DE19846081A1

DE19846081A1 - Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement

Info

Publication number: DE19846081A1
Application number: DE19846081A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Beckhausen; Juergen Menz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-13
Also published as: ES2281947T3; EP0993003A2; US6429375B1; EP0993003A3; EP0993003B1; ATE355595T1; DE59914217D1

Abstract

Sicherheitskontaktschiene für kraftbetätigte Anlagen oder Sicherheitskontaktelement als Schlauchelement mit einem elastischen Hohlkörper, innerhalb dessen mehrere leistenartige, elektrisch leitende Vorsprünge vorgesehen sind, die gegeneinander durch nicht leitende Querschnitte isoliert sind, wobei die leitenden Vorsprünge bei gegenseitiger Berührung einen Schaltimpuls erzeugen. Dabei weist das elastische Hohlprofil zumindest vier leistenartige, elektrisch leitende Vorsprünge auf, wobei diese Vorsprünge gleichförmig ausgebildet und gleichmäßig innerhalb des Hohlprofils verteilt angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitskontaktschiene für kraftbetätigte Anlagen und dergleichen oder ein Sicherheitskontakt element als Schaltschlauch und dergleichen mit einem elastischen Hohlprofil, innerhalb dessen mehrere leistenartige, elektrisch leitende Vorsprünge vorgesehen sind, die gegeneinander durch nicht leitende Querschnitte isoliert sind, wobei die leitenden Vorsprünge bei gegen seitiger Berührung einen Schaltimpuls erzeugen.

Aus der DE 39 21 533 A1 ist eine gattungsgemäße Sicherheitskon taktschiene für kraftbetätigte Anlagen bekannt, bei der im Innern des Hohlprofils zwei leistenartige, elektrisch leitende Vorsprünge und eine ebenfalls elektrisch leitende Gegenfläche vorgesehen sind. Durch diese Maßnahme soll eine zuverlässige Kontaktgabe gewährleistet sein. Weiterhin soll durch diese dreieckförmige Anordnung nach der Impulsauslösung ein Nachverformungsweg vorgesehen sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gattungsgemäße Si cherheitskontaktschiene bzw. ein Sicherheitskontaktelement so zu verbessern, daß immer eine redundante Kontaktgabe erfolgt, und zwar unabhängig davon, in welcher Richtung die Auslösekraft auf die Sicherheitskontaktschiene oder das Sicherheitskontaktelement ein wirkt. Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß zumindest vier leistenartige, elektrisch leitende Vorsprünge vorgesehen sind und daß diese Vorsprünge gleichförmig ausgebildet und gleichmäßig in nerhalb des Hohlprofils verteilt angeordnet sind. Die Querschnittsflä chen der Vorsprünge sind dabei vorzugsweise so gewählt und so an geordnet, daß sie punktsymmetrisch zur Mittelachse des Hohlprofils verlaufen. Dabei ist es gleich, aus welcher Richtung die Krafteinwir kung auf die Sicherheitskontaktschiene oder das Sicherheitskontakt element eingeleitet wird, da immer zumindest zwei Vorsprünge sich gegenseitig berühren und gegeneinander Schaltimpulse erzeugen.

Die Querschnittsflächen der Vorsprünge sind dabei so geformt, daß sie im wesentlichen durch zwei rechtwinklige Dreiecke mit unter schiedliche langen Schenkeln definiert werden können. Sie bestehen natürlich nicht aus zwei Dreiecken, sondern sie können in entspre chende Dreiecke aufgeteilt und dadurch beschrieben werden. Die großen Dreiecke grenzen mit ihren Hypotenusen an den Innenumfang des Hohlprofils oder bilden einen Teilumfang des Hohlprofils selbst, wobei die Hypotenusen nicht als Gerade ausgeführt sind, sondern entsprechend dem Innenumfang des Hohlprofils bzw. dem Außen umfang des Hohlprofils gekrümmt sind. An die großen Dreiecke schließen sich kleine Dreiecke an, und zwar so, daß sie an die langen Schenkel der großen Dreiecke mit ihren langen Schenkeln angelehnt sind, so daß die kurzen Schenkel der großen und der kleinen Drei ecke eine Gerade bilden. Zur weiteren Verbesserung der Kontakt gabe untereinander sind an den Ecken zwischen den Hypotenusen und den kurzen Schenkeln der kleinen Dreiecke leistenartige Nasen angebracht, die im wesentlichen in Verlängerung der Hypotenusen der kleinen Dreiecke verlaufen und die Flächen der kleinen Schenkel der kleinen Dreiecke überragen. Durch diese Ausgestaltung der Querschnittsflächen der Vorsprünge entsteht im Innern der Hohlpro file ein Hohlraum entlang der Sicherheitskontaktschiene bzw. des Si cherheitskontaktelements, der im Zentrum durch eine quadratische Querschnittsfläche definiert ist, an dessen Seitenflächen je an einer Kante anschließend Hohlraumstreifen gebildet sind, die durch die lei stenartigen Nasen verengt sind, wobei sich an diese Streifen winklig versetzt weitere Hohlraumstreifen anschließen, die bis zum nicht lei tenden Querschnitt des Hohlprofils reichen. Es wurde bewußt eine geringe Kontaktfläche insbesondere über die leistenartigen Nasen gewählt. Diese führt zu einem hohen Kontaktdruck, der zur Selbstrei nigung der Kontaktflächen beiträgt.

Zur Verbesserung der Leitfähigkeit in den Querschnittsflächen der Vorsprünge, können elektrisch leitende Drähte oder Litzen aus Metall, Kohlephasern oder Graphitphasern eingelagert sein.

Die Sicherheitskontaktschiene bzw. das Sicherheitskontaktelement kann zwei verschiedenartige nicht leitende Bereiche aufweisen. Zum einen können die leistenartigen Vorsprünge innerhalb einer Hülle mit ringförmigem Querschnitt angeordnet sein, wobei die Hülle aus nicht leitendem Material hergestellt ist. Zum anderen können die Quer schnitte der leistenartigen Vorsprünge selbst Teil des Außenumfangs des Hohlprofils sein, wobei zwischen diesen nicht leitende Abschnitte vorgesehen sind. In dem einen Fall ist der äußere Umfang des Hohl profils vollständig nicht leitend, weil er von der nicht leitenden Hülle umgeben ist, während im anderen Fall abschnittsweise leitende und nicht leitende Bereiche vorgesehen sind, die den Außenumfang des Hohlprofils bilden. Im erstgenannten Fall mit Hülle ist das Profil auch gegen äußere Einflüsse wie Nässe und dergleichen unempfindlich, weil keine "Fremdkontaktgabe" erfolgen kann.

In vorteilhafter Weise wird die Sicherheitskontaktschiene bzw. das Sicherheitskontaktelement mit dem elastischen Hohlprofil aus extru dierbarem Material, insbesondere Gummi oder Polymeren, hergestellt und einstückig einschließlich ggf. der eingebetteten Drähte oder Lit zen vorzugsweise als endloses Profil in einem Extruder hergestellt, so daß ein homogenes Profil entsteht. Es können auch Hohlprofile mit 6 oder 8 oder auch mehr Vorsprüngen hergestellt und benutzt wer den.

Dadurch, daß in jedem Fall vier leitende Querschnitte entlang einer Sicherheitskontaktschiene oder eines Sicherheitskontaktelements vorgesehen sind, können verschiedene Anschlüsse bzw. Schaltungen vorgenommen werden. Wenn die Sicherheitskontaktschiene oder das Sicherheitskontaktelement einseitig an eine Übertragungsleitung an geschlossen werden, können auf der Gegenseite je zwei nebenein anderliegende, elektrisch leitende Querschnitte durch flexible Kon taktbrücken parallel oder diagonal miteinander verbunden sein, wobei an der Anschlußseite wahlweise eine Zwei- oder Vierdrahttechnik gewählt werden kann. Wird eine Zweidrahttechnik gewählt, so sind vorzugsweise die beiden freien Querschnitte an der Anschlußseite mittels eines Widerstandes oder einer Diode überbrückt.

Die leitenden Querschnitte können aber auch an dem dem Anschluß abgewandten Ende der Sicherheitskontaktschiene oder des Sicher heitskontaktelements mit vier Widerständen oder Dioden flexibel mit einander verbunden sein. Die Anschlußseite ist dann an einen vier kanaligen Auswerter angeschlossen, d. h. an einer Anschlußleitung mit vier Polen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung ver wiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Sicherheitskontaktschiene,

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Sicherheitskontaktelement,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein modifiziertes Sicherheitskon taktelement,

Fig. 4 + 5 Querschnitte, in denen Verformungen und Berührungen der leistenartigen Vorsprünge untereinander skizziert sind,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Sicherheitskontaktelement entsprechend Fig. 2, bei dem zusätzlich Pfeile mit Grad einteilungen angebracht sind, um die Kontaktgabemög lichkeiten gegenüber der Richtung der äußeren Kraft ver deutlichen zu können, Fig. 7 ein Schaltschema einer Sicherheitskontaktschiene oder eines Sicherheitskontaktelements, bei dem auf dem dem Anschluß gegenüberliegenden Ende je zwei nebeneinan derliegende elektrisch leitende Vorsprünge durch einen Kontaktbrücke miteinander verbunden sind,

Fig. 8 ein Schaltschema entsprechend Fig. 7, bei dem die leiten den Vorsprünge an dem dem Anschluß abgewandten Ende diagonal mittels einer Kontaktbrücke elektrisch mit einander verbunden sind und

Fig. 9 ein Schaltschema entsprechend den Fig. 7 und 8, bei dem die elektrisch leitenden Vorsprünge an dem dem Anschluß abgewandten Ende mittels vier Widerständen oder vier Dioden flexibel miteinander verbunden sind.

In den Fig. 1 bis 6 ist, soweit im einzelnen dargestellt, mit 1 eine Si cherheitskontaktschiene und mit 2 ein Sicherheitskontaktelement be zeichnet, die - abgesehen von dem Anschlußfuß 3 bei der Sicher heitskontaktschiene 1 - identisch ausgebildet sind.

Sowohl die Sicherheitskontaktschiene 1 als auch das Sicherheits kontaktelement 2 weisen ein im wesentlichen rundes, elastisches Hohlprofil 4 auf, das gemäß den Fig. 1, 2 und 6 bis 9 eine Hülle 5 aufweist, die aus nicht leitendem Material hergestellt ist. Innerhalb der Hülle 5 sind elektrisch leitende Vorsprünge 6 angeordnet, deren Form in der allgemeinen Beschreibung ausführlich erläutert wurde. Entlang der Vorsprünge 6 sind vorzugsweise unisolierte Kupferlitzen 7 eingelagert, die die elektrische Leitfähigkeit der Vorsprünge entlang der Sicherheitskontaktschiene bzw. des Sicherheitskontaktelements verbessern. An dem inneren Ende der Vorsprünge 6 sind leistenartige Nasen 9 angeformt.

Das Sicherheitskontaktelement 2 nach Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß keine Hülle 5 vorgesehen ist und daß stattdessen zwischen den elektrisch leitenden Vorsprüngen 6 elektrisch nicht leitende Abschnitte 8 angeordnet sind. Sowohl die Si cherheitskontaktschiene als auch das Sicherheitskontaktelement sind einstückig einschließlich der Kupferlitzen extrudiert.

Wie insbesondere den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist, berühren beim Verformen der Sicherheitskontaktschiene oder des Sicherheitskon taktelements zumindest zwei leitende Vorsprünge 6 sich gegenseitig insbesondere durch die leistenartigen Nasen 9 und erzeugen Kon taktimpulse.

In den Schaltschemen nach Fig. 7 bis 9 sind die beiden Endquer schnitte eines beliebig langen Sicherheitskontaktelements dargestellt, wobei der obere und untere Verbindungsstrich zwischen den beiden Profilquerschnitten das Sicherheitskontaktelement darstellt. Links ist die Anschlußseite wiedergegeben und rechts ist das dem Anschluß entgegengesetzte Ende des Sicherheitskontaktelements dargestellt. In Fig. 7 sind die Kupferlitzen der leitenden Vorsprünge 6, die über einander angeordnet sind, durch Parallelbügel 10 auf der rechten Seite der Figur miteinander verbunden. Auf der linken Seite sind die Anschlüsse, die dort mit den Kupferlitzen verbunden sind, mit a bis d bezeichnet. Sie werden alle benutzt, wenn ein vierartiger Anschluß mit der entsprechenden Technik gewählt wird. Wird ein zweiartiger Anschluß gewählt, dann werden die Anschlüsse c und d über einen Widerstand 11 oder eine Diode 12 überbrückt.

Fig. 8 unterscheidet sich von Fig. 7 lediglich dadurch, daß auf dem dem Anschluß abgewandten Ende des Sicherheitskontaktelements die Kupferlitzen 7 der Vorsprünge 6 diagonal über entsprechend Dia gonalbrücken 13 miteinander verbunden sind. An der Anschlußseite kann wieder wahlweise eine Zwei- oder Vierdrahttechnik gewählt werden.

Fig. 9 zeigt dasselbe skizzierte Sicherheitskontaktelement wie die in den Fig. 7 und 8, allerdings mit geänderten Anschlüssen. Auf dem dem Anschluß entgegengesetzten Ende, also der rechten Seite der Figur, sind die vier Kupferlitzen 7 über je vier Dioden 12 oder Wider stände 11 miteinander verbunden. Auf der linken Seite werden alle Anschlüsse a bis d an einen vierkanaligen Auswerter angeschlossen.

Tabelle "Kontaktgabe/Winkelkrafteinwirkung" bei dem Schaltschema nach Fig. 7

A und B = Kontaktgabe

Sektoren 1, 2 und 3, 4 verbunden

Tabelle "Kontaktgabe/Winkelkrafteinwirkung" bei dem Schaltschema nach Fig. 9

A und B = Kontaktgabe

Claims

1. Sicherheitskontaktschiene (1) für kraftbetätigte Anlagen und dergleichen oder Sicherheitskontaktelement (2) als Schaltschlauch und dergleichen mit einem elastischen Hohlprofil (4), innerhalb des sen mehrere leistenartige, elektrisch leitende Vorsprünge (6) vorge sehen sind, die gegeneinander durch nicht leitende Querschnitte iso liert sind, wobei die leitenden Vorsprünge (6) bei gegenseitiger Be rührung einen Schaltimpuls erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest vier leistenartige elektrisch leitende Vorsprünge (6) vorgesehen sind und daß diese Vorsprünge (6) gleichförmig ausgebildet und gleichmäßig innerhalb des Hohlpro fils (4) verteilt angeordnet sind.

2. Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen der Vorsprün ge (6) so gewählt und so angeordnet sind, daß sie punktsymmetrisch zur Mittelachse des Hohlprofils (4) verlaufen.

3. Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen der Vorsprün ge (6) im wesentlichen durch zwei rechtwinklige Dreiecke mit unter schiedlich langen Schenkeln definierbar sind, wobei große Dreiecke mit ihren Hypotenusen mit dem Innenumfang des Hohlprofils (4) in Verbindung stehen oder den Außenumfang des Hohlprofils (4) bilden und die Hypotenusen entsprechend gekrümmt sind und wobei kleine Dreiecke sich an die langen Schenkel der großen Dreiecke so anleh nen, daß die kurzen Schenkel der großen und der kleinen Dreiecke eine Gerade bilden.

4. Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ecken zwischen den Hypote nusen und den kurzen Schenkeln der kleinen Dreiecke leistenartige Nasen (9) vorgesehen sind, die im wesentlichen in Verlängerung der Hypotenusen der kleinen Dreiecke verlaufen und die Flächen der kleinen Schenkel überragen.

5. Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der leistenartigen Vorsprünge (6) zumindest ein elektrisch leitender Draht oder Litze (7) aus Metall, Kohle- bzw. Graphitphasern eingelagert ist.

6. Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die leistenartigen Vorsprünge (6) in nerhalb von Hüllen (5) mit ringförmigem Querschnitt angeordnet sind, wobei die Hüllen (5) aus nicht gleitendem Material hergestellt sind.

7. Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Hypotenusen der gro ßen Dreiecke Außenumfangsbereiche des Hohlprofils (4) bilden und daß zwischen den leistenartigen Vorsprünge (6) nicht leitende Ab schnitte vorgesehen sind.

8. Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitskontaktschiene (1) und das Sicherheitskontaktelement (2) mit dem elastischen Hohlprofil (4) aus extrudierbarem Material, insbesondere Gummi oder Polymeren, hergestellt und einstückig einschließlich ggf. eingebetteter Drähte oder Litzen (7), vorzugsweise als endloses Profil, extrudiert sind.

9. Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einseitigem elektrischen Anschluß der Sicherheitskontaktschiene (1) oder des Sicherheitskontaktele ments (2) an dem dem Anschluß entgegengesetzten Ende bei vier leistenartigen Vorsprünge (6) diese diagonal mit zwei flexiblen Kon taktbrücken (13) elektrisch miteinander verbunden sind und an der Anschlußstelle wahlweise zwei nebeneinander gelagerte Vorsprünge (6) elektrisch angeschlossen sind und die beiden übrigen an der An schlußseite mittels eines Widerstandes (11) oder einer Diode (12) überbrückt sind oder an der Anschlußstelle ein Auswerter in Vier drahttechnik angeschlossen ist.

10. Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einseitigem elektrischen Anschluß der Sicherheitskontaktschiene (1) oder des Sicherheitskontaktele ments (2) an dem dem Anschluß entgegengesetzten Ende bei vier leistenartigen Vorsprünge (6) diese parallel mit zwei flexiblen Kon taktbrücken (10) elektrisch miteinander verbunden sind und an der Anschlußstelle wahlweise zwei nebeneinander gelagerte Vorsprünge (6) elektrisch angeschlossen sind und die beiden übrigen an der An schlußseite mittels eines Widerstandes (11) oder einer Diode (12) überbrückt sind oder an der Anschlußstelle ein Auswerter in Vier drahttechnik angeschlossen ist.

11. Sicherheitskontaktschiene oder Sicherheitskontaktelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einseitigem elektrischen Anschluß der Sicherheitskontaktschiene (1) oder des Sicherheitskontaktele ments (2) an dem dem Anschluß entgegengesetzten Ende die elek trisch leitenden Vorsprünge (6) mit vier Widerständen (11) oder Dioden (12) flexibel miteinander verbunden sind und daß an der An schlußseite ein vierkanaliger Auswerter angeschlossen ist.