DE19624172C2 - Sicherheitsvorrichtung für Positionsschalter - Google Patents
Sicherheitsvorrichtung für PositionsschalterInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für Positionsschalter.
Es sind bereits derartige Vorrichtungen bekannt. Die DE 43 03 367 C1 beschreibt einen
Sicherheitsschalter bestehend aus einem Freigabemechanismus und einem diesen
Mechanismus entriegelnden Betätigungsorgan. Dabei besteht der Freigabemechanismus
im wesentlichen aus einer in einem Gehäuse gelagerten Walze, die ihrerseits wiederum aus
einzelnen, drehbar auf einer Welle gelagerten Scheiben mit radial offenen,
steuerkurvenartigen Ausnehmungen besteht. Das Betätigungsorgan ist im wesentlichen
schlüsselartig ausgebildet und weist in Anpassung an die Ausnehmungen des
Freigabemechanismus einzelne Betätigungsabschnitte auf, so daß durch Einführen des
Betätigungsorgans in den Freigabemechanismus dieser entsprechend entsperrbar ist und
somit über die Walze ein elektrischer Schaltvorgang ausgelöst wird.
Es sind noch weitere mechanisch-codierte Sicherheitsschalter bekannt. Auch in der DE 42
38 016 C2 wird eine derartige Lösung offenbart. Hierbei wird ein schlüsselartiges
Betätigungselement in eine Gehäuseöffnung der Freigabeeinrichtung eingeführt, wodurch
dann ein Schlitten innerhalb der Freigabeeinrichtung nach Entriegelung durch das codierte
Betätigungselement in Einführrichtung bewegbar ist und in eingeführter Position des
Betätigungselementes ein Schaltstößel des Schaltgerätes das Betätigungselement entgegen
der Einführrichtung verriegelt und ebenfalls ein elektrischer Schaltvorgang ausgelöst wird.
Diese bekannten Lösungen haben alle gemein, daß die erzielte Sicherheit gegen
unbefugtes Schalten lediglich durch mehr oder minder einfache mechanische Codierung
der Betätigungsorgane und der zugehörigen Freigabeeinrichtungen erreicht wird. Die
somit erzielte Sicherheit ist jedoch in vielen Fällen unzureichend, da derartige mechanisch
codierte Betätigungsorgane im Fachhandel erhältlich oder auch einfach nachzufertigen
sind. In der Praxis hat sich gezeigt, daß derartige, durch mechanische Codierung realisierte
Sicherheitseinrichtungen relativ einfach zu überlisten sind. Genau das birgt jedoch ein
hohes Gefahrenpotential, da Sicherheitsvorrichtungen, wie Schutztüren, Abschirmgitter
und -hauben, die mit Hilfe derartiger Sicherheitsschalter abgesichert worden sind,
umgangen werden können.
Weiterhin ist aus der Produktinformation der Firma TEXAS INSTRUMENTS
'REGISTRATIONS- UND IDENTIFIKATIONSSYSTEME' von 1991 das System 'TIRIS'
zur Erfassung, Steuerung und Überwachung von verschiedenen Objekten und Prozessen
bekannt. Hierbei handelt es sich um ein System, das i. w. aus einem Transponder und
einem Lesegerät besteht und unter Verwendung von Hochfrequenztechniken arbeitet. Das
zentrale Bauteil des Systems ist ein kleiner, batterieloser Transponder. Jeder Transponder
besitzt einen individuellen unveränderlichen Identifikationscode, der werksseitig
vorprogrammiert ist. Die Daten des Transponders werden über ein Lesegerät erfaßt, wobei
dieses HF-Impuse ausstrahlt, mit denen der jeweilige Transponder erreicht und aktiviert
wird. Der Transponder reagiert auf das ausgesendete Signal des Lesegerätes und sendet
seinen individuellen Code zurück. Die ausgelesenen Daten des Transponders werden über
eine entsprechende Schnittstelle an eine Logik übertragen und stehen nun zur weiteren
Verarbeitung zur Verfügung. Bevorzugte Anwendungsgebiete sind aus den Bereichen der
Müllentsorgung, der Fahrzeugidentifikation zur Überwachung der Kraftstoffabgabe, der
Abrechnung an Mautstationen, sowie aus der Steuerung des Arbeitsflusses in der
Produktion bekannt.
Desweiteren ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 92 03 153 ein intelligenter
Schutzschalter für elektrische Geräte wie Computer bekannt. Mit diesem Schutzschalter
soll einerseits eine zugriffsberechtigte Inbetriebnahme eines Computers und andererseits
die intelligente Zugriffskontrolle für Anwendungen bestimmter Software in einem Schritt
ermöglicht werden. Hierbei finden ein spezifisch geformtes Speichersteckmodul und eine
in den Abmessungen daran angepasste Buchse mit integriertem Lesegerät ihre
Anwendung. Das
Speichersteckmodul weist zum Zwecke einer mechanischen Kodierung eine spezifische
Form und zum Zwecke einer zusätzlichen elektronischen Kodierung ein auslesbares
EEPROM auf. Mit einem derartigen Gegenstand wird dem PC-Anwender die
Inbetriebnahme seines PC's erleichtert. Einerseits muß der Anwender sich keine
umständlichen Paßwörter mehr merken und zum anderen entfällt die lästige Eingabe der
Paßwörter von Hand.
Ein derartiger intelligenter Schutzschalter ist für Sicherheitspositionsschalter gemäß dem
Gegenstand der Erfindung aber nicht geeignet, da einerseits hier eine zweistufige
Freischaltung - bei der durch zwei verschiedenartige Dekodierungen zwei getrennte
Schaltvorgänge ausgelöst werden - unerwünscht ist und andererseits kontaktbehaftete
Systeme wie dieser intelligente Sicherheitsschalter oder Chipkartensysteme einem
erhöhten Verschleiß unterliegen und somit keine ausreichende Betriebssicherheit für
Geräte, bei denen die Sicherheit von Menschen primäres Ziel sein muß, gewährleistet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsvorrichtung für
Positionsschalter oder dergleichen zu schaffen, die gegenüber herkömmlichen Geräten
einerseits einen deutlich höheren Codierungsgrad gewährleistet und andererseits ein
Fälschen der codierten Betätigungselemente ausschließt und somit die
Überlistungssicherheit derartiger Vorrichtungen deutlich erhöht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die elektronische Codierung des
Betätigungselementes beim erstmaligen betriebsmäßigen Zusammenführen von
Betätigungselement und Freigabeelement durchzuführen. Somit wird bei der Herstellung
der Betätigungselemente vorzugsweise lediglich ein einziger Rohling gefertigt, der dann
später bei der Inbetriebnahme der Sicherheitsvorrichtung unverwechselbar programmiert
wird. Mit Vorteil ist es somit möglich, sowohl bei der Fertigung bzw. der Lieferung dieser
Teile, als auch bei der Weiterverarbeitung der Teile beim Kunden, die beiden einzelnen
Elemente getrennt voneinander und unsortiert aufzubewahren. Ferner ist von Vorteil, daß
das Betätigungselement und das Freigabeelement bis zur Inbetriebnahme der
Sicherheitsvorrichtung in beliebiger Kombination zusammenstellbar sind.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden
Figurenbeschreibung enthalten. Es zeigen:
Fig. 1 Eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Sicherheitsvorrichtung im Teilschnitt in einer Perspektivdarstellung, wobei
die Vorrichtung an einem Positionsschalter angeordnet ist,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße
Sicherheitsvorrichtung gemäß Fig. 1 in der Schnittebene x-y, mit nicht
eingeführtem Betätigungselement,
Fig. 3 die Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 mit eingeführtem Betätigungselement,
Fig. 4 die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung in einer schematischen
Darstellung, und
Fig. 4a u.
Fig. 4b einen Teilbereich der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung gemäß
Fig. 4 in schematischer Darstellung.
Die Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Sicherheitsvorrichtung im Teilschnitt in einer Perspektivdarstellung. Dabei ist die
Sicherheitsvorrichtung an der Stirnseite eines Positionsschalters 2 angeordnet und besteht
im wesentlichen aus einem Freigabeelement 4 und einem, in eine insbesondere
trichterförmige Gehäuseöffnung 6 des Freigabeelementes 4 einführbaren, schlüsselartigen
Betätigungselement 8. Wie aus dem zitierten Stand der Technik bereits bekannt, ist das
Betätigungselement 8 mechanisch codiert, so daß auf Grund der jeweiligen Konturen der
Betätigungselemente 8, diese, verschiedenen Freigabeelementen 4 zuordbar sind.
Darüber hinaus ist in den Fig. 1-4 dargestellt, daß zusätzlich zu der mechanischen
Sicherheitscodierung erfindungsgemäß noch eine elektronische Sicherheitscodierung
Verwendung findet. Diese elektronische Codierung wird durch zwei verschiedene
elektronische Baueinheiten realisiert. Dabei ist eine erste Baueinheit in Form eines
Transponders 10 ausgebildet und vorzugsweise auf dem Betätigungselement 8 angeordnet
bzw. in dieses integriert und eine zweite Baueinheit als Schreib- und Lesegerät 12
ausgeführt und vorzugsweise im Gehäuse des Freigabeelementes 4 integriert.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Transponder 10 etwa mittig in dem
schlüsselartigen Betätigungselement 8 integriert. In Anpassung an die Positionierung des
Transponders 10 ist das Schreib- und Lesegerät 12 im Gehäuse des Freigabeelementes 4
derart angeordnet, daß im eingeführten und formschlüssig verriegelten Zustand des
Betätigungselementes 8 innerhalb des Freigabeelementes 4, das Schreib- und Lesegerät 12
und der Transponder 10 Informationen austauschen können, so daß der kontaktlose
Informationsaustausch und die elektronische Dekodierung erfolgen können.
Erfindungsgemäß ist eine Freigabe des elektrischen Schaltvorganges nur dann möglich,
wenn sowohl die mechanische, als auch die elektronische Dekodierung übereinstimmen
und erfolgt sind.
In der Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung im unbetätigten Zustand in
einer Schnittdarstellung gezeigt.
Die Fig. 3 zeigt die Sicherheitsvorrichtung gemäß Fig. 2 im betätigten Zustand.
Vorzugsweise sind die beiden Codierungsmechanismen - mechanisch und elektronisch - in
logischer Weise UND-verknüpft. Diese UND-Verknüpfung kann auf verschiedene Arten
realisiert werden. Eine erste Möglichkeit ist die, die UND-Verknüpfung auf mechanische
Weise zu realisieren, indem man den Transponder 10 und das Schreib- und Lesegerät 12
derart anordnet, daß das Schreib- und Lesegerät nur dann den Transponder 10 auslesen
kann, wenn das Betätigungselement 8 sich in der mechanisch verriegelten und mechanisch
decodierten Endposition befindet. Eine weitere Möglichkeit wäre die, die erreichte
Endposition des Betätigungselementes 8 elektronisch abzufragen und das Schreib- und
Lesegerät 12 abhängig vom Ergebnis dieser Abfrage zu aktivieren.
Erfindungsgemäß wird der Transponder 10 vom Schreib- und Lesegerät 12 beim
erstmaligen betriebsmäßigen Zusammenführen von Betätigungselement 8 und
Freigabeelement 4 mit einem entsprechenden Code derart programmiert, daß bei jedem
weiteren betriebsmäßigen Zusammenführen der beiden Teile 4, 8 ein Freigabesignal zur
Freigabe eines elektrischen Schaltvorganges erzeugt wird. Dies hat den Vorteil, daß bei
der Herstellung lediglich ein universell einsetzbarer - weil noch nicht programmierter -
Betätigungselementsrohling gefertigt werden kann, der erst bei Inbetriebnahme der
Vorrichtung, durch die Programmierung, zum individuellen Betätigungselement 8
umfunktioniert wird. Um zu gewährleisten, daß auch keine weiteren unerwünschten
Vervielfältigungen der Betätigungselemente 8 herstellbar sind, ist der
Programmierungsvorgang vorzugsweise lediglich einmal durchführbar. Es ist denkbar,
sowohl den Transponder 10 derart auszubilden, daß er nur einmal programmiert werden
kann, als auch das Schreib- und Lesegerät 12 derart auszubilden, daß es nur einen einzigen
Programmiervorgang durchführen kann.
In der Fig. 4 ist die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung in schematischer Weise
dargestellt. Das Betätigungselement 8 ist vorzugsweise an einem Trägerteil 13, wie einer
Türe oder einer Schutzhaube oder dergleichen montiert und in einem betriebsmäßigen, in
das Freigabeelement 4 eingeführten und mechanisch verriegelten Zustand gezeigt. Hierbei
ist erkennbar, daß der Transponder 10 und das Schreib- und Lesegerät 12 derart
zueinander angeordnet sind, daß die elektronische Decodierung erst nach erfolgter
mechanischer Decodierung erfolgen kann. In der dargestellten Figur ist die Vorrichtung im
dekodierten betriebsbereiten Zustand dargestellt. Erfindungsgemäß ist das
Betätigungselement 8 derart ausgebildet, daß es bei einer Demontage bzw. Trennung des
Betätigungselementes 8 vom Trägerteil 13 zu einer Löschung oder Sperrung bzw. einer
Unlesbarkeit der für die elektronische Dekodierung notwendigen Informationen des
Transponders 10 kommt. Das ist beispielsweise dadurch möglich, daß das
Betätigungselement 8 und das Trägerteil 13 im montierten Zustand derart
elektromechanisch und/oder elektromagnetisch miteinander gekoppelt sind, daß bei einer
Trennung (Demontage) der beiden Teile 8, 13 die Löschung oder Verschlüsselung der
programmierten Informationen des Transponders 10 erfolgt.
In den Fig. 4a und 4b sind hierfür zwei mögliche Ausführungsbeispiele gezeigt.
Erfindungsgemäß weist der Transponder 10 bei diesen Ausführungen der
Sicherheitsvorrichtung eine Schnittstelle 15 auf. Über diese Schnittstelle 15 wird dem
Transponder 10, in Abhängigkeit vom Montagezustand des Betätigungselements 8 und des
Trägerteils 13, ein entsprechendes Signal übermittelt derart, daß der Transponder 10 nur
im montierten Zustand des Betätigunselements 8 am Trägerteil 13 von der Schreib- und
Leseeinheit 12 lesbar ist bzw. mit dieser kommunizieren kann.
Da der Transponder 10 keine eigene Stromversorgung benötigt, sondern über das Schreib-
und Lesegerät 12 durch ein hochfrequentes Signal aktiviert und quasi aufgeladen wird,
kann - unabhängig von einer separaten Stromversorgung - durch einfachste Beschaltung
von außen, dem Transponder 10 ein Signal zugeführt werden, welches ihn in einen
kommunikationsfähigen oder nicht-kommunikationsfähigen Modus schaltet.
In den Fig. 4a und 4b wird dem Transponder 10 über die Schnittstelle 15 - beispielsweise
durch die Unterbrechung oder das Schließen einer Leitungsverbindung 17 - mitgeteilt, ob
das Betätigungselement 8 am Trägerteil 13 befestigt ist. In Abhängigkeit von dieser
Information wird dann dem Transponder 10 mitgeteilt, ob er mit dem Schreib- und
Lesegerät 12 kommunizieren darf oder nicht.
In der Fig. 4a ist beispielsweise vorgesehen, daß der Transponder 10 erst lesbar geschaltet
wird, wenn ein bestimmtes Befestigungsteil 19, wie eine Schraube oder dergleichen,
signalisiert, daß die Befestigung des Betätigungselements 8 am Trägerteil 13 erfolgt ist.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4b wird diese Abfrage über einen zusätzlich am
Trägerteil 13 angeordneten Betätiger 21 erreicht.
Hierdurch wird sichergestellt, daß das Betätigungselement 8 nur im montierten Zustand
die elektronische Sicherung freigeben kann.
Wie in Fig. 4 dargestellt wird nach erfolgter Dekodierung über das Schreib- und Lesegerät
12 ein elektrisches Freigabesignal erzeugt, welches ein Entriegelungselement 14, wie
einen Elektromagneten o. dergl. ansteuert und so einen Betätigungsmechanismus 16 für
einen elektrischen Schaltkontakt 18 freigibt.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern
umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsformen.
So ist es auch denkbar die zusätzliche Abfrage elektromagnetisch oder optoelektrisch zu
realisieren.
Claims (8)
1. Sicherheitsvorrichtung für Positionsschalter bestehend aus einem Betätigungselement
(8) und einem Freigabeelement (4),
- 1. wobei das Betätigungselement (8) und das Freigabeelement (4) derart mechanisch kodiert sind, daß durch das betriebsmäßige Zusammenführen von Betätigungselement (8) und Freigabeelement (4) eine mechanische Dekodierung und zugleich ein mechanischer Formschluß zwischen diesen beiden Teilen (4, 8) stattfindet,
- 2. das Betätigungselement (8) und das Freigabeelement (4) außerdem elektronisch kodiert sind,
- 3. das Freigabeelement (4) dazu ein elektronisches Schreib- und Lesegerät (12) und das Betätigungselement (8) einen Transponder (10) aufweist,
- 4. das Betätigungselement (8) beim erstmaligen betriebsmäßigen Zusammenführen mit dem Freigabeelement (4) derart programmiert wird, daß bei jedem weiteren betriebsmäßigen Zusammenführen der beiden Teile (4, 8) die elektronische Dekodierung erfolgt
- 5. und das erst nach erfolgter mechanischer und elektronischer Dekodierung ein elektrischer Schaltvorgang freigegeben wird.
2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Freigabeelement (4) nach erfolgter elektronischer
Dekodierung über ein Freigabesignal ein Entriegelungselement (14) ansteuert, das
seinerseits eine weitere mechanische Entriegelung für die Freigabe des elektrischen
Schaltvorganges bewirkt.
3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsaustausch zwischen Freigabeelement (4) und
Betätigungselement (8) mittels Frequenzmodulation erfolgt.
4. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (8) derart ausgebildet ist, das es nur
einmal programmierbar ist.
5. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schreib- und Lesegerät (12) derart ausgebildet ist, daß es
lediglich einmalig einen Programmiervorgang zur Codierung des Betätigungselementes
(8) durchführen kann.
6. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Betätigungselement (8) angeordnete
Transponder (10) eine Schnittstelle (15) aufweist und diese Schnittstelle (15) im
befestigten Zustand des Betätigungselementes (8) am Trägerteil (13) über eine
Leitungsverbindung (17) ein Signal empfängt und durch Trennen des Betätigungselementes
(8) vom Trägerteil (13) die Leitungsverbindung (17) unterbrochen oder geschlossen wird.
7. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverbindung (17) durch Entfernen eines
Befestigungsteils (19) unterbrochen oder geschlossen wird.
8. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (13) einen Betätiger (21) aufweist, der im
montierten Zustand des Betätigungselementes (8) am Trägerteil (13) die
Leitungsverbindung (17) öffnet oder schließt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MOELLER GMBH, 53115 BONN, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |