DE69706775T2 - Durch einen Elekromagnet verriegelbarer Sicherheitsschalter - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzschalter der Art, die einerseits ein Gehäuse, in dem ein elektrischer Kontaktblock untergebracht ist, und andererseits einen Steuerkopf, der so am Gehäuse befestigt ist, dass er mehrere durch Drehung um eine erste Achse unterschiedene Stellungen einnehmen kann, umfasst; in einem derartigen Schalter weist der Steuerkopf einerseits mindestens einen Einführschlitz für ein Betätigungsgerät und andererseits einen Übertragungsmechanismus auf, der über eine Rolle, die vom Betätigungsgerät ergriffen werden kann und sich um eine zweite, zur ersten Achse senkrechte Achse drehen kann, und über einen Stößel, der auf den Kontaktblock einwirken soll und parallel zur ersten Achse unter Einwirkung des Mechanismus auf die Bewegung des Betätigungsgeräts hin beweglich ist, verfügt.
• Manchmal wird einem derartigen Schalter ein Elektromagnet hinzugefügt, dessen Aufgabe darin besteht, den Übertragungsmechanismus, und damit auch das an diesem Mechanismus hängen gebliebene Betätigungsgerät, zu blockieren, damit die Verriegelung des Betätigungsgeräts und damit des Organs - Türe oder Maschinenorgan, das in der Schutzstellung gehalten werden soll, fernbedient werden kann. Bei diesen bekannten Schaltern (siehe beispielsweise EP 553 885 und WO 95/18 457) ist es üblich, den Elektromagneten mit seinem beweglichen Kern parallel zur Bewegungsachse des Kontaktblockstößels anzuordnen. Es ist auch bekannt (siehe FR-2 569 303), den Elektromagneten quer anzuordnen, um ein Zwischenorgan zu blockieren, das die Bewegung eines Schiebers des Übertragungsmechanismus an den Kontaktblockstößel überträgt; dieses Zwischenorgan bringt zusätzliche Verklemmrisiken mit sich.
• Es wird erwünscht, die zwischen Elektromagnet und Übertragungsmechanismus gesetzte Verriegelungsvorrichtung so einfach wie möglich auszubilden, insbesondere, um sie mit möglichst geringer Änderung sowohl mit einem spannungsführenden Verriegelungselektromagneten als auch mit einem spannungsfreien Verriegelungselektromagneten verbinden zu können. Außerdem soll die Verriegelungsvorrichtung derart gestaltet sein, dass sie unbeschädigt große vom Betätigungsgerät ausgehende Kräfte absorbiert und so wenig Interferenzen wie möglich mit der kinematischen Übertragungskette zum Kontaktblock erzeugt.
• Erfindungsgemäß wirkt der Elektromagnetkern mit dem Blockierorgan über eine Verriegelungsvorrichtung zusammen, die in zwei Positionen gestellt werden kann, welche die Blockierung des Stößels ermöglichen, wenn der Elektromagnet Spannung führt oder nicht.
• Das Blockierorgan ist bevorzugt ein Verriegelungsschieber, der in geradlinigen Stellschienen des Gehäuses senkrecht zur ersten Achse geführt wird und mit dem Elektromagnetkern über eine Kuppelvorrichtung mit umkehrbarer Betätigungsrampe, z.B. einem Teil mit umdrehbarer Führrampe, zusammenwirkt.
• Der Verriegelungsschieber wirkt vorteilhafterweise mit einer blockierenden Auflagefläche zusammen, die auf einer Metallgleithülse vorgesehen ist, welche auf das Endstück eines mit der Rolle des Übertragungsmechanismus verbundenen Stößels aufgesteckt ist.
• Die nachstehende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung erläutert unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen die erhaltenen Vorteile und Ergebnisse.
• Fig. 1 stellt in Aufriss und Schnitt einen erfindungsgemäßen Schutzschalter, der als spannungsführend verriegelter Schalter konfiguriert ist, in unverriegelter Position dar.
• Fig. 2 ist der Schnitt 2-2 der Fig. 1.
• Fig. 3 ist eine Teilansicht des Schutzschalters der Fig. 1 in verriegelter Stellung.
• Fig. 4 ist der Schnitt 4-4 der Fig. 3.
• Fig. 5 zeigt den als spannungsfrei verriegelter Schalter konfigurierten Schutzschalter in unverriegelter Position.
• Der in den Figuren dargestellte Schutzschalter umfasst ein Gehäuse 10, in dem ein elektrischer Kontaktblock B und ein Elektromagnet E untergebracht sind. Das Gehäuse wird mit einem nicht dargestellten Deckel verschlossen. Ein Steuerkopf 11 ist so am Gehäuse befestigt, dass er durch aufeinander folgende 90º-Drehungen um eine Achse X1 vier verschiedene Stellungen einnehmen kann. Der Kopf 11 umfasst einen seitlichen 12 und einen oberen 13 Schlitz, in die jeweils zur Betätigung des Kontaktblocks B ein speziell geformtes Betätigungsgerät A eingeführt werden kann. Wie bekannt ist ein derartiges Betätigungsgerät beispielsweise an einer Manteltür oder einem Maschinenorgan befestigt, dessen Schutz den Verschluss oder das Erreichen einer bestimmten Stellung bedingt, wobei der Kontaktblock die Schutzstellung feststellt und diese z.B. in eine Betriebsgenehmigung umsetzt. Von Fall zu Fall kann es von Vorteil sein, dass das Betätigungsgerät A in den Schlitz 12 oder 13 eingreift.
• Der Steuerkopf 11 nimmt einen Übertragungsmechanismus 14 auf, der mit einer sich um eine zu X1 senkrechte Achse X2 drehende Rolle und mit einem Begleitstößel 15 versehen ist; dieser Mechanismus ist von bekannter Art und dazu geeignet, insbesondere mittels der besonderen Form des Betätigungsgeräts und einer oder zwei blockierender Rollen 14a der Drehrolle 14, die vom Betätigungsgerät beansprucht werden können, jede Übertretung des Kontakteinsatzes zu untersagen. Der Kunststoffbegleitstößel 15 ragt über den Kopf in das Gehäuseinnere hinein, wobei dieser Stößel mit einem Begleitkopf 19 verbunden ist, der eine Rampe 19a umfasst, die ein Metallstück oder eine Achse der Rolle führt, um die Drehbewegung der Rolle in eine Translationsbewegung des Stößels 15 umzusetzen; dieser wirkt direkt auf ein Steuerorgan 16 ein, das zum Kontaktblock B gehört und dessen Kontakte trägt. Auf dem Stößel 15 ist eine Metallgleithülse 17 aufgesteckt, die nicht an der Bewegungsübertragung zum Kontaktblock teilnimmt und dazu gedacht ist, den Begleitkopf des Mechanismus 14 zu blockieren, wenn der Befehl dazu an die Spule des Elektromagneten übertragen wird, wobei gleichzeitig der Stößel von den blockierenden Kräften befreit wird. Von Fall zu Fall kann die Gleithülse sanft gleitend auf dem Stößel aufgesteckt sein und dabei die Möglichkeit haben, sich im Verhältnis dazu zu bewegen, oder sie kann auf dem Stößel durch ein Sicherungsmittel, Einrastmittel, ... festgehalten werden, und sie liegt mindestens in der Verriegelungsphase im Anschlag an einem Ansatz 19b des Begleitkopfs, um diesen zu blockieren; sie kann von einer unabhängigen Rückstellfeder beansprucht werden, aber auf einfachere Weise, und zwar über die Verbindung des Begleitkopfs mit der Rolle, genügt eine dazu gehörige Rückstellfeder, um das System in die Ruhestellung zurückzubringen. Die Gleithülse 17 ist kürzer als der Stößel und weist eine Tragfläche 18 für ein Blockierorgan auf, wie nachstehend beschrieben, wobei sich diese Auflagefläche an seinem unteren freien Ende befindet oder durch eine Nute definiert ist.
• Der Elektromagnet E umfasst einen beweglichen Kern 20, der in einer Richtung X3 parallel zu X1 beweglich ist und von einer Rückstellfeder F beansprucht wird, wobei der Kern an einem Antriebsträger 21 des Schiebers 22 befestigt ist; der Träger ist im Gehäuse 10 in der Richtung X3 beweglich, und er wird dazu in Gehäuseschienen 23 geführt, während der Schieber im Gehäuse in einer Richtung X4 senkrecht zu X1, X3 beweglich ist und in geradlinigen Schienen 24 des Gehäuses geführt wird. Ein umdrehbares Kuppelstück 25 greift lösbar, z.B. darin eingerastet oder eingelassen, in eine gerillte Aussparung 21a des Trägers 21 ein; das Stück 25 hat eine Rampe 26, die mit einem Begleitzapfen 27 zusammenwirkt, der am Endstück 22a des Schiebers 22 gegenüber dem Endstück 22b, das mit der Auflagefläche 18 der Gleithülse 17 zusammenwirkt, vorgesehenen ist. An seinem Endstück 22b hat der Schieber 22 eine Gabel 28, die es ermöglicht, die Gleithülse 17 zu blockieren, ohne den Stößel 15 zu betätigen (siehe Fig. 4). Selbstverständlich kann die umdrehbare Kuppelvorrichtung, die zwischen dem Elektromagnet E und dem Stößel 15 vorgesehen ist, anders angeordnet sein; insbesondere kann die Rampe zum Ende des Schiebers gehören und von einem Trägerzapfen 21 geführt werden. Der Träger kann von einer in den Figuren schematisch darstellten Rückstellfeder beansprucht werden.
• Die Funktionsweise des Schutzschalters soll mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 erläutert werden.
• In Fig. 1 ist das Betätigungsgerät A vom Steuerkopf 11 abgesetzt, so dass der Mechanismus 14 unter Einwirkung einer nicht gezeigten und in diesem Zustand durch ein nicht dargestelltes Verriegelungsorgan blockierten Rückstellfeder in Ruhestellung gebracht ist. Der Stößel 15 und die Metallgleithülse 17 werden über die Verbindung des Begleitkopfs 19 mit der Drehrolle und die Verbindung der Gleithülse mit der Rolle oder dem Stößel in der unteren Stellung gehalten. Das Organ 16 des Kontaktblocks B wird also in der unteren Stellung und der Block B in Betriebsstellung gehalten. Der Elektromagnet E ist spannungsfrei, so dass der Träger 21 von der Feder in die obere Stellung gebracht wird, wodurch der Schieber 22 nach links gezogen wird, da der Zapfen 27 in Richtung des Endstücks des linken, z.B. vertikalen, Teils 26a der Rampe 26 untergebracht ist. Die Gleithülse, und damit der Kopf 19 und der Stößel 15, kann sich also frei bewegen, wenn der Mechanismus 14 umgeschaltet ist.
• Wenn das Betätigungsgerät in den Schlitz 12 oder 13 des Gehäuses 10 eingreift (Fig. 3), verschwindet das Verriegelungsorgan, und der Mechanismus 14 wird in den Betriebszustand versetzt, so dass der Stößel 15 und die Gleithülse 17 in die obere Stellung gebracht werden; das Organ 16 des Kontaktblocks B befindet sich dann in der oberen Stellung und der Block in Betriebsstellung. Wenn der Elektromagnet E unter Spannung gesetzt wird (Fig. 3), wird die Feder zusammengedrückt und der Träger 21 gesenkt, so dass der Schieber nach rechts zurückgeschickt wird, da der Zapfen 27 oben am schrägen Teil 26b der Rampe 26 ankommt. Das rechte Endstück 22b des Schiebers greift unter die Auflagefläche 18 der Gleithülse 17 ein. Daraus ergibt sich, dass der Kontaktblock in Betriebsstellung bleibt, und dass das Betätigungsgerät A nicht aus dem Steuerkopf herausgenommen werden kann, was bedeutet, dass die Tür oder das Organ, zu dem der Schalter gehört, in der Schutzstellung blockiert bleibt.
• Soll dieselbe Blockierfunktion erfüllt werden, wenn der Elektromagnet spannungsfrei ist, braucht man nur das Kuppelstück 25 umzudrehen, indem man es, wie in Fig. 5 angegeben, in die gerillte Aussparung 21a des Trägers 21 eingreifen lässt. Daraus folgt die Umkehrung der Rampe 26. Der Block B bleibt in der Betriebsstellung, und das Betätigungsgerät A bleibt im Mechanismus 14 eingerastet, wenn der Elektromagnet E nicht mit Strom versorgt wird, wobei dies bewirkt, dass der Träger 21 gesenkt wird und der Schieber 22 nach rechts zurückgedrängt wird, da der Zapfen 27 sich dann oben am vertikalen Teil 26a der Rampe 26 befindet.
• Es ist zu bemerken, dass die Feder F auf jeden Fall ein Schutzelement ist, das bei Ausfall der Stromversorgung der Elektromagnetspule den Schalter in seine ursprüngliche Ruhestellung (verriegelte Stellung für einen spannungsführend verriegelten Elektromagneten oder unverriegelte Stellung für einen spannungsfrei verriegelten Elektromagneten) zurückholt.

Claims (5)

1. Schutzschalter, bestehend aus:

- einem Gehäuse (10), in dem ein elektrischer Kontaktblock (B) untergebracht ist,

- einem Steuerkopf (11), der so am Gehäuse befestigt ist, dass er mehrere durch Drehung um eine erste Achse (X1) unterschiedene Stellungen einnehmen kann und einerseits wenigstens einen Einführungsschlitz für ein Betätigungsgerät (A) des Schalters und andererseits einen parallel zur ersten Achse beweglichen Stößel (15) und einen Rollenübertragungsmechanismus (14) hat, der sich um eine zweite, zur ersten senkrechte Achse (X2) drehen kann, um den Stößel auf die Bewegung des Betätigungsgeräts hin zu bewegen,

- einem Elektromagneten (E), der in einem Gehäuse untergebracht ist, mit einem Kern (20), der entlang einer dritten Achse (X3) parallel zur ersten Achse beweglich ist und der mit einem Blockierorgan (22) des Stößels zusammenwirkt,

dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (20) des Elektromagneten mit dem Blockierorgan (22) über eine Verriegelungsvorrichtung zusammenwirkt, die in zwei Stellungen gebracht werden kann, welche die Blockierung des Stößels ermöglichen, wenn der Elektromagnet jeweils unter Spannung steht oder nicht.

2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierorgan (22) ein Stößel ist, der in geradlinigen Schienen (24) des Gehäuses (10) angeordnet ist und mit dem Kern (20) des Elektromagneten über eine Kuppelvorrichtung mit umkehrbarer Betätigungsrampe (26) zusammenwirkt.

3. Schutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die umkehrbare Betätigungsrampe (26) sich auf einem lösbaren Stück (25) befindet, das in einen entlang der dritten Achse (X3) beweglichen Träger (21) eingerastet oder eingesetzt ist, der in den Schienen (23) des Gehäuses geführt wird und am Kern (20) befestigt ist.

4. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierorgan des Stößels (15), um diesen zu blockieren, mit einer Auflagefläche (18) einer koaxial auf dem Stößel aufgesteckten Metallgleithülse (17) zusammenwirkt.

5. Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallgleithülse (17) im Anschlag an einen Ansatz (19b) eines mit der Rolle des Steuermechanismus verbundenen Begleitkopfs (19) liegt.