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Sicherheitsschalter für abnehmbare Schutzhauben, Türen,
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Klappen od.dgl.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sicherheitsschalter für abnehmbare
Schutzhauben, Türen, Klappen od.dgl., bestehend aus einem Schaltergehäuse und einem
Betätiger, der zur Erreichung einer Schaltstellung (Schalter ein) in das Schaltergehäuse
einführbar und zur Erreichung der anderen Schalterstellung (Schalter aus) aus dem
Sch-ltergehäuse vollständig herausziehbar ist, wobei durch den Betätiger ein innerhalb
des Schaltergehduses axial verschiebbares Schaltglied bewegbar ist, welches einen
rechtwinklig zu seiner Längsachse bewegbaren, federbelasteten Schaltnocken betätigt
oder freigibt.
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Sicherheitsschalter der vorerwähnten Art sind an sich bekannt. Sinn
und Zweck derartiger Sicherheitsschalter
ist es zu gewährleisten,
daß ein Stromkreis dann unterbrochen wird, wenn eine Schutzhaube, eine Tür, eine
Klappe od.dgl. geöffnet wird.
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An derartige Sicherheitsschalter werden hohe Anforderungen gestellt.
So wird z. B. gefordert, daß eine Betätigung des Sicherheitsschalters nur mit dem
dafür vorgesehenen Betätiger möglich ist.
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Weiterhin wird gefordert, daß die Trennung von Schaltergehäuse und
Betätiger nur dann möglich sein soll, wenn vorher der Schalter in seine Aus-Stellung
gebracht worden ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsschalter
der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der den gestellten Anforderungen in hohem Maße
gerecht wird.
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Diese Aufgabe wird bei einem Sicherheitsschalter der gattungsgemäßen
Art gelöst durch die Kombination folgender Merkmale: a) das Schaltglied besteht
aus einer zur Einführseite des Betätigers hin offenen, zylindrischen Hülse mit einem
daran befestigten Schieber, b) in der Hülse ist ein mit einer Ringnut versehener,
federbelasteter Bolzen axial verschiebbar gelagert, c) die Hülse ist mit mehreren,
an ihrem Umfang verteilten Radialbohrungen versehen, in denen Sperrkugeln angeordnet
sind,
d) die Sperrkugeln greifen bei herausgezogenem Betätiger in
eine Ringnut der Lagerbohrung des Schaltgehäuses ein, in der die Hülse geführt ist,
e) der Bolzen ist entgegen der Wirkung der ihn belasi.eritlcri Feder durch einen
Stößel des Betätigers so weit in die Hülse einschiebbar, daß die Sperrkugeln im
Bereich seiner Ringnut liegen, f) der Betätiger ist mit einer den Stößel koaxial
umgebenden, in Längsrichtung geschlitzten Klemmhülse versehen, deren vorderer Rand
einen nach innen vorspringenden Wulstrand aufweist und deren Außendurchmesser dem
Außendurchmesser der Hülse entspricht, g) die Hülse ist im Bereich ihres dem Betätiger
zugewandten Endes konisch verjüngt und mit einer Hinterschneidung versehen, in welche
der Wulstrand der Klemmhülse formschlüssig einschnäppbar ist, h) der bei herausgezogenem
Betätiger aus der Lagerbohrung herausragende vordere Bereich der Hülse ist von einer
Einführhülse konzentrisch umgeben, wobei der Innendurchmesser der Einführhülse geringfügig
größer ist als der Innendurchmesser der Lagerbohrung.
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Befindet sich der erfindungsgemäße Sicherheitsschalter in seiner Aus-Stellung,
so wird die Hülse gegen axiale Verschiebung durch die Sperrkugeln fixiert, die einerseits
in den Radialbohrungen der Hülse liegen und die andererseits in die Ringnut der
Lagerbohrung eingreifen.
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Um die Hülse axial verschieben zu können, muß zunächst einmal dafür
gesorgt werden, daß der in der Hülse befindliche Bolzen exakt so weit nach innen
gedrückt wird, daß
seine Ringnut im Bereich der Sperrkugeln liegt.
Darüber hinaus ist es dann erforderlich, eine Axialkraft auf die Hülse selbst auszuüben,
um die Sperrkugeln aus der Ringnut der Lagerbohrung der Führungshülse zu drücken.
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Dies ist selbst unter Zuhilfenahme zweier Werkzeuge praktisch unmöglich,
da einerseits die Schwierigkeit besteht, genau diejenige Lage des Bolzens zu ermitteln,
die für eine Lösung der Sperrkugeln erforderlich ist, und andererseits die Hülse
selbst durch ihre konische Abschrägung kaum Angriffsfläche für eine axiale Verschiebung
bietet.
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Lediglich die auf die Form der Hülse abgestimmte Form des Betätigers
ermöglicht das gewollte Verschieben der Hülse in beiden Richtungen.
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Dabei ist von außerordentlichem Vorteil, daß die Klemmhülse des Betätiger
bei betätigtem Sicherheitsschalter in die Lagerbohrung der Hülse teilweise eingeschoben
wird, da dadurch die erzielte Schaltstellung auch formschlüssig gesichert ist. Das
Herausziehen des Betätigers wird erst dann wieder möglich, wenn sich die Klemmhülse
im Bereich der mit vergrößertem Innendurchmesser versehenen Einführhülse befindet,
dann ist aber die den Schaltvorgang bewirkende Hülse so weit nach vorne gezogen,
daß der Sicherheitsschalter seine andere Schaltstellung einnimmt, die wiederum durch
die Sperrkugeln, die dann in die Ringnut der Lagerbohrung eingreifen, wieder gesichert
ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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In den beigefügten Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, welches im folgenden näher beschrieben wird.
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Es zeigen: Fig. 1 eine mit Sicherheitsschaltern ausgestattete Schutzhaube
in geschlossener Stellung, Fig. 2 die Schutzhaube gemäß Fig. 1 in geöffneter Stellung,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen erEindungsgemäßen Sicherheitsschalter in Aus-Stellung,
Fig. 4 einen Schnitt durch den Sicherheitsschalter in Ein-Stellung.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schutzhaube 1 ist mit Sicherheitsschaltern
2 versehen. Die Sicherheitsschalter 2 bestehen im wesentlichen aus einem Schaltergehause
3 und einem Betätiger 4. Der Betätiger 4 ist in das Schaltergehause 3 einführbar,
wie in Fig. 1 dargestellt, in dieser Lage schließt der Sicherheitsschalter 2 einet
Stromkreis, der Betätiger 4 ist aber auch vollstindi9 us dem Schaltergehäuse 3 herausziehbar,
wie in Fig. 2 dargestellt, in dieser Lage unterbricht der Sicherheitsschalter 2
deti Stromkreis.
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In den Fig. 3 und 4 ist ein Sicherheitsschalter 2 im Schnitt dargestellt.
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Wie die Fig. 3 und 4 sehr deutlich zeigen, ist innerhalb des Schaltergehäuses
3 eine Hülse 5 innerhalb einer Lagerbohrung 6 axial verschiebbar gelagert. Mit der
Hülse 5 verbunden ist ein Schieber 7, der je nach Stellung der Hülse 5 einen Schaltnocken
8 freigibt oder betätigt.
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Die Hülse 5 ist mit mehreren, an ihrem Umfang verteilten Radialbohrungen
9 ausgestattet. In diesen Radialbohrungen 9 sind Sperrkugeln 10 angeordnet.
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Diese Sperrkugeln 10 greifen bei herausgezogenem Betätiger 4 in eine
Ringnut 11 der Lagerbohrung 6 ein.
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In der Hülse 5 ist ein Bolzen 12 entgegen der Wirkung einer Feder
13 axial verschiebbar gelagert. Dieser Bolzen 12 ist mit einer Ringnut 14 ausgestattet.
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Der vordere, aus der Lagerbohrung 6 herausragende Bereich der Hülse
5 ist von einer Einführhülse 15 konzentrisch umgeben, deren Innendurchmesser geringfügig
größer ist als der Innendurchmesser der Lagerbohrung 6.
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Der vordere Bereich der Hülse 5 ist mit einer konischen Verjüngung
16 sowie mit einer Hinterschneidung 17 ausgestattet.
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Die Hülse 5 ist entgegen der Wirkung einer Druckfeder 18 in das Schaltergehäuse
3 einschiebbar.
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Der Betätiger 4 besteht im wesentlichen aus einem zentralen Stößel
19 und einer den Stößel 19 konzentrisch umgebenden Klemmhülse 20, die in Längsrichtung
mit Schlitzen 21 versehen ist.
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Im vorderen Bereich ist die Klemmhülse 20 mit einem nach innen vorspringenden
Wulstrand 22 versehen, dessen Querschnitt dem Querschnitt der Hinterschneidung 17
der Hülse 5 entspricht.
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Der Außendurchmesser der Klemmhülse 20 entspricht dem Außendurchmesser
der Hülse 5.
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Der Stößel 19 des Betätigers 4 ist kürzer ausgebildet als die Klemmhülse
20, das heißt, daß das vordere Ende des Stößels 19 gegenüber dem Wulstrand 22 zurückversetzt
liegt.
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Wird nun der Betätiger 4 in die Einführhülse 15 eingeschoben, so läuft
zunächst der Wulstrand 22 auf die kor,lsche Verjüngung 16 der Hülse 5 auf und wird
dabei etwas aufgespreizt. Im weiteren Verlauf des Einschiebens schnäppt der Wulstrand
22 formschlüssig in die Hinterschneidung 17 ein. Ist die formschlüssige Verbindung
von Wulstrand 22 und Hinterschneidung 17 hergestellt, so hat der Stößel 19 den Bolzen
12 innerhalb der Hülse 5 entgegen der Wirlcullg der Feder 13 so weit nach innen
gedrückt, daß die Ringt0uL- 14 des Bolzens 12 im Bereich der Sperrkugeln 10 liegt.
Lei weiterem Eindrücken des Betätigers 4 wird durch die formschlüssige Verbindung
von Wulstrand 22 und Hinterschneidung 17 nunmehr ein axialer Druck auf die
Hülse
5 ausgeübt. Die Sperrkugeln 10 können nun aus der Ringnut 11 der Lagerbohrung 6
nach innen gedrückt werden in den Bereich der Ringnut 14 des Bolzens 12.
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Nunmehr ist eine freie axiale Verschiebung der Hülse 5 möglich bis
in die aus Fig. 4 ersichtliche Endstellung. In dieser Endstellung ist der Sicherheitsschalter
2 eingeschaltet.
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Wie Fig. 4 sehr deutlich zeigt, hefindet sich der vordere Bereich
der Klemmhülse 20 nunmehr in der Lagerbohrung 6, in der die Hülse 5 geführt ist.
Die Klemmhülse 20 ist dadurch formschlüssig gesichert, das heißt, eine Trennung
des Betätigers 4 insgesamt von dem Schaltergehäuse 3 ist nicht möglich. Die Trennung
des Betätigers 4 vom Schaltgehäuse 3 wird erst dann wieder möglich, wenn die Hülse
5 nebst Klemmhülse 20 so weit aus dem Schaltergehause 3 herausgezogen sind, daß
die Klemmhülse 20 im Bereich der Einführhülse 15 von der Hülse 5 getrennt werden
kann. In dieser Position ist aber die Hülse 5 wieder durch die Sperrkugeln 10 gegenüber
dem Schaltergehäuse 3 fixiert, da die Sperrkugeln 10 in dieser Lage wieder in die
Ringnut 11 der Lagerbohrung 6 eingreifen.
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Mit dem Betätiger 4 sind also letztendlich nur zwei definierte Schaltstellungen
herbeiführbar, nämlich die Aus-Stellung (s. Fig. 3) und die Ein-Stellung (s. Fig.
4).
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Eine Betätigung des Sicherheitsschalters 2 ohne den dafür vorgesehenen
Betätiger 4 ist praktisch ausgeschlossen, da dies nur durch folgende Manipulationen
erreichbar äre:
Zunächst einmal müßte der Bolzen 12 mit einem Hilfswerkzeug
exakt so weit eingedrückt werden, daß seine Ringnut 14 im Bereich der Sperrkugeln
10 liegt. Da diese Stellung von außen weder sichtbar noch andereitig fixiert ist,
bedeutet dies schon eine erhebliche Schwierigkeit.
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Selbst wenn es gelingen sollte, diese Stellung herbeizuführen, müßte
nun noch ein axialer Druck auf die Hülse 5 ausgeübt werden unter gleichzeitiger
Beibehaltung der relativen Stellung des Bolzens 12 zur Hülse 5. Durch die konische
Verjüngung 16 im vorderen Endbereich der Hülse 5 wird es praktisch unmöglich gemacht,
hier noch ein zweites Hilfswerkzeug anzusetzen, mit dem der erforderliche axiale
Druck auf die Hülse 5 ausgeübt werden könnte.
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Der erfindungsgemäße Sicherheitsschalter erfüllt somit in optimaler
Weise alle an derartige Sicherheitsschalter gestellte Porderungen.
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Um das Einschnappen des Wulstrandes 22 in die Hinterschneidung 17
bzw. das Lösen der Klemmhülse 20 von der Hülse 5 zu erleichtern, ist sowohl der
Wulstrand 22 wie auch die Hinterschneidung 17 im Querschnitt abgerundet.
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Der Innendurchmesser der Einführhülse 15 ist gegenüber dem Innendurchmesser
der Lagerbohrung 6 gerade so viel vergrößert, daß der wulstrand 22 der Klemmhülse
20 in die Hinterschneidung 17 einschnä.ppen bzw. wieder aus der llintcrscllneidung
17 herausgezogen werden kann.
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Bezugszeichenliste 1 Schutzhaube 2 Sicherheitsschalter 3 Schaltergehäuse
4 Betätiger 5 Hülse 6 Lagerbohrung 7 Schieber 8 Schaltnocken 9 Radialbohrungen 10
Sperrkugeln 11 Ringnut 12 Bolzen 13 Feder 14 Ringnut 15 Einführhülse 16 konische
Verjüngung 17 Hinterschneidung 18 Druckfeder 19 Stößel 20 Klemmhülse 21 Längsschlitze
22 Wulstrand