be one over an engagement member having the main axis coupled drive curve.
Dieser konstruktive Aufbau reduziert den Verschleiß und trägt somit zur Verlängerung der Lebensdauer bei.This constructive design reduces wear and thus contributes to the extension lifetime.
Bei den gängigen Wettbewerbslösungen handelt es sich üblicherweise um eine Scheiben-Stößellösung. Dabei dreht sich eine Nockenscheibe auf einem Stößelkopf und bewegt so den Stößel in eine Endposition. Dabei ist der Stößelkopf stets einem hohen Verschleiß ausgesetzt. Der Verschleiß kann zu Funktionsbeeinträchtigungen oder sogar zum Versagen eines Systems führen.Common competitive solutions are usually a disc ramming solution. In this case, a cam disk rotates on a plunger head and thus moves the plunger into one End position. The plunger head is always exposed to high wear. The wear can lead to functional impairment or even failure of a system.
Zweckmäßigerweise weist das Kurvengetriebe wenigstens eine Kurvenscheibe mit einer randoffenen Betätigungsöffnung zum Eingreifen des Betätigers sowie eine schlitzförmige Antriebskurve für das mit der Übertragungswelle verbundene Eingriffsglied auf.Conveniently, has the cam gear at least one cam with a open-edge actuating opening for Intervention of the actuator as well as a slot-shaped Drive curve for that with the transmission shaft connected engaging member on.
Dadurch ist zwischen dem Betätiger und der Übertragungswelle eine zwangsbetätigte Antriebsübertragung gebildet.Thereby is between the actuator and the transmission wave a forced drive transmission educated.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei vorzugsweise parallel angeordnete, von einem Betätiger verdrehbare Kurvenscheiben vorgesehen sind, die gleichzeitig von einem Betätiger antreibbar und über separate Eingriffsglieder mit der Übertragungswelle gekoppelt sind.Especially It is advantageous if two, preferably arranged in parallel, rotatable by an actuator Cams are provided which can be driven simultaneously by an actuator and about separate Engagement members coupled to the transmission shaft are.
Der Einsatz von zwei Kurvenscheiben erhöht die Sicherheit durch eine mechanische Redundanz. Beim Versagen einer Kurvenscheibe wird die grundlegende Funktion von der zweiten Kurvenscheibe übernommen.Of the Use of two cams increases safety by one mechanical redundancy. When a cam disk fails, the basic function adopted from the second cam.
Vorteilhafterweise ist eine Arretiervorrichtung zum Arretieren der Kurvenscheibe oder dergleichen Getriebeelement bei entnommenem Betätiger vorgesehen.advantageously, is a locking device for locking the cam or like gear element provided with removed actuator.
Auf diese Art und Weise wird eine Drehbewegung ohne eingestecktes Bedienelement (Betätiger oder Schlüssel) verhindert.On This way is a rotary motion without inserted control (actuators or key) prevented.
Auch im betätigten Zustand, wo sich die Kurvenscheiben in ihrer Endposition befinden, wird die Hauptachse blockiert, um zu verhindern, dass von außen wirkende axiale Kräfte zu einer ungewollten Drehbewegung der Hauptachse führen.Also in the pressed State where the cams are in their final position, the main axle is blocked to prevent it from acting outside axial forces lead to an unwanted rotational movement of the main axis.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Schalteinrichtung und die Betätigungseinrichtung sowie gegebenenfalls weitere Betätigungseinrichtungen oder dergleichen Funktionseinrichtungen als Module ausgebildet und weisen jeweils Anschlüsse zum lösbaren Verbinden miteinander sowie jeweils in Montagestellung fluchtende und über Kupplungselemente einer Kupplung lösbar miteinander verbindbare Teil-Übertragungswellen auf.To a particularly advantageous embodiment of the invention are the Switching device and the actuator and optionally further controls or similar functional devices are designed as modules and have each connections to the detachable Connecting with each other and aligned in each case in the mounting position and over Coupling elements of a clutch releasably connectable to each other Part-transmission shafts on.
Dabei können wahlweise mehrere Betätigermodule in gegebenenfalls unterschiedlichen Ausführungen, beispielsweise Schlüsselmodule mit einem Schlüssel als Betätiger und/oder Vorhängeschlossmodule mit einem nicht abziehbaren Schlüssel als Betätiger vorgesehen sein.there can optionally several actuator modules in possibly different versions, for example key modules with a key as actuator and / or padlock modules with a non-removable key as actuator be provided.
Außer Betätigermodulen in unterschiedlichen Ausführungsformen und Schaltermodulen können auch Zuhaltemodule mit wenigstens einem Betätiger sowie mit einem Verriegelungssystem vorgesehen sein.Except actuator modules in different embodiments and switch modules can also locking modules with at least one actuator and with a locking system be provided.
Um eine Reihe von mehr als zwei Einzelmodulen miteinander kombinieren zu können, ist das Betätigermodul als Zwischenmodul mit beidseitig an zwei gegenüber liegenden Seiten des Moduls zugänglicher Übertragungswelle und dort befindlichen Kupplungselementen sowie mit Anschlüssen für weitere Module ausgebildet.Around combine a series of more than two individual modules to be able to is the actuator module as an intermediate module with both sides on two opposite sides of the module accessible transmission wave and there located coupling elements and with connections for more Modules designed.
Die Funktionen der Einzelmodule sind dabei unabhängig von den der anderen Module. Die Gesamtfunktion wird erst durch den Zusammenbau zu einem System definiert.The Functions of the individual modules are independent of those of the other modules. The overall function only becomes a system through assembly Are defined.
Dadurch kann das erfindungsgemäße System an die verschiedenen anwendungsspezifischen Anforderungen angepasst werden. Bestehende Systeme können in einfacher Art und Weise modifiziert werden.Thereby can the system of the invention adapted to the various application-specific requirements become. Existing systems can be modified in a simple manner.
Durch seine Modulbauweise ist dieses System sehr flexibel und kann den jeweiligen Anforderungen optimal angepasst werden, wobei viele unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten bestehen. Durch Austauschen, Umgruppieren oder durch Ergänzen weiterer Module kann dieses System auch nachträglich geändert werden.By Its modular design makes this system very flexible and can handle the be optimally adapted to the respective requirements, with many different ones possible combinations consist. By exchanging, regrouping or by adding more Modules, this system can also be changed later.
Um die einzelnen Module miteinander hinsichtlich der Antriebsbewegung koppeln zu können, erstreckt sich die jeweilige Übertragungswelle von einer Anschlussseite zur gegenüber liegenden und weist an beiden Enden Kupplungselemente auf.Around the individual modules with each other regarding the drive movement to be able to couple the respective transmission wave from one connection side to the opposite and instructs on both ends coupling elements.
Für eine sichere Verbindung der Module untereinander sind die Anschlüsse der Module als spezielle Bajonettverschlüsse ausgebildet.For a safe Connection of the modules with each other are the connections of Modules designed as special bayonet locks.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Bajonettverschluss an den Modulen jeweils Bajonettkränze mit Bajonettnuten sowie einen separaten Bajonettring mit innenseitig vorstehenden Bajonettnocken auf.To a particularly advantageous embodiment, the bayonet closure Bayonet rings with bayonet grooves and one on the modules separate bayonet ring with inside protruding bayonet cams on.
Mit Hilfe des Bajonettringes werden jeweils ein unterer Bajonettkranz und ein oberer Bajonettkranz zusammengezogen und zusammengehalten.With Help of the bayonet ring are each a lower bayonet wreath and an upper bayonet wreath pulled together and held together.
Zweckmäßigerweise sind die Anschlüsse der Module zur Montage in unterschiedlichen Drehpositionen der Module, vorzugsweise zumindest in vier um etwa 90° zueinander verdrehten Montagepositionen ausgebildet.Conveniently, are the connections of the Modules for mounting in different rotational positions of the modules, preferably at least in four by about 90 ° to each other twisted mounting positions educated.
Bei einer rechteckigen Form können so die Module um ca. 90°; ca. 180° bzw. ca. 270° gegeneinander verdreht werden.at a rectangular shape can so the modules by about 90 °; approx. 180 ° resp. about 270 ° against each other to be twisted.
Im fertig montierten Zustand liegen dann die Außenflächen der Module sowie des Bajonettringes parallel zueinander.in the Once assembled, the outer surfaces of the modules and the bayonet ring are parallel to each other.
Bei den bisher bekannten Systemen werden der Schalterkopf und das Schaltergehäuse mit Schrauben verbunden. Dieses System beschränkt die Variabilität in hohem Maße und ist daher nicht kundenfreundlich. Es gestattet keinen variablen Aufbau eines Systems und verhindert eine nachträgliche Erweiterung um weitere Module.at The previously known systems, the switch head and the switch housing with screws connected. This system restricts the variability to a great extent and is therefore not customer friendly. It does not allow variable Structure of a system and prevents subsequent expansion by more Modules.
Am Markt befinden sich auch Systeme auf der Grundlage von Bajonettverschlüssen. Dabei werden jedoch jeweils nur zwei Teile gegeneinander gedreht. Diese Ausführungen besitzen nur eine geringe Stabilität. Weiterhin besteht die Gefahr, dass sich der Bajonettverschluss löst und zu einem gefährlichen Versagen führt.At the Market are also systems based on bayonet locks. there However, only two parts are rotated against each other. These versions have only a low stability. Furthermore, there is a danger that the bayonet lock releases and becomes a dangerous failure leads.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Betätigungseinrichtung als Schlüsselmodul ausgebildet sein, wobei als Betätiger ein Steckschlüssel dient.To a development of the invention, the actuator as a key module be formed, as an actuator a socket wrench is used.
Durch die Verwendung eines Schlüssels als Betätiger ist eine erhöhte Sicherheit gegeben, um bestimmte Handlungsabfolgen beim Zutritt zu gefährlichen Maschinen und Anlagen zu erzwingen.By the use of a key as actuator is an elevated one Security given to certain courses of action when entering too dangerous To enforce machinery and equipment.
Die Verwendung eines Steckschlüssels hat gegenüber dem Drehschlüsselprinzip den Vorteil, dass komplizierte, einem relativ hohen Verschleiß unterliegende Mechanismen wie Stößel, Bolzen, Scheiben oder Stifte, die wiederum weitere Funktionen auslösen, vermieden werden können.The Use of a socket wrench has opposite the rotary key principle the advantage that complicated, subject to relatively high wear Mechanisms such as rams, bolts, washers or pens, which in turn trigger other functions avoided can be.
Außerdem weisen Steckschlüssel eine geringere Anfälligkeit gegen Verschmutzung auf.In addition, show socket a lower susceptibility against pollution.
Vorzugsweise weist der Schlüssel für das Schlüsselmodul einen Betätigungsabschnitt, einen Kodierabschnitt sowie einen Griffabschnitt auf.Preferably assigns the key for the key module an operating section, a coding section and a handle section.
Dieser Schlüssel kann in einer Linearbewegung mit seinem Betätigungsabschnitt in das Schloss eingesteckt werden und mit dem anschließenden Kodierabschnitt beziehungsweise Kodiermechanismus wird der Schlüssel überprüft. Handelt es sich um einen falschen Schlüssel, blockiert das Kodiersystem den Schlüssel.This key can be inserted in a linear movement with its operating section in the castle be and with the subsequent Coding section or coding mechanism, the key is checked. These it's a wrong key, The coding system blocks the key.
Dieses System ist einfach aufgebaut, dennoch sehr stabil, nicht empfindlich gegen Verschmutzung und sehr sicher gegen äußere Manipulation. Die Schlüsselform bietet zudem ergonomische Vorteile.This System is simple, yet very stable, not sensitive against contamination and very safe against external manipulation. The key shape It also offers ergonomic benefits.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Kupplungselemente der etwa fluchtenden Übertragungswellen der einzelnen Module jeweils Teil einer Klauenkupplung, wobei die Kupplungselemente axial vorstehende, ineinander greifende Klauen aufweisen.To a development of the invention, the coupling elements of approximately aligned transmission waves the individual modules each part of a dog clutch, wherein the Clutch elements axially projecting, interlocking claws exhibit.
Über die Klauenkupplungen können die Funktionen benachbarter Module freigeschaltet oder gesperrt werden.About the Claw couplings can the functions of adjacent modules are enabled or disabled become.
Eine besondere Ausführungsform der Klauenkupplung sieht vor, dass die Klauen der Kupplungselemente segmentförmig mit radial orientierten Seitenflanken ausgebildet sind und dass die Umfangserstreckung aller Segmente eines Kupplungselementes gemeinsam etwa gleich (Schaltermodul) oder kleiner ist als 180°.A special embodiment the dog clutch provides that the claws of the coupling elements segment shape are formed with radially oriented side edges and that the circumferential extent of all segments of a coupling element together about the same (switch module) or less than 180 °.
Ist die Umfangserstreckung aller Segmente eines Kupplungselementes gemeinsam etwa gleich 180°, so ist bei gleichen, darin eingreifenden Kupplungselementen praktisch kein Übertragungsspiel vorhanden. Dies ist bei Kopplung mit einem Schaltermodul vorgesehen.is the circumferential extent of all segments of a coupling element together approximately equal to 180 °, so is at the same, engaging therein coupling elements practically no transmission game available. This is provided when coupled with a switch module.
Ist die Umfangserstreckung aller Segmente eines Kupplungselementes gemeinsam jedoch kleiner als 180°, ist ein Übertragungsspiel vorhanden, weil zwischen den Segmenten ein Frei raum vorhanden ist.is the circumferential extent of all segments of a coupling element together but less than 180 °, is a transmission game present, because there is a free space between the segments.
Dies
kann bei folgendem Funktionsablauf genutzt werden:
Bei einer
Kombination aus Betätigermodul,
Schlüsselmodul
und Schaltermodul ist zunächst
der Betätiger
des Betätigermoduls
nicht in dieses eingeführt, das
heißt,
eine mit dem Betätiger
verbundene, zu überwachende
Türe ist
offen. Der Schlüssel
des Schlüsselmoduls
ist ebenfalls entfernt. Im Schaltermodul sind in diesem Zustand
die Sicherheitsschalter geöffnet.This can be used in the following functional sequence:
In a combination of actuator module, key module and switch module, the actuator of the actuator module is initially not introduced into this, that is, a connected to the actuator to be monitored door is open. The key of the key module is also removed. In the switch module, the safety switches are opened in this state.
Nun wird die zu überwachende Türe geschlossen, der Betätiger wird dabei in das Betätigermodul eingeführt. Innerhalb des Betätigermoduls dreht sich dabei die Hauptachse in der beschriebenen Art und gibt dabei die Funktion des darunter liegenden Schlüsselmoduls frei. Die Hauptachse des Schlüsselmoduls wird hierbei wegen des zwischen den Kupplungs-Segmenten befindlichen Freiraums noch nicht bewegt. Erst nachdem der Betätiger in seiner Endstellung ist, kann der Schlüssel in das Schlüsselmodul eingesteckt werden. Durch das Hineinschieben des Schlüssels in das Schlüsselmodul wird ebenfalls die Hauptachse des Schlüsselmoduls um zum Beispiel 30° entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Da zwischen den Klauen des Schlüsselmoduls und des Schaltermoduls kein Freiraum vorhanden ist, wird diese Drehbewegung im Schaltermodul zum Schließen der elektrischen Schaltkreise genutzt.Now the door to be monitored is closed, the actuator is inserted into the actuator module. Within the actuator module, the main axis rotates in the manner described, thereby releasing the function of the underlying key module. The main axis of the key module is not yet moved because of the free space between the coupling segments. Only after the actuator is in its end position, the key can be plugged into the key module. By pushing the key into the key module, the main axis of the key module is also rotated counterclockwise by, for example, 30 °. Because between the claws of the key module and the switch module no clearance is available, this rotation is used in the switch module to close the electrical circuits.
Eine abweichende Handlungsabfolge ist nicht möglich.A deviating sequence of actions is not possible.
So kann z. B. der Schlüssel nicht in das Schlüsselmodul eingeführt werden, wenn die Tür noch nicht geschlossen beziehungsweise der Betätiger noch nicht in das Betätigermodul eingesteckt ist.So can z. For example, the key not in the key module introduced be, if the door is still not closed or the actuator not yet in the actuator module is plugged in.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die Klauen der Kupplungselemente in radialer Richtung über einen äußeren Teilbereich der Stirnseite der Übertragungswelle und sind etwa kegelstumpfförmig ausgebildet. Der mittlere Bereich bleibt also frei.To an embodiment of the invention, the claws of the extend Coupling elements in the radial direction over an outer portion of the front side the transmission shaft and are approximately frustoconical educated. The middle area remains free.
Durch diese Ausbildung ist ein Selbstzentrierungseffekt vorhanden, so dass zusätzliche Lager nicht erforderlich sind.By this training is a Selbstzentrierungseffekt available, so that extra Bearings are not required.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen näher erläutert.additional Embodiments of the invention are listed in the further subclaims. below the invention with its essential details with reference to Drawings closer explained.
Es zeigt:It shows:
Eine
in
Sie
dient somit zur Überwachung
des sicheren Zustands von Maschinen, Anlagen oder dergleichen und
weist in dem in
Zu
dem Betätigermodul
Die
gleiche Funktionseinheit
Der
innere Aufbau eines Betätigermoduls
Das
Betätigermodul
Die
Vorrichtung
Die
Kurvenscheiben
Im
betätigten
Zustand (
Durch
den spiegelverkehrten Einbau der beiden Kurvenscheiben
Der
Einsatz von zwei Kurvenscheiben
Der konstruktive Aufbau reduziert den Verschleiß und trägt somit zur Verlängerung der Lebensdauer bei.Of the constructive design reduces wear and thus contributes to the extension lifetime.
Bei den gängigen Wettbewerbslösungen handelt es sich üblicherweise um eine Scheiben-Stößellösung. Dabei dreht sich eine Nockenscheibe auf einem Stößelkopf und bewegt so den Stößel in eine Endposition. Dabei ist der Stößelkopf stets einem hohen Verschleiß ausgesetzt. Der Verschleiß kann zu Funktionsbeeinträchtigungen oder sogar zum Versagen eines Systems führen.at the common ones Competitive solutions it usually around a slice ramming solution. there a cam disc rotates on a plunger head, thus moving the plunger to an end position. Here is the plunger head always exposed to high wear. The wear can to functional impairments or even failure of a system.
Das
erfindungsgemäße Sicherheitssystem bietet
auch Ergonomievorteile, da z. B. bei einem Schlüsselmodul
Um
Gefahren jeglicher Art zu vermeiden, ist dafür zu sorgen, dass die Kurvenscheiben
Um zu verhindern, dass bei unsachgemäßer Behandlung dennoch bestimmte Funktionen ausgelöst werden, haben sich beim Stand der Technik viele Lösungen am Markt etabliert, die jedoch alle sehr komplex und/oder teuer sind. Die hohe Komplexität führt neben den hohen Fertigungskosten auch zu einer hohen Störanfälligkeit.Around To prevent that in case of improper treatment nevertheless certain Functions triggered many solutions have become available in the prior art Established, but all are very complex and / or expensive. The high complexity leads beside the high production costs also a high susceptibility to interference.
Die
erfindungsgemäße Lösung sieht
eine Arretierung der Kurvenscheiben vor. Dabei wird auf die Achse
Wird
der Betätiger
Die
Vorgänge
beim Einführen
des Betätigers sind
in den
Der
Betätiger
Gemeinsam
mit den Blockierflächen
Zum
Aufbau einer Funktionseinheit
Hierzu
besitzt jedes Modul einen oberen Bajonettkranz
Bei den bisher bekannten Sicherheitssystemen werden der Schalterkopf und das Schaltergehäuse mit Schrauben verbunden. Dieses System beschränkt die Variabilität in hohem Maße und ist daher nicht kundenfreundlich. Es gestattet keinen variablen Aufbau eines Systems und verhindert eine nachträgliche Erweiterung um weitere Module.at the previously known security systems are the switch head and the switch housing connected with screws. This system limits the variability in high Dimensions and is therefore not customer friendly. It does not allow a variable structure a system and prevents subsequent expansion by more Modules.
Am Markt befinden sich auch Sicherheitssysteme auf der Grundlage von Bajonettverschlüssen. Dabei werden jedoch jeweils nur zwei Teile gegeneinander gedreht. Diese Ausführungen besitzen nur eine geringe Stabilität. Weiterhin besteht die Gefahr, dass sich der Bajonettverschluss löst und zu einem gefährlichen Versagen führt.At the Market are also based on security systems Bayonet fittings. there However, only two parts are rotated against each other. These versions have only a low stability. Furthermore, there is a risk that the bayonet catch loosens and a dangerous one Failure leads.
Der
bei den Ausführungsbeispiele
vorgesehene Bajonettverschluss
Im
oberen Bajonettkranz
In
den runden Bajonettkränzen
In
diese Nuten ragen, im montierten Zustand, die Bajonettnocken
Montagebeschreibung:Assembly Description:
Der
Bajonettring
Im
fertig montierten Zustand liegen die Außenflächen der Module
Der
Bajonettring
Je
nach gewünschter
Gesamtfunktion innerhalb eines Aufbaues z. B. gemäß
Dazu
sind Kupplungselemente (
Die
Klauen der Kupplungselemente sind segmentförmig mit radial orientierten
Seitenflanken ausgebildet, wobei die Umfangserstreckung aller Segmente
eines Kupplungselementes gemeinsam gleich oder kleiner ist als 180° (vergl.
Wahlweise
ist dadurch Drehspiel zwischen den einzelnen, ineinander greifenden
Kupplungselementen vorhanden oder aber in einer modifizierten Ausführung kann
die Klauenkupplung die Drehbewegung spielfrei übertragen und so weitere Funktionen auslösen. (vergl.
auch
Die
Hauptachse
An
beiden Enden ist die Hauptachse
Beim
Zusammenstecken zweier Module tauchen die Klauen
Wird
z. B. in das Modul
Wie
eingangs bereits beschrieben, weist die Funktionseinheit
Im
dargestellten Zustand ist der Betätiger
Im
Schaltermodul
Nun
wird die zu überwachende
Türe geschlossen,
der Betätiger
Eine
abweichende Handlungsabfolge ist nicht möglich. So kann z. B. der Schlüssel
Innerhalb
der Schalter- und Zuhaltemodule (
Zuhaltemodule sind zusätzlich zu den Schaltelementen noch mit einem Verriegelungssystem ausgestattet. Dieses Verriegelungssystem verhindert das unbeabsichtigte Wiedereinschalten des Sicherheitsschaltkreises. Die Position des Verriegelungssystems wird separat überwacht.Zuhaltemodule are additional to the switching elements still equipped with a locking system. This locking system prevents unintentional restarting of the safety circuit. The position of the locking system is monitored separately.
Zur
Montage mit weiteren Modulen sind auch die Schalter- und Zuhaltemodule
mit einem Bajonettkranz
Im
Bajonettkranz
Die
Schaltachse
Üblicherweise werden die elektrischen Schaltelemente über einen Stößelmechanismus betätigt. Dies erfordert jedoch eine, zur Grundplatine, senkrechte Anordnung der elektrischen Schaltelemente, d. h. es ist eine zweite Leiterplatte erforderlich. Vor allem die senkrechte Leiterplattenanordnung ist mit hohem Fertigungsaufwand verbunden und daher sehr kostenintensiv.Usually The electrical switching elements via a plunger mechanism actuated. However, this requires a, perpendicular to the motherboard, vertical arrangement the electrical switching elements, d. H. it is a second circuit board required. Especially the vertical circuit board assembly is associated with high production costs and therefore very expensive.
Das
erfindungsgemäße System
ist vorteilhaft, da es lediglich eine Leiterplatte
Die
Schaltachse
In
einem Schalter- bzw. Zuhaltemodul
Beispiel:Example:
Das
Schaltermodul
Beim Öffnen der
Haube wird der Betätiger aus
dem Betätigermodul
Marktübliche Schalter- bzw. Zuhaltemodule bestehen aus den beiden Teilen Gehäuse- und Kopfelement. Das Kopfelement wird üblicherweise mittels Verschraubung auf dem Gehäuseelement befestigt.Commercially available switch or locking modules consist of the two parts housing and Head element. The head element is usually by screwing on the housing element attached.
Bei hohen Belastungen kann es daher zum Abreissen des Kopfelementes kommen. Aus diesem Grund dürfen marktübliche Schalter- bzw. Zuhaltemodule nicht als (Tür-)Anschlag eingesetzt werden.at high loads may therefore cause the head element to tear off come. For that reason may standard market Switch or locking modules not as a (door) stop be used.
Im
Falle einer gewaltsamen Beschädigung eines
Zusammenbaues wie z. B. in
Die
elektrischen Schaltelemente
Um
Gefahren für
Mensch und Maschinen abzuwenden, muss z. B. das Abreißen des
Schlüsselmoduls
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit Hilfe einer Schalterfeder
Solange der sichere Zugang zu einer Gefahrenzone nicht möglich ist, müssen sämtliche Zugänge gesperrt sein. Erst wenn von der Anlagensteuerung z. B. ein Stillstandssignal gegeben wird, darf der Zutritt erlaubt werden.So long safe access to a danger zone is not possible, all must Additions be locked. Only when the plant control z. B. a standstill signal given, access may be allowed.
In einem Zuhaltemodul wird dabei das Herausziehen eines Betätigers (öffnen der Schutztüre) durch einen elektromechanischen Aufbau blockiert. Nur das entsprechende Anlagensignal kann diese Sperrung aufheben und so letztlich das öffnen einer Türe o. ä. erlauben.In a Zuhaltemodul while pulling out an actuator (open the Safety door) blocked an electromechanical structure. Only the corresponding one System signal can cancel this blockage and thus ultimately allow the opening of a door o. Ä.
Üblicherweise wird beim Stand der Technik mit Hilfe eines (Hub-)Magneten ein Bolzen oder eine Nockenscheibe blockiert, die wiederum das Entfernen des Betätigers (z. B. Türe öffnen) verhindern.Usually in the prior art with the aid of a (lifting) magnet a bolt or a cam disc is blocked, which in turn removes the actuator (eg open the door).
Nachteilig ist hierbei der komplizierte mechanische Aufbau, der zu hohen Montagekosten und zu hoher Störanfälligkeit führt, sowie einen relativ hohen Verschleiß verursacht.adversely Here is the complicated mechanical structure, the high installation costs and too high susceptibility to interference leads, and causes a relatively high level of wear.
Selbst bei vorhandenem Stillstandsignal der Anlagensteuerung ist es bei diesen Verriegelungssystemen nur mit hohem Aufwand möglich, eine unter Spannung stehende Türe zu öffnen. Eine Türvorspannung kann z. B. durch Verzug oder durch eingelegte Gummidichtungen verursacht werden.Even if there is a standstill signal of the system control, it is at this locking systems only with great effort possible, a live door to open. A door preload can z. B. caused by delay or by inserted rubber seals become.
Zur
Vermeidung dieser Nachteile ist das erfindungsgemäße Verriegelungssystem
wie folgt aufgebaut:
Die Schaltachse
The switching axis
Die
Fixierung der Schaltachse
In
die Längsbohrung
Treffen
die Verriegelungskugeln
Treffen
die Verriegelungskugeln
Zum
Entsperren muss lediglich der Verriegelungsstößel
Nur
im entsperrten Zustand
Der
Verriegelungsstößel
Die
Position der Hubstange
Auf
diese Weise kann sowohl die Stellung der Schaltachse
Je nach Anforderungen kann das Verriegelungssystem nach dem Arbeits- oder dem Ruhestromprinzip aufgebaut werden.ever according to requirements, the locking system may be or the closed-circuit principle.
Im
Ruhestromprinzip ist der Verriegelungsstößel
Das
Arbeitsstromprinzip ist die Umkehrung des Ruhestromprinzips. Dabei
ist für
die Verriegelung die Bestromung des Hubmagneten
In der Praxis wird überwiegend das Ruhestromprinzip verwendet. Selbst bei Spannungsausfall bleibt das System verriegelt und verhindert dadurch gefährliche Zustände. Auch die hohe thermische Belastung des Hubmagneten wird durch das Ruhestromprinzip reduziert.In the practice becomes predominant used the closed-circuit principle. Even with power failure remains The system locks and prevents dangerous conditions. Also The high thermal load of the solenoid is due to the closed-circuit principle reduced.
Soll
auch eine zweite Drehposition der Schaltachse
Die Verriegelung dieser zweiten Drehachsenposition erfolgt in der bereits beschriebenen Art und Weise.The Locking this second rotary axis position takes place in the already described way.
Um bestimmte Handlungsabfolgen beim Zutritt zu gefährlichen Maschinen und Anlagen zu erzwingen, sind u. a. Schlüsselmodule erforderlich. Sie ermöglichen den Aufbau von Schlüsseltransfersystemen.Around certain sequences of actions when accessing dangerous machines and systems to enforce, u. a. key modules required. they allow the construction of key transfer systems.
Die heute bekannten Schlüsseltransfersysteme funktionieren nach dem Drehschlüsselprinzip. Ein Schlüssel wird in ein Schloss gesteckt. Nur wenn der richtige Schlüssel verwendet wird, kann dieser komplett in das Schloss eingesteckt werden. Mit der anschließenden Drehbewegung des Schlüssels werden über komplizierte Mechanismen Stößel, Bolzen Scheiben oder Stifte bewegt, die wiederum weitere Funktionen auslösen.The key transfer systems known today work according to the rotary key principle. A key is put in a lock. Only if the right key is used This can be completely plugged into the lock. With the subsequent Rotary movement of the key be over complicated mechanisms plunger, bolt washers or pins moved, which in turn trigger other functions.
Ein Nachteil dieser Systeme ist der relativ hohe Verschleiß und die große Anfälligkeit gegen Verschmutzung. Die komplexe Mechanik führt zu weiteren Nachteilen in der Herstellung und der Störanfälligkeit.One Disadvantage of these systems is the relatively high wear and tear size susceptibility Against pollution. The complex mechanics leads to further disadvantages in the production and susceptibility.
Das hier beschriebene Schlüsselmodul funktioniert nach dem Steckschlüsselprinzip. Während der Schlüssel in einer Linearbewegung in das Schloss eingesteckt wird, wird über einen Kodiermechanismus der Schlüssel überprüft. Handelt es sich um einen falschen Schlüssel, blockiert das Kodiersystem den Schlüssel.The key module described here works according to the socket key principle. During the key is inserted in a linear movement in the lock, is about a Coding mechanism of the keys checked. These it's a wrong key, The coding system blocks the key.
Dieses System ist einfach aufgebaut, dennoch sehr stabil, nicht empfindlich gegen Verschmutzung und sehr sicher gegen äußere Manipulation. Die Schlüsselform bietet zudem ergonomische Vorteile.This System is simple, yet very stable, not sensitive against contamination and very safe against external manipulation. The key shape It also offers ergonomic benefits.
Die
Funktionsweise des Schlüsselmoduls
ist anhand der
Der
Schlüssel
In
dem Kodiergehäuse
ist das Kodierelement
Erst
nachdem die Kodierflächen
Beim
Herausziehen des Schlüssels
Bei
einem Schlüssel
mit falscher Kodierung können
die Kodierflächen
Das
Betätigermodul
Beispiel für einen möglichen Einsatz:Example of a possible use:
Zu Wartungszwecken ist der Zutritt zu einer Taumelmischanlage erforderlich. Dabei kann der Zustritt über einen Sicherheitsschalter abgesichert sein. Die Taumelmischabdeckung könnte über ein mechanisches Schlüsseltransfersystem gesichert sein. Durch die Kombination eines Sicherheitsschalters und eines Schlüsselmoduls an der Zugangstüre erhält man einen Schlüssel, der zur Öffnung der Taumelmischabdeckung erforderlich ist. Erst nachdem dieser Schlüssel in das zugehörende Schlüsselmodul eingesteckt wurde, erhält man einen zweiten Schlüssel, den man zu sich nimmt. Um die Maschine wieder in Betrieb setzen zu können ist es zwingend notwendig den Vorgang in umgekehrter Reihenfolge auszuführen. Zur weiteren Absicherung könnte auch ein Vorhängeschlossmodul integriert werden. Systeme dieser Art werden u. a. benutzt um Zugänge von Maschinen und Anlagen zu überwachen und/oder abzusichern, bestimmte Handlungsreihenfolgen in der Bedienung von (Haupt) Schalter, Erdungsschaltern, Ventile u. ä. zu erzwingen.To Maintenance purposes, access to a tumble mixing plant is required. Here, the passage over be protected by a safety switch. The tumble mixed cover could about one mechanical key transfer system be assured. By combining a safety switch and a key module at the access door receives one key, the opening the tumble mixing cover is required. Only after this key in the belonging key module plugged in receives you get a second key, you eat. To put the machine back into operation to be able to It is absolutely necessary to carry out the process in reverse order. to further hedging could also a padlock module to get integrated. Systems of this kind are u. a. used around accesses of machines and Monitor plants and / or to secure certain action sequences in the operation of (main) switches, earthing switches, valves u. to force a.
Vorteile:Advantages:
Durch seine Modulbauweise ist dieses System sehr flexibel und kann den jeweiligen Anforderungen optimal angepasst werden. Durch Austauschen, Umgruppieren oder durch Ergänzen weiterer Module kann dieses System auch nachträglich geändert werden. Der Aufbau und die Werkstoffwahl gewähren eine sehr hohe Stabilität. Durch die redundante Ausführung der wesentlichen Teile reduziert sich der Verschleiß, gegenüber den bisher bekannten Wettbewerbssystemen, um ca. 75% und steigert wesentlich das Sicherheitsniveau.By Its modular design makes this system very flexible and can handle the be optimally adapted to the respective requirements. By exchanging, Regroup or by adding other modules, this system can also be changed later. The construction and grant the choice of material a very high stability. Due to the redundant design the essential parts reduce the wear, compared to the previously known competition systems, by about 75% and increases significantly the security level.
Der hier beschriebene Aufbau ermöglicht die Überwachung mehrerer Zugänge mit nur einem System.The structure described here allows the Monitoring multiple accesses with just one system.
Durch die mögliche Kombination der Funktionen von Schalter- und Schlüsseltransfersystemen in einem Sicherheitssystem, werden die verschiedenen Funktionen vorteilhaft in einer Produktgruppe vereint. Diese Produktgruppe beinhaltet ebenfalls persönliche Schutzmaßnahmen in Form von Vorhängschlossmodulen, die mittels eines Vorhängeschlosses gegen Betätigung gesichert werden können.By the possible Combining the functions of switch and key transfer systems in one Security system, the various functions are beneficial united in a product group. This product group also includes personal protective measures in the form of padlock modules, the by means of a padlock against actuation can be secured.
Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem ist aus mehreren separaten Modulen aufgebaut, die alle mittels einem gleichförmigen Bajonettverschluss miteinander verbunden werden können. Die Funktionen der Einzelmodulen sind unabhängig von den der anderen Modulen. Die Gesamtfunktion wird erst durch den Zusammenbau zu einem System definiert.The Security system according to the invention built from several separate modules, all by means of a uniform Bayonet can be connected to each other. The Functions of the individual modules are independent of those of the other modules. The overall function only becomes a system through assembly Are defined.
Dadurch kann das erfindungsgemäße System an die verschiedenen anwendungsspezifischen Anforderungen angepasst werden.Thereby can the system of the invention adapted to the various application-specific requirements become.
Bestehende Systeme können in einfacher Art und Weise modifiziert werden.existing Systems can be modified in a simple manner.
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