DE69837736T2

DE69837736T2 - Sicherheitsschalter

Info

Publication number: DE69837736T2
Application number: DE69837736T
Authority: DE
Inventors: Takao Yodogawa-ku Fukui
Original assignee: Idec Izumi Corp
Current assignee: Idec Izumi Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-03-28
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2018-03-29
Also published as: US6194674B1; EP0869524B1; US6118087A; DE69837736D1; EP0869524A1

Description

Erfindungshintergrund
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sicherheitsschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Sicherheitsschalter sind üblicherweise im Türdurchgang zu einem Raum angebracht, in dem beispielsweise technische Geräte installiert sind, und sie unterbrechen die elektrische Energiezufuhr zu den technischen Geräten usw., wenn die Eingangstür geöffnet wird.
In der Gefahrenzone von Räumen oder Betrieben, in denen industrielle Geräte aufgestellt sind, oder auch bei den industriellen Geräten selbst, muss ein System vorgesehen sein, das den Antrieb des Geräts blockiert, wenn die Eingangstür zum Raum oder zu einer Gefahrenzone nicht vollständig geschlossen ist, um Schwierigkeiten und Verletzungen zu vermeiden, denen die Belegschaft durch das Gerät ausgesetzt sein kann.
Für ein solches Sperrsystem wird üblicherweise ein System zum Einbau von Endschaltern an den beweglichen Teilen der Tür verwendet, das die Energiezufuhr zu den in dem Raum aufgestellten Industriemaschinen nur dann zulässt, wenn der geschlossene Zustand der Tür durch die Endschalter erfasst ist.
Nach diesem System erlaubt aber eine Manipulation des Betätigers des Endschalters den Betrieb der Maschinen im Raum, ohne die Tür zu schließen, und es kann daher nicht als perfekte Sicherungsmaßnahme betrachtet werden.
Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat daher bereits einen Sicherheitsschalter vorgeschlagen, der eine Konstruktion zur Vermeidung dieser Art Fehlbetätigung zeigt (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Hei 6-76674 ).
Der Sicherheitsschalter dieses früheren Vorschlags weist einen besonderen Betätiger auf, der an die Tür befestigt und geeignet ist, in das Betätigungsteil des an die Wand montierten Schalters in der Umgebung des Zugangs zu dem Raum einzurücken, wenn die Tür geschlossen ist. Durch diesen Vorgang verändert ein mobiler Kontakt eines Kontaktblocks seinen Zustand, indem er eine Verbindung mit einem Hauptstromkreis (Netzanschluss der Industriemaschinen) herstellt, wodurch die Maschinen innerhalb des Raums betriebsbereit werden.
Im Einzelnen sind bei dem obigen Sicherheitsschalter nach dem Stand der Technik insbesondere ein Antriebsnocken und ein Begrenzungsnocken (bei beiden handelt es sich um Nockenscheiben mit Nutkurven) im Betriebsteil (Betätigungsteil) in einer solchen Anordnung vorgesehen, das ein Drehzustandsunterschied zwischen dem Antriebsnocken und dem Begrenzungsnocken verursacht wird und alle Nocken drehen, um den Zustand des Schaltteils des Kontaktblocks nur dann zu verändern, wenn der besondere Betätiger in das Betriebsteil einrückt. Auf diese Weise wird wenigstens zu einem gewissen Grad Sicherheit erzielt. Zwangsläufig ist jedoch die Profilgebung, die Bearbeitung usw. eines jeden Nocken kompliziert. Ergibt sich eine geringe Abweichung in dem Positionsverhältnis der Nutkurven zwischen Antriebsnocken und Begrenzungsnocken, so kann eine Betriebsstörung auftreten. Es ist sehr wichtig, die Nutkurve eines jeden einzelnen Nocken mit größter Genauigkeit zu bearbeiten.
Eine die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 der vorliegenden Anmeldung umfassende Sicherheitsschalter-Einheit ist aus der US-A-5 464 954 bekannt. Ein Betriebsblock dieser Sicherheitsschalter-Einheit enthält drei Nockenplatten, nämlich eine erste Nockenplatte und ein Paar zweiter Nockenplatten, die die erste Nockenplatte zwischen sich einschließen. Alle Nockenplatten sind auf einer gemeinsamen Welle drehbar und stehen in Wirkverbindung mit einem Nockengleitstift an einem Endteil eines Stößels, der mit einem Schaltstab am seinem entgegengesetzten Ende in Eingriff steht. Der Stößel ist entlang einer Führung mit einer Feder angeordnet. Der Nockengleitstift kann außerdem in Führungsschlitzen eines Pfostenpaars verschoben werden. Der Nockengleitstift ragt quer aus dem Stößel heraus und verläuft durch Nutkurven in allen drei Nockenplatten. Die zweiten Nockenplatten weisen Nutkurven auf, von denen jede ein Stifteinrastloch hat; die erste Nockenplatte weist ebenfalls ein Stifteinrastloch am Anfangsende ihrer Nutkurve auf. – Befindet sich der Betätigungsstab in einer Endstellung, dann greift der Nockengleitstift in die Stifteinrastlöcher aller Nockenplatten ein, die zu diesem Anfangszeitpunkt bereit sind, die Betriebsteile eines Betätigers aufzunehmen, wobei der Nockengleitstift in die Nutkurven und an diesen entlang gleitet. – Die erste Nockenplatte hat zwei Aussparungen, die zur Aufnahme des Betätigers geeignet sind; die zweiten Nockenplatten weisen ähnliche Aussparungen auf. Darüber hinaus hat die erste Nockenplatte eine Sektorenaussparung, wobei die Nutkurve in der Bodenwand vorgesehen ist. Die Sektorenaussparung gestattet es, dass der Stößel mit dem Nockengleitstift darin Spiel hat. – Wird der besondere Betätiger in den Betriebsblock eingerückt, dann können alle Nockenplatten drehen. Der Nockengleitstift wird entlang den Nutkurven eingerückt; er bewegt sich den Führungsschlitzen entlang und betätigt über den Stößel und einen Schaltstab den Schaltblock. Versucht man jedoch, die Sicherheitsschalter-Einheit zu betätigen, indem lediglich die erste No ckenplatte mit einem ungeeigneten Druckstück gedreht wird, dann wird eine Bewegung des Nockengleitstifts entlang der Führungsschlitze gestoppt, da er in die Stifteinrastlöcher der zweiten Nockenplatten einrastet. Im Endeffekt wird ein Drehen aller drei Nockenplatten verhindert. Versucht man andererseits, die zweiten Nockenscheiben allein zu drehen, dann bleibt der Nockengleitstift außerhalb der Kurve der ersten Nockenplatte bevor er in das Stifteinrastloch in der ersten Nockenplatte einrastet, wodurch diese angetriebene Nockenplatte instabil bleibt. Der Nockengleitstift greift weder in das Stifteinrastloch noch bleibt er in der Nutkurve der ersten Nockenplatte, so dass er die Drehung des angetriebenen Nockens nicht aufhalten kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sicherheitsschalter zu schaffen, der von einfacher Konstruktion ist, kostengünstig ist, und gleichzeitig eine Sicherheit erzielt, die der konventioneller Vorrichtungen mindestens gleichwertig ist.
Um dieses Ziel zu erreichen, umfasst der Sicherheitsschalter die Merkmale des Anspruchs 1.
Der Sicherheitsschalter nach der vorliegenden Erfindung verändert den Zustand eines Kontaktpaars mit Hilfe des Betätigers, der in das Betreibsteil des Schalters selbst einrückt und den Stößel des Schalterteils entsprechend bewegt. Der Betätiger weist ein Einführteil auf, das in das Betriebsteil eingerückt wird und das am vorderen Ende ein Druckstück und zur Stützung des Druckstücks ein Trägerstück aufweist. In dem Druckstück sind vorspringende Druckflächen ausgeformt, die an den beiden Enden angeordnet sind und eine dazwischen liegende Druckfläche an einem rückgesetzten Teil aufweisen.
Im Betriebsteil untergebracht sind ein Antriebsnocken, der sich dreht wenn der Betätiger sich vor und zurück bewegt, und Begrenzungsplatten, die beiderseits des Antriebsnockens angeordnet sind und jeweils um den Drehmittelpunkt des Antriebsnockens drehen können, sowie ein Nockengleitstift, der mit dem Endteil des Stößels verbunden ist, dessen beiden Enden seitlich aus dem Antriebsnocken herausragen. Im Antriebsnocken ist eine Nutkurve ausgeformt, um den Nockengleitstift in Bewegungsrichtung des Stößels bewegen zu können.
Im Ausgangszustand, wenn der Betätiger noch nicht eingerückt ist, um die Bewegung des Nockengleitstifts zu beschränken, weist jede der Begrenzungsplatten eine Aussparung, die auf der Bewegungsbahn des Nockengleitstifts angeordnet ist, sowie ein elastisches Glied zur Rückführung der Begrenzungsplatten in den Ausgangszustand auf.
Nach Anspruch 1 ist die Bewegungsbahn des Nockengleitstifts in jeder der Begrenzungsplatten ein Aussparungsloch, das ein Zusammenwirken mit dem Nockengleitstift vermeidet, indem Drehung nur dann gestattet wird, wenn die Begrenzungsplatten angedrückt sind und die Einkerbung auf dem Randteil des Aussparungslochs ausgeformt ist.
Ist beabsichtigt, den Antriebsnocken nur unter den Anfangsverhältnissen zu drehen, dann wird die Bewegung des Nockengleitstifts durch die Begrenzungsplatte angehalten, und die Drehung des Antriebsnockens wird begrenzt. Ist der Betätiger eingerückt, dann drückt die Druckfläche des rückgesetzten Teils am vorderen Ende auf den Antriebsnocken und die Druckflächen des vorspringenden Teils drücken auf die Begrenzungsplatten, und sowohl Antriebsnocken und Begrenzungsplatten drehen zusammen, um den Stößel zu bewegen.
Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter nach der oben erwähnten Konstruktion kann die Bewegung am Betriebsteil vermieden werden, selbst wenn etwas anderes als der besondere Betätiger (beispielsweise ein Schraubendreher usw.) in die Einführöffnung eingeführt wird. Bei dem Sicherheitsschalter nach der vorliegenden Erfindung ist dies so, weil der Antriebsnocken nur dreht, wenn der Antriebsnocken und die Begrenzungsplatten von beiden Seiten nahezu gleichzeitig von den Druckflächen des rückgesetzten Teils und die Druckflächen des vorspringenden Teils des Betätigers gedrückt werden, selbst wenn ein Gegenstand mit einem flachen vorderen Ende, wie beispielsweise ein Schraubdreher o.ä. in das Betriebsteil eingeführt würde, um den Antriebsnocken zu drehen, und die Bewegung des Nockengleitstifts durch die Aussparung der Begrenzungsplatten begrenzt wird wenn der Antriebsnocken leicht dreht, und die Drehung des Antriebsnocken dadurch verhindert wird. Außerdem werden im Hinblick auf die Begrenzungsplatten keine Nutkurven usw. zur Versetzung der Nockengleitstifte in Gang gesetzt; selbst wenn sie sich einzeln drehen, laufen sie im Leerlauf und verursachen keine Bewegung des Stößels.
Im Sicherheitsschalter nach der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stiftführungsglied mit einer Nutkurve zur Einschränkung der Bewegungsrichtung des Nockengleitstifts auf eine Richtung auf beide Enden des Nockengleitstifts versehen ist.
Es ist wünschenswert, dass der Antriebsnocken und die Begrenzungsplatten, die zu seinen beiden Seiten vorgesehen sind, jeweils unabhängig drehbar auf der gleichen Welle angeordnet sind. Der Antriebsnocken und die Begrenzungsplatten sind zweckmäßig an Stellen angeordnet, die in der Ausgangsstellung zwischen dem Antriebsnocken und den Begrenzungsplatten den Drehzustandsunterschied erzeugen, der dem Höhenunterschied zwischen den vorspringenden Druckflächen und der rückgesetzten Druckfläche des Betätigers entspricht.
Außerdem kann in der Konstruktion vorgesehen sein, dass an dem Antriebsnocken ein ausgehöhlter bzw. ausgesparter Bereich, der sich in definierter Breite von der Umfangsfläche zum Drehmittelpunkt des Antriebsnockens erstreckt, an dem Bereich angeformt wird, der dem die Nutkurve bildenden Bereich entspricht, wobei in den ausgehöhlten Bereich der Endabschnitt des Stößels eingeführt werden soll und mit dem Endabschnitt des Stößels der Nockengleitstift verbunden ist.
In der Konstruktion kann auch vorgesehen sein, dass ein ausgesparter Bereich, in den das Druckstück des Betätigers eingreift, auf der Umfangsfläche des Antriebsnockens ausgeformt wird, und dass, wenn der Antriebsnocken bei Vorrücken des Betätigers in das Betriebsteil dreht, das Druckstück des Betätigers in dem ausgesparten Bereich der Umfangsfläche des Antriebsnockens greift. Wünschenswert ist es, dass der ausgesparte Bereich an zwei Stellen an der Umfangsfläche des Antriebsnockens ausgeformt ist und entsprechend diesen ausgesparten Bereichen an zwei Stellen des Betriebsteils eine Einführungsöffnung für den Betätiger vorgesehen ist.
Die Aussparung, die an den Begrenzungsplatten im erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter anzubringen ist, ist die an einem Profil ausgeformte Einkerbung, in das der Nockengleitstift eingreift; Beispiele des Einkerbungsprofils können halbrund oder rechteckig sein. Es kann auch als Öffnung für den Nockengleitstift für diese Begrenzungsplatten sowie als Kerbe am Randbereich der Öffnung ausgebildet sein. Die Aussparung der Begrenzungsplatte kann auch ein hakenförmiges Betätigungsstück (Teilstück) sein, das einstückig mit der Begrenzungspatte ausgebildet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter ist es im Sinne einer einfachen Konstruktion wünschenswert, als elastisches Glied zur Rückführung der Begrenzungsplatte in ihren Ausgangszustand eine Torsionsfeder zu verwen den: Konfigurationen zur Erzeugung der Rückstellkraft für die Begrenzungsplatte, die die Federkraft von Druckfedern, Zugfedern, Blattfedern usw. nutzen, können ebenfalls akzeptiert werden. Werden Blattfedern verwendet, dann kann es zweckmäßig sein, diese Blattfeder einstückig mit der Begrenzungsplatte auszubilden.
Außerdem können der Antriebsnocken und die Begrenzungsplatten Kunststoffformkörper sein.
In den erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter können ein Schließmechanismus zur Vermeidung des Herausziehens des in das Betriebsteil eingerückten Betätigers sowie eine den Schließmechanismus entriegelnde Entriegelungsvorrichtung so eingebaut werden, dass, wenn der Betätiger in das Betriebsteil einrückt und der Zustand eines Kontaktpaars verändert wird, der Schließmechanismus verhindert, dass der Betätiger herausfällt und damit automatisch die Tür o. ä. schließt, so dass die Tür o. ä. nicht mehr geöffnet werden kann.
Wird diese Art der Konfiguration gewählt, dann kann die Entriegelungsvorrichtung als automatische Entriegelungsvorrichtung konzipiert werden, die den Schließmechanismus des Betätigers auf Grund von außen kommender elektrischer Signale automatisch entriegelt; wird beispielsweise ein Magnetspulmechanismus verwendet, dann erregt, wenn die Energiezufuhr zu den industriellen Geräten unterbrochen werden soll, das Betriebs-AUS-Signal die Magnetspule, entriegelt automatisch den Verschluss durch den Schließmechanismus und versetzt die Tür in einen Zustand, in dem sie wieder geöffnet werden kann.
Was weitere Entriegelungsvorrichtungen betrifft, so kann auch ein manueller Entriegelungsmechanismus zur Entriegelung des Schließmechanismus des Betätigers durch manuelle Handhabung verwendet werden; spezielle Beispie le umfassen einen Mechanismus zur Entriegelung des Schließmechanismus mit Hilfe eines Schlüssels.
Was weitere Konfigurationen betrifft, so kann ein Mechanismus zur Verwendung eines Hebels erwähnt werden. Bei diesem den Hebel nutzenden Mechanismus kann eine in das Innere des Betriebsteils reichende durchgängige Öffnung auf der Befestigungsseite des eigentlichen Schalters vorgesehen werden, und die Entriegelungsvorrichtung wird dann durch die durchgängige Öffnung betätigt.
Darüber hinaus kann eine Entriegelungsvorrichtung so ausgelegt sein, dass sowohl ein automatischer Entriegelungsmechanismus als auch ein manuell zu betätigender Entriegelungsmechanismus, wie oben beschrieben, eingebaut sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter kann eine Reihenschaltung eines Schalters, der üblicherweise geschlossen ist und geöffnet wird, wenn der Verschluss mit Hilfe der Entriegelungsvorrichtung entriegelt wird, mit dem Kreis, mit dem die Kontakte des Schaltteils verbunden sind, die Sicherheit weiter erhöhen.
Soll die Energiezufuhr zu den industriellen Maschinen o.ä. im Innern des Raums durch einfachen Schaltvorgang an den Verbindungskontakten auf der Schaltseite unterbrochen werden, dann kann man die Energiezufuhr zu den industriellen Maschinen o.ä. innerhalb eines Raums unterbrechen, wenn die Tür geöffnet wird, und das Personal usw. kann den Raum betreten, auch wenn die Maschinen auf Grund der Trägheit noch auslaufen. Andererseits kann in dem mit einem Verschlussmechanismus ausgestatteten Sicherheitsschalter, da der Betätiger nicht herausgezogen werden kann, d.h. die Tür nicht geöffnet werden kann, wenn der Schließmechanismus nicht entriegelt ist und das Betriebsteil betriebsbereit ist, bevor die Tür geöffnet wird, ein Ver binden der Verbindungskontakte auf der Schaltseite in Reihe mit dem auf der Entriegelungsmechanismusseite vorgesehenen Schalter die Energiezufuhr zu den industriellen Geräten usw. im Raum unterbrechen, solange die Tür noch geschlossen ist, wenn das Schloss entriegelt ist und die Tür, mit einer gewissen Zeitverzögerung, geöffnet wird. Wird also eine Schalttafel o.ä. zur Abgabe des Betriebs-AUS-Signals (des Entriegelungssignals) etwas abseits von der Türöffnung angebracht, dann läuft die Trägheitsbewegung der industriellen Maschine aus während das Personal usw. sich von der Schalttafel o.ä. zur Tür bewegt, und das Personal usw. ist also, wenn es den Raum betritt, keinen Gefahren mehr ausgesetzt.
Kurze Figurenbeschreibung
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in angewandtem Zustand;
2 ist eine Draufsicht auf die Konfiguration der erfindungsgemäßen Ausführungsform bei entferntem Deckel;
3 ist eine Seitenansicht der Konfiguration der erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei der Deckel teilweise weggebrochen ist;
4 ist eine Draufsicht auf die Konfiguration des Betriebsteils 111 der erfindungsgemäßen Ausführungsform ohne Deckel;
5 ist eine Seitenansicht der Konfiguration des Betriebsteils 111 der erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei der Deckel teilweise weggebrochen ist;
6 ist Längsschnitt durch die Mitte des Betriebsteils 111 der erfindungsgemäßen Ausführungsform;
7(A) ist eine herausgestellte Seitenansicht eines Teils des Antriebsnocken 1 und des Stößels 8, wie in der erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet; 7(B) ist die Draufsicht;
8 ist eine herausgestellte Seitenansicht der in der erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendeten Begrenzungsplatten 2, 3;
9(A), (B), (C) zeigt jeweils den Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform;
10(A), (B), (C) zeigt jeweils den Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der eine andere Druckplatte D als bei dem besonderen Betätiger 102 verwendet ist;
11(A), (B) zeigt den Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der eine Druckplatte D verwendet ist;
12 ist eine Seitenansicht eines veränderten Beispiels der für den erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter verwendeten Begrenzungsplatte;
13(A), (B) zeigt den Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der jeweils eine Druckfeder als elastisches Glied verwendet ist;
14(A), (B) zeigt den Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der jeweils eine Zugfeder als elastisches Glied verwendet ist;
15(A), (B) zeigt den Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der jeweils eine Blattfeder als elastisches Glied verwendet ist;
16(A), (B) zeigt den Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der jeweils eine Blattfeder und die Begrenzungsplatte einstückig ausgeformt sind;
17 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform in angewandtem Zustand;
18 ist eine Draufsicht auf eine Konfiguration einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform bei entferntem Deckel;
19 ist eine Seitenansicht einer Konfiguration einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform bei entferntem Deckel;
20 ist eine Draufsicht auf eine Konfiguration des Betriebsteils 211 und des Magnetspulmechanismus-Teils 213 einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform bei entferntem Deckel;
21 ist ein Querschnitt entlang der Linie X-X der 20;
22(A), (B), (C) zeigt jeweils den Betrieb einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
23(A) zeigt ein Blockschaltbild, wobei die Tür geschlossen ist, 23(B) ein Blockschaltbild, wobei der Verschluss entriegelt ist, und 23(C) ein Blockschaltbild, wobei die Tür geschlossen ist, in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
24(A) ist eine Draufsicht auf eine noch weitere erfindungsgemäße Ausführungsform; 24(B) zeigt die Seitenansicht;
25 ist ein Querschnitt in Längsrichtung noch einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
26(A), (B) zeigt den Betrieb noch einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
27(A) ist eine Draufsicht auf noch eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform; 27(B) zeigt die Seitenansicht;
28 ist ein Querschnitt in Längsrichtung noch einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform;
29 zeigt ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung zur manuellen Entriegelung des Schließmechanismus des Betätigers.
30 zeigt den Betrieb des Beispiels von 29;
31 ist ein Teilquerschnitt eines Beispiels eines Entriegelungshebels, der in der erfindungsgemäßen Ausführungsform eine kleine Schraube bewegt;
32 ist eine Seitenansicht der Ausführungsform nach 31 in der Anwendung;
33 ist ein Blick in Richtung des Pfeils Z in 32;
34 ist eine perspektivische Ansicht der Konstruktion des in der Ausführungsform von 31 dargestellten Entriegelungshebels 313;
35(A), (B) ist ein Teil-Querschnitt der in 31 dargestellten Ausführungsform und zeigt den Betrieb des Entriegelungshebels 313.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Einzelnen:
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sollen nun bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen im einzelnen beschrieben werden.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 die Konstruktion des Sicherheitsschalters dieser Ausführungsform kurz beschrieben. 1 stellt eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im angewandten Zustand dar, 2 ist eine Draufsicht auf die Konfiguration der erfindungsgemäßen Ausführungsform bei entferntem Deckel, und 3 ist eine Seitenansicht der Konfiguration der erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei der Deckel teilweise weggebrochen ist.
Der Sicherheitsschalter nach der vorliegenden Ausführungsform ist ein mit den in einem Raum aufgestellten industriellen Maschinen elektrisch verbundener Schalter, der im wesentlichen den eigentlichen Schalter 101 und einen Betätiger 102 umfasst. Der eigentliche Schalter 101 ist auf der Wandfläche im Umfeld des Zugangs zu dem Raum befestigt, der Betätiger 102 ist an einer Tür 103 befestigt. Der Betätiger 102 ist an einer Stelle gegenüber der Einführungsöffnung 101a des Schalters angeordnet und rückt in das Betriebsteil 111 des Schalters 101 ein, wenn die Tür 103 geschlossen wird.
Das Einrücken des Betätigers 102 verändert den Verbindungskontakt des im Schalterteil 112 eingebauten Kontaktblocks 9, und die Maschinen innerhalb des Raums sind betriebsbereit. Wird andererseits der Betätiger 102 durch Öffnen der Tür 103 aus dem Betriebsteil 111 zurückgezogen, dann kehrt der Verbindungskontakt in seinen ursprünglichen Zustand zurück und die Energiezufuhr zur Maschine wird abgeschaltet.
Das in das Betriebsteil 111 eingeführte Einrückteil des Betätigers 102 besteht aus einem Druckstück 121 am vorderen Endteil und einem Paar Trägerstü cken 122, 123, die die beiden Enden, wie in 1 dargestellt, stützen. An das Druckstück 121 sind an den beiden Enden angeordnete vorspringende Druckflächen 121a, 121b sowie eine dazwischen angeordnete rückgesetzte Druckfläche 121a angeformt.
Im folgenden soll nun unter Bezugnahme auf die 4 bis 8 der Mechanismus des Betriebsteils der vorliegenden Ausführungsform im einzelnen beschrieben werden. Die 4 und 5 stellen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht dar, wobei der Deckel des Betriebsteils 111 entfernt ist. 6 ist ein Längsschnitt durch die Mitte des Betriebsteils 111. 7(A) zeigt eine herausgezogene Seitenansicht eines Teils des Antriebsnockens 1 und den Stößel 8 im Eingriff in einem im Antriebsnocken ausgehöhlten Teil 400, 7(B) ist die Draufsicht. 8 ist eine herausgezogene Seitenansicht der Begrenzungsplatten 2, 3.
In dem Zentrum des Betriebsteils 111 ist ein Antriebsnocken 1 montiert. Dieser Antriebsnocken 1 dient dazu, den Stößel 8 des Schalterteils 112 zu verschieben; er ist über eine Nockenwelle 4 auf dem Trägerrahmen 11 drehbar befestigt.
Auf dem Umfang des Antriebsnockens 1 sind rechteckige ausgesparte Bereiche 1a, 1b ausgeformt, die den Einführungsöffnungen 101a und 101b entsprechen, in die das Druckstück 121 des Betätigers 102 greift. Auf dem Antriebsnocken 1 ist gegenüber den ausgesparten Bereichen 1a, 1b eine Nutkurve 1c ausgeformt, wobei die Nockenwelle 4 dazwischen angeordnet ist und in diese Nutkurve 1c ist ein Nockengleitstift 6 eingeführt.
Beide Enden des Nockengleitstifts 6 reichen bis fast an den Trägerrahmen 11 und die beiden Endabschnitte werden jeweils durch die Führungsnuten 7a bzw. 7a des Stiftführungsglieds 7 gestützt. Jede der Führungsnuten 7a, 7a dient dazu, die Bewegungsrichtung des Nockengleitstifts 6 auf eine Richtung zu begrenzen; ausgeformt sind sie entlang der geraden Linie, die durch den Mittelpunkt der Nockenwelle und parallel zur Bewegungsrichtung des Stößels 8 verläuft. An dem Nockengleitstift 6 wird der Endabschnitt des Stößels 8 befestigt, und das Schalterteil 112 wird umgeschaltet, wenn der Stößel 8 vorrückt, und sich zurückzieht, wenn sich der Nockengleitstift 6 bewegt.
Andererseits sind sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite des Antriebsnocken 1 jeweils Begrenzungsplatten 2, 3 angeordnet. Ein Paar rechter und linker Begrenzungsplatten 2, 3 stellen Glieder dar, die entsprechend den Druckflächen 121b, 121b des vorspringenden Teils des Betätigers 102 angeordnet und auf der Nockenwelle 4 befestigt sind. Zwischen diesen Begrenzungsplatten 2, 3 und dem Trägerrahmen 11 sind Torsionsfedern 5, 5 vorgesehen, um die Begrenzungsplatten 2, 3 jeweils in den Ausgangszustand (die in 4 und 5 gezeigte Stellung) zurückzubringen. Ein Ende dieser Torsionsfeder 5, 5 ist an den Trägerrahmen, das andere Ende an die Begrenzungsplatten 2, 3 befestigt.
An jeder der Begrenzungsplatten 2, 3 sind Aussparungslöcher 2a, 3a für den Nockengleitstift 6 ausgeformt, und am Endabschnitt der Aussparungen 2a, 3a sind Kerben 2b, 3b zur Begrenzung der Bewegung des Nockengleitstifts 6 ausgeformt. Jede der Kerben 2b, 3b ist als halbrundes Profil ausgeführt, damit der Nockengleitstift 6, wie in 8 gezeigt, eingreifen kann, und wenn sich jede der Begrenzungsplatten 2, 3 in der Ausgangsstellung (der in 5 und 6 gezeigten Stellung) befindet, dann liegen die Kerben vor der Bewegungsrichtung des Nockengleitstifts 6 (vgl. 9(A).
Nach der obigen Konstruktion sind der Antriebsnocken 1 und die Begrenzungsplatten 2, 3 in einem solchen Verhältnis relativ zu einander angeordnet, dass ein Drehzustandsunterschied zwischen ihnen erzeugt wird, der dem Höhenunterschied zwischen der rückgesetzten Druckfläche 121a und der vorspringenden Druckfläche 121b des Betätigers 102 entspricht.
Im folgenden soll nun unter Bezugnahme auf 9 der Betrieb der erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben werden. In 9 scheint die Begrenzungsplatte 3, die sich, gesehen von der Einführungsöffnung 101a des Betriebsteils, links befindet, nicht auf, und es ist keine Bezugszahl angegeben; da jedoch bei diesem Beispiel ein Paar von Begrenzungsplatten 2 und 3 die gleiche Bewegung ausführen, bezieht sich die folgende Beschreibung des Betriebs auf beide.
Rückt der Betätiger 102 durch die Einführungsöffnung 101a in das Innere des Betriebsteils 111 ein, dann kommen zunächst die zurückgesetzte Druckfläche 121a und die vorspringenden Druckflächen 121b, 121b am vorderen Ende in Kontakt mit dem Antriebsnocken 1 und den Begrenzungsplatten 2 bzw. 3 [9(A)]. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Nockengleitstift 6 nicht und sitzt seitlich am Ende der Nockenwelle 4 in der im Antriebsnocken 1 ausgeformten Nutkurve 1c.
Rückt der Betätiger 102 weiter vor, dann drehen sich dadurch der Antriebsnocken 1 und die Begrenzungsplatten 2, 3, und der Nockengleitstift 6 bewegt sich entlang der Nutkurve 1c, und der Stößel 8 bewegt sich mit ihm; gleichzeitig laufen die Kerben 2b, 3b der Begrenzungsplatten 2, 3 aus der Bewegungsbahn des Nockengleitstifts 6 [9(B)]; anschließend bewegt sich der Betätiger 102 weiter, und hat er das Einführende erreicht, dann wird der Verbindungskontakt umgeschaltet, und gleichzeitig greift das Druckstück 121 des Betätigers 102, wie in 9(C) dargestellt, in den ausgesparten Bereich 1a des Antriebsnocken 1.
Wenn sich jede der Begrenzungsplatten 2, 3 beim obigen Betrieb dreht, dann werden die Torsionsfedern 5, 5 in Drehrichtung gespannt, und mit ihrer elastischen Kraft auf die Begrenzungsplatten 2 bzw. 3 wird die Drehkraftumkehr gegenüber der ersten Drehung (Rückstellkraft) wirksam.
Wird der Betätiger 102 aus dem Zustand gemäß 9(C) herausgezogen, dann drückt das Druckstück 121 auf die Innenfläche des ausgesparten Bereichs 1a, und der Antriebsnocken 1 dreht sich umgekehrt im Vergleich zu dem Zeitpunkt des Einrückens, und daraufhin zieht sich der Stößel 8 zurück, und der Verbindungskontakt kehrt in den Ausgangszustand zurück; gleichzeitig kehrt der ausgesparte Bereich 1a des Antriebsnocken 1 in den Ausgangszustand, d.h. die Position von 9(A), zurück; auf Grund der elastischen Kraft der Torsionsfedern 5 kehrt jede der Begrenzungsplatten 2, 3 in den Ausgangszustand zurück, und die Kerben 2b, 2c für den Eingriff des Stifts liegen auf der Bewegungsbahn des Nockengleitstifts 6.
Bei der obigen Beschreibung des Betriebs der zwei Einführungsöffnungen 101a, 101b wurde der Betrieb in der Annahme beschrieben, dass der Betätiger in die Einführungsöffnung 101a auf der Vorderseite des Betriebsteil eingerückt wird; aber auch wenn der Betätiger 102 in die Einführungsöffnung 101b auf der Oberseite des Betriebsteils 111 eingerückt wird, drehen der Antriebsnocken 1 und die Begrenzungsplatten 2, 3 beim Betrieb ähnlich wie in den 9(A)–(C) dargestellt; daraufhin bewegt sich der Stößel 8 nach vorn und schaltet den Verbindungskontakt um, und gleichzeitig greift das Druckstück 121 des Betätigers 102 in den ausgesparten Bereich 1b des Antriebsnocken 1.
Wird bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Versuch unternommen, den Antriebsnocken 1 unter Verwendung einer anderen Druckplatte (beispielsweise eines Schraubendrehers o. ä.) als den besonderen Betätiger 102 in Drehung zu versetzen, dann wird die Drehung durch die Begrenzungsplatten 2, 3 verhindert.
Das heißt, wie in 10 dargestellt ist, ein Drücken auf den ausgesparten Bereich 1a (oder 1b) des Antriebsnocken 1 durch Einführen der Druckplatte D in das Mittelteil der Einführungsöffnung 101a (oder 101b) [10(A)] dreht den Antriebsnocken 1 nur geringfügig [10(B)]; erreicht jedoch die Druckplatte D die Umgebung der Begrenzungsplatten 2, 3, wie in 10(C) dargestellt, dann wird die Bewegung des Nockengleitstifts 6 in Vorwärtsrichtung durch die Kerben 2b, 3b der Begrenzungsplatten 2, 3 begrenzt und gleichzeitig die Bewegung in Drehrichtung eingeschränkt, weil der Nockengleitstift 6 durch die Führungsnuten 7a des Stiftführungsglieds 7 gestützt wird und die Bewegung des Nockengleitstifts 6 in Vorwärtsrichtung und in Drehrichtung begrenzt ist und die Drehung des Antriebsnocken 1 dadurch blockiert ist.
Außerdem wird, auch wenn beide oder eine der Begrenzungsplatten 2, 3 unter Verwendung der Druckplatte D gedreht werden, der Antriebsnocken 1 nicht drehen. Wie in 11 dargestellt, heißt das, dass wenn der Antriebsnocken 1 und die Begrenzungsplatten in der in 11(A) dargestellten Ausgangsstellung stehen, der Nockengleitstift 6 in der Position steht, ohne mit den Kerben 2b, 3b der Begrenzungsplatten 2, 3 in Kontakt zu kommen, und selbst wenn die Begrenzungsplatten 2, 3 durch die Druckplatte D so angedrückt werden, dass sie drehen, die Begrenzungsplatten 2, 3 nur wie in 11(B) drehen und der Antriebsnocken 1 von keiner Kraft angegriffen wird und in Stillstand gehalten wird.
Bei der obigen Ausführungsform wird eine Konfiguration verwendet, bei der auf jeder der Begrenzungsplatten Aussparungslöcher 2a, 3a vorgesehen sind, um Eingriff mit dem Nockengleitstift 6 zu vermeiden; außerdem können jedoch, wie in 12 dargestellt, Durchlassaussparungen 2a', 3a' auf den Begrenzungsplatten 2', 3' vorgesehen werden, um Eingriff mit dem Nockengleitstift 6 zu vermeiden.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wird die Bewegung des Nockengleitstifts 6 durch Kerben 2b, 3b begrenzt; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt; beispielsweise kann ein ausgespartes Eingriffteil in Form eines Hakens oder eines (L-förmigen) Schlüssels, in das der Nockengleitstift 6 einhakt, einstückig mit den Begrenzungsplatten ausgeformt werden; es kann auch jede andere beliebige Konstruktion verwendet werden, solange sie mit der Nockengleitstift 6 in Kontakt kommt und seine Bewegung begrenzen kann.
Außerdem war bei den obigen Ausführungsformen als Mittel zur Rückführung der Begrenzungsplatten 2, 3 in den Ausgangszustand die Verwendung einer Torsionsfeder 5 als Beispiel dargestellt; darüber hinaus können aber allgemein übliche elastische Glieder, wie Zugfedern oder Blattfedern, ebenfalls verwendet werden.
Wird die Druckfeder verwendet, wie beispielsweise in 13(A) dargestellt, sind Eingriffsteile 12c, 13c an den Begrenzungsplatten 12, 13 vorgesehen, und zwischen diesem Eingriffsteil 12c, 13c und dem Eingriffstück S1 an der Deckseite ist eine Druckfeder 15 eingesetzt, und durch die Druckfeder 15, die durch die Drehung der Begrenzungsplatten 12, 13 zusammengedrückt wird, kann die Rückstellkraft zu dem Ausgangszustand, wie in 13(B) dargestellt, erzielt werden.
Wird die Zugfeder, wie beispielsweise in 14(A) dargestellt, bei den Begrenzungsplatten 22, 23 verwendet, sind Eingriffsstücke 22c, 23c vorgesehen, in die ein Ende des Hakens der Zugfeder 25 eingreift, und ein Eingriffsstück S2, das in das andere Ende des Hakens eingreift, wird an der Deckseite vorgesehen; wie in 14(B) dargestellt, ist die Zugfeder 25 so ausgelegt, dass sie gezogen wird, wenn die Begrenzungsplatten 22, 23 drehen.
Wird weiterhin, wie in 15(A) dargestellt, die Blattfeder verwendet, sind Eingriffsteile 32c, 33c an den Begrenzungsplatten 32, 33 vorgesehen, und zwischen diese Eingriffsteile 32c, 33c und dem auf der Deckseite befindlichen Eingriffsteil S3 ist die Blattfeder 35 eingesetzt; die Blattfeder 35 biegt sich auf Grund der Drehung der Begrenzungsplatten 32, 33 fast U-förmig und bildet so die Rückstellkraft, wie in 15(B) dargestellt.
Als weiteres Beispiel für die Nutzung der Blattfeder, wie in 16(A) dargestellt, kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der Blattfedern 42d, 43d einstückig mit den Begrenzungsplatten 42, 43 ausgebildet sind und die Rückstellkraft dadurch erzielt wird, dass diese Blattfedern 42d, 43d wie in 16(B) dargestellt gebogen werden können.
17 ist eine perspektivische Ansicht der Anwendung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform. 18 und 19 stellen Blockdiagramme der Ausführungsform dar, nämlich eine Draufsicht und. eine Seitenansicht bei entferntem Deckel. 20 ist eine Draufsicht auf eine Konfiguration des Betriebsteils 211 und des Magnetspulmechanismusteils 213 bei entferntem Deckel und 21 ist ein Querschnitt entlang der Linie X-X der 20.
In das Betriebsteil 211 sind der Antriebsnocken 1, der auf Grund des Vorrückens und des Zurückziehens des Betätigers 102 dreht, die drehbar auf der Nockenwelle 4 des Antriebsnocken 1 angebrachten Begrenzungsplatten 2, 3, sowie die Nutkurve 1c des Antriebsnocken 1 in gleicher Weise wie im Fall der oben beschriebenen Ausführungsform eingesetzt, bei welcher der mit dem Endteilstück des Stößels 8 verbundene Nockengleitstift 6, die Torsionsfedern 5, 5 usw. zur Rückstellung der Begrenzungsplatten 2 bzw. 3 in den Ausgangszustand eingebracht wurden.
Bei dieser Ausführungsform ist auf der Umfangsfläche des Antriebsnocken 1 eine Schließstufe 1d (vgl. 22) ausgeformt und über dem Antriebsnocken 1 und den Begrenzungsplatten 2, 3 ein Schließhebel 50 angeordnet.
Der Schließhebel 50 besteht aus einem Glied mit einem Eingriffstück 50a, wobei ein Arm 50b beide Enden stützt und ein Betätigungsstück 50c die einstückig ausgeformten Enden stützt, und ist so konstruiert, dass das Eingriffsstück 50a beim Andrücken gegen die äußere Umfangsfläche des Antriebsnocken 1 durch die elastische Kraft der an zwei Stellen, rechts bzw. links, angeordneten Druckfedern 51, 52 in Kontakt kommen kann.
Auf der anderen Seite ist das Magnetspulmechanismusteil 213 mit einem Entriegelungsmechanismus 60 zur Entriegelung des Schließmechanismus (Schließhebel 50) des Betriebsteils 211 und einer Magnetspule 90 zur Erzeugung der Entriegelungskraft versehen.
Der Entriegelungsmechanismus 60 umfasst einen Stößel 61, der mit dem vorderen Endabschnitt des Tauchkerns 90a der Magnetspule verbunden ist, eine Stellplatte 62, die mittels einer Maschinenschraube 63 fest mit dem vorderen Endstück des Stößels 61 verbunden ist, sowie eine Druckfeder 64 usw. Das Endteil an der Seite des Betriebsteils 211 der Stellplatte 62 kommt in Kontakt mit der Vorderseite des unteren Endteils des Betriebsstücks 50c des Schließhebels 50, und auf Grund der Bewegung dieser Stellplatte 62 schwenkt der Schließhebel 50.
Das Magnetspulmechanismusteil 213 ist mit einem Mikroschalter 10, der auf Grund der Bewegung des Tauchkerns 90a der Magnetspule 90 öffnet und schließt, versehen. Bei diesem Mikroschalter 10 handelt es sich um einen Schalter, der normalerweise geschlossen ist und sich öffnet, wenn die Magnetspule 90 erregt wird, und ist, wie im Schaltbild der 23(A), (B), (C) dargestellt, mit dem Hauptstromkreis (Energiezufuhr zu den Industriemaschinen) verbunden, wobei der Kontaktblock 9 am Schaltteil angeordnet ist.
Der Betrieb einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der obigen Konfiguration soll nun unter Bezugnahme auf 22 beschrieben werden.
Rückt der Betätiger 102 durch die Einführungsöffnung 201a in das Innere des Betriebsteils 211 ein, dann kommen zunächst die rückgesetzte Druckfläche 121a und die vorspringenden Druckflächen 121b, 121b am vorderen Ende mit dem Antriebsnocken 1 bzw. den Begrenzungsplatten 2, 3 in Kontakt [22(A)]. In diesem Fall bewegt sich der Nockengleitstift 6 nicht, er steht am Ende der Nutkurve 1c des Antriebsnocken 1 auf der Seite der Nockenwelle 4.
Rückt der Betätiger 102 nun weiter vor, dann drehen dadurch der Antriebsnocken 1 und die Begrenzungsplatten 2, 3; der Nockengleitstift 6 wandert entlang der Nutkurve 1c, und die Stößel 8 bewegt sich mit ihm; gleichzeitig kommen die Kerben 2b, 3b der Begrenzungsplatten 2, 3 aus der Bewegungsbahn des Nockengleitstifts 6; der Betätigen 102 rückt anschließend weiter vor, und wenn er das Einführende erreicht hat, dann schaltet der Verbindungskontakt um, und gleichzeitig greift das Druckstück 121 des Betätigers 102, wie in 22(B) dargestellt, in den ausgesparten Bereich 1a des Antriebsnocken 1.
In diesem Fall bewegt sich das Eingriffstück 50a des Schließhebels 50 auf Grund der Druckkraft der Druckfedern 51, 52 und greift in die Schließstufe 1d des Antriebsnocken 1, und die Drehung des Antriebsnocken 1 in der umgekehrten Richtung (im Uhrzeigersinn) wird dadurch blockiert. Selbst wenn also auf den Betätigen 102 eine Kraft in Herausziehrichtung zur Öffnung der Tür 103 ausgeübt wird, greift das Druckstück 121 während des Drehungsblockierzustands in den ausgesparten Bereich 1a des Antriebsnocken 1 und ein Herausziehen des Betätigers 102 wird verhindert.
Spricht andererseits das Magnetspulmechanismusteil 213 auf die Betätigung des AUS-Signals an, wenn die Energiezufuhr zur Maschine unterbrochen ist, dann zieht der Tauchkern 90a der Magnetspule 90 an, und die Stellplatte 62 des Entriegelungsmechanismus 60 bewegt sich. Durch die Bewegung dieser Stellplatte 62 wird, wie in 22(C) dargestellt, die Seite des Eingriffsstücks 50a des Schließhebels 50 angehoben und die Schließstufe 1d des Antriebsnocken 1 des Eingriffstücks 50a löst sich von der Schließstufe 1d des Antriebsnocken 1; dadurch wird die Blockierung des Drehens des Antriebsnockens 1, d.h. der mechanische Verschluss des Betätigers 102, aufgehoben, so dass die Tür 103 wieder geöffnet werden kann.
Spricht das Magnetspulmechanismusteil 213 auf das AUS-Signal an wenn der an dieses Magnetspulmechanismusteil 213 gesetzte (normalerweise geschlossene) Mikroschalter 10 auf „OFFEN" steht, bevor die Tür 103 geöffnet ist, um den Hauptstromkreis (Energiezufuhrkreis zu den Industriemaschinen) zu unterbrechen [23(B)] und anschließend die Tür 103 geöffnet wird und der Betätiger 102 aus dem Betriebsteil 211 herausgezogen wird, dann zieht sich der Stößel 8 zurück und der Verbindungskontakt des Kontaktblocks 9 kehrt in den Ausgangszustand [23(C)] zurück.
24(A) ist eine Draufsicht auf eine noch weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, 24(B) ist die Seitenansicht, und 25 ist ein Querschnitt in Längsrichtung der Ausführungsform.
Diese Ausführungsform ist durch das schlüsselbetätigte Teil 70 gekennzeichnet, das auf dem oberen Deckel 213a des Magnetspulmechanismusteils 213 des Sicherheitsschalters (mit Schließmechanismus) der in den 17–22 dargestellten Konstruktion vorgesehen ist.
Das schlüsselbetätigte Teil 70 umfasst ein drehbares Glied 72, das sich auf Grund des Einführens und der Drehung eines Spezialschlüssels 71 und eines auf seinem untersten Teilstück sicher befestigten Nocken 73 dreht.
Der Nocken 73 ist ein Glied, dessen Innenfläche auf einen bestimmten Radius, wie in 26 dargestellt, bearbeitet wurde und so konfiguriert ist, dass die Innenfläche des Nockens 73 von einem Nockengleitstift 61a, der am hinteren Teil (dem hinteren Endstück des Tauchkerns 90a der Magnetspule) des Stößels 61 des Entriegelungsmechanismus vorgesehen ist, kontaktiert wird und, wenn der Nocken 73 um die Mittelachse 72a des drehbaren Glieds 72 dreht, den Stößel 61 bewegt.
26(A) zeigt die geschlossene Stellung des Betätigers 102, 26(B) seine entriegelte Stellung.
Ist das schlüsselbetätigte Teil 70 nach der obigen Konstruktion eingebaut, dann ist es bei Stromausfall oder bei Wartung möglich, ohne Betätigung der Magnetspule 90 das Schloss von Hand zu entriegeln. Da der Schließmechanismus außerdem nur durch den Spezialschlüssel entriegelt werden kann entfällt die Unannehmlichkeit, dass der Verschluss während des Betriebs der Industriemaschinen im Raum usw. versehentlich entriegelt werden kann.
27(A) ist eine Draufsicht auf eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, 27(B) ist die Seitenansicht und 28 der Querschnitt in Längsrichtung der Ausführungsform.
Die Ausführungsform ist durch die integrale Verbindung des zylindrischen Aufnahmesitzes 82 mit dem oberen Deckel 213a des Magnetspulmechanismusteils 213 und die Einführung und Anordnung des Steckeraufnehmers 80 in diesem Aufnahmesitz 82 des Sicherheitsschalters (mit Schließmechanismus) der in den 17 bis 22 dargestellten Konstruktion gekennzeichnet.
Der Steckeraufnehmer 80 ist ein Glied, bei dem die Stifteinführöffnung 82a zur Einführung des Stifts 81a des später beschriebenen Steckers 81 in einer Stellung einander gegenüberliegend mit zwischenliegendem Mittelpunkt angeordnet ist und drehbar, mit der zylinderförmigen Welle als Mitte, in den zylindrischen Aufnahmesitz 82 gesetzt ist und an dem unteren Endstück dieses Steckeraufnehmers 80 der Nocken 73 starr befestigt ist.
Der Nocken 73 hat das gleiche Profil wie das in 26 dargestellte; mit seiner Innenfläche steht der an dem Stößel 61 des Entriegelungsmechanismus befestigte Nockengleitstift 61a in Kontakt, und er ist so ausgelegt, dass er auf Grund der Drehung des Steckeraufnehmers 80 durch Betätigung des Steckers (siehe 26) den Stößel 61 bewegt. Der Stecker 81 umfasst, wie in 28 dargestellt, einen Steckerrahmen 81b und einen in diesem integrierten Stift 81a
Der Steckerrahmen 81b ist lösbar an den Aufnahmesitz mittels eines sogenannten Bajonettverschlusses verbunden, der einen am Aufnahmesitz 82 vorgesehenen Vorsprung 82c sowie eine Rille 81c umfasst, die in ihn greift, und wird durch Einführung und Drehung des Aufnahmesitzes 82 eingesetzt und durch umgekehrtes Vorgehen aus dem Aufnahmesitz wieder entfernt, wie in 27(B) dargestellt.
Bei der Ausführung nach der obigen Konstruktion dreht die Drehung (im Gegenuhrzeigersinn) des in den Aufnahmesitz 82 eingeführten Steckers 81 den Steckeraufnehmer 80, veranlasst, dass sich daraufhin der Nocken 73 dreht und sich der Stößel 61 bewegt.
Mit dieser Ausführungsform ist es also möglich, den Verschluss von Hand zu entriegeln, ohne die Magnetspule 90 zu betätigen. Da außerdem das Schloss nur mit dem speziellen Stecker entriegelt werden kann, entfällt die Unannehmlichkeit, dass der Verschluss versehentlich entriegelt wird während die Industriemaschine im Raum noch in Betrieb ist.
Die oben beschriebene mittels Schlüssel oder Stecker manuell betätigte Entriegelungsvorrichtung kann unabhängig ohne Kombination mit der Magnetspule 90, in den Schalter 201 eingesetzt werden.
Da nun bei allen Ausführungsformen der 19, 25 und 28 das Endteilstück der Maschinenschraube 63, die fest an der Stellplatte 62 des Entriegelungsmechanismus 60 anzubringen ist, eine Konstruktion aufweist, die bis fast an die Bodenwand des Schalters reicht, wird es möglich, die Maschinenschraube 63 zu verwenden und den Schließmechanismus manuell vom Innern des Raums, beispielsweise dem Maschinenraum o.ä. zu entriegeln. Wird beispielsweise, wie in 29 dargestellt, eine lange runde Durchgangsöffnung 201d zur Bewegung der Maschinenschraube 63 in der Bodenfläche 201c des Schalters 201 vorgesehen und die Betätigungsöffnung 103a in der Tür 103 geöffnet, dann wird es möglich, den Verschluss des Betätigers 102 manuell durch Einführung eines Werkzeugs, beispielsweise eines Präzisionsschraubendrehers 360 o.ä., wie in 30 dargestellt, durch die Betätigungsöffnung 103a oder die lange runde Durchgangsöffnung 201d in den Schalter 201 zur Bewegung der Maschinenschraube 63 zu entriegeln; mit dieser Konfiguration wird es möglich, den mechanischen Verschluss des Betätigers 102 manuell vom Innern des Maschinenraums aus zu entriegeln, selbst wenn der Mitarbeiter die Tür 103 aus Versehen schließt oder die Tür sich aus irgendeinem Grund schließt, während der Mitarbeiter im Innern des Maschinenraums ist, und so den Mitarbeiter von der Furcht zu befreien, im Maschinenraum eingeschlossen zu werden.
In allen Ausführungsformen der 17, 24 oder 27 sind Betriebsteil 211, Schaltteil 212 und Magnetspulmechanismusteil 213 in integraler Bauweise ausgeführt; die Erfindung soll jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt sein; vielmehr ist es möglich, eine Gestalt vorzusehen, bei der der Sicherheitsschalter in eine eigentliche Schaltereinheit mit dem Betriebsteil und dem Schaltteil sowie in eine Einheit mit Magnetspulmechanismusteil, wie in 1 dargestellt, aufgeteilt ist, und diese Schaltereinheit und die Magnetspuleinheit zur Bildung eines Sicherheitsschalters verbunden werden.
Nimmt man die Konfiguration zur Entriegelung des Schlosses vom Innern des Maschinenraums aus unter Verwendung der Maschinenschraube 63 des Verschlussentriegelungsmechanismus 60, wie oben beschrieben, hinzu, dann kann ein Glied, beispielsweise ein Entriegelungshebel o.ä., zur Bewegung der Maschinenschraube 63 an der Rückseite des Schalters 201 vorgesehen werden. Im folgenden soll nun unter Bezugnahme auf die 31 bis 35 das Beispiel beschrieben werden, nach dem der Entriegelungshebel eingebaut wird. 31 zeigt einen Querschnitt durch das Betriebsteil, das die wesentliche Konfiguration dieses Beispiels darstellt. 32 ist eine Seitenansicht der Anwendung dieses Beispiels, 33 ist der Blick in Richtung des Pfeils Z in 32, 34 zeigt eine perspektivische Ansicht der Konstruktion des in diesem Beispiel verwendeten Entriegelungshebels 313 und 35(A), (B) zeigt Darstellungen, die den Betrieb des Entriegelungshebels 313 verdeutlichen.
Bei diesem Beispiel ist es charakteristisch, dass das Endteil der Maschinenschraube 63, welche die Stellplatte 62 fest an den Stößel 61 der Magnetspule hält, so ausgelegt ist, dass es durch den Stößel 61 verläuft und nahe an die Bodenfläche 201c kommt, die Maschinenschraube 63 so konfiguriert ist, dass sie als Entriegelungsstift verwendet werden kann, und gleichzeitig ein Entriegelungshebel 313 zur Bewegung der Maschinenschraube 63 vorgesehen wird.
Der Entriegelungshebel 313 umfasst, wie in der Perspektive von 34 dargestellt, ein Hebelteil 313a zum Anziehen der Maschinenschraube 63, eine als Drehachse dienende Drehwelle 313b sowie ein mit einem Handgriff 313d versehenes Betriebsteil 313c. Wie in 31 dargestellt, ist die Drehwelle 313b drehbar um die Achse parallel zum Mittelpunkt der Maschinenschraube 63 auf der Bodenfläche 201c des Schalters 201 gelagert. Ein Sicherheitsschalter mit einem Entriegelungshebel 313 dieser Art von Konstruktion, d.h. dass das Betriebsteil 313c so ausgelegt ist, dass es die Befesti gungsfläche (die Rückseite) des Schalters offen lässt, kann vom Innern des Maschinenraums bedient werden, indem die Betätigungsöffnung 103c der Tür 103 offen gehalten wird, wie in den 32 und 33 dargestellt.
Unter Bezugnahme auf 35(A), (B) soll nun der Betrieb des Entriegelungshebels 313 nach der obigen Konstruktion beschrieben werden.
Zunächst wird, wenn die Tür 103 geschlossen wird und der Betätigen in das Betriebsteil 211 einrückt, die Drehung des Antriebsnocken 1 und der Begrenzungsplatten 2, 3 durch den Schließhebel 50 verhindert, wodurch der Betätiger 102 in die mechanisch geschlossene Stellung gebracht wird. In diesem Zustand ist das Hebelteil 313a des Entriegelungshebels 313 im Stillstand in der Stellung im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung dieser Maschinenschraube 63 und der Handgriff 313d steht parallel zur Bewegungsrichtung der Maschinenschraube 63, wie in 35(A) dargestellt.
Drehen des Handgriffs 313d des Entriegelungshebels 313 im Gegenuhrzeigersinn (maximal etwa 45°) aus der obigen Stellung zieht die Maschinenschraube 63 durch Drehung des Hebelteils 313a in die Rückführrichtung, und die Stellplatte 62 zieht zurück. Dadurch löst sich das Eingriffstück 50a des Schließhebels 50 von der Schließstufe 1d des Nocken 1, der Verschluss durch den Betätiger 102 wird entriegelt und die Tür 103 kann wieder geöffnet werden.
Da es also möglich ist, den mechanischen Verschluss durch den Betätigen 102 manuell vom Inneren des Maschinenraums zu entriegeln, selbst wenn das Personal die Tür 103 irrtümlich schließt oder sich die Tür 103 aus irgendwelchen Gründen von selbst schließt, wenn sich das Personal im Innern des Maschinenraums aufhält, besteht keine Gefahr, dass Personal im Maschinenraum eingesperrt wird.
In dem obigen Beispiel ist das Endteilstück der Maschinenschraube 63 so ausgelegt, dass es näher an die untere Seite des Stößels 61 reicht und als Schlossentriegelungsstift verwendet werden kann; die Erfindung soll jedoch nicht auf diese Konstruktion beschränkt sein; sie kann so ausgelegt sein, dass die Maschinenschraube 63 als ein auf die sichere Befestigung der Stellplatte 62 an den Stößel spezialisiertes Bauteil, zur integralen Ausbildung eines vorspringenden Stücks auf der Unterseite des Stößels 61 ausgebildet ist und dieses vorspringende Stück als Schlossentriegelungsstift verwendet wird. Es kann auch eine sich in vertikaler Richtung auf dem Stößel 61 erstreckende gestufte Durchgangsöffnung ausgeformt werden, in diese Durchgangsöffnung wird von Innen ein T-förmiges Druckstück eingeführt, und das Teilstück dieses T-förmigen Druckstücks, das durch die Unterseite des Stößels 61 vorspringt, kann als Schlossentriegelungsstift verwendet werden.
Als weitere Entriegelungsvorrichtung kann außerdem eine Konstruktion verwendet werden, nach der ein eingreifendes rückgesetztes Teilstück an die Unterseite des Stößels 61 wie auch ein vorspringendes Teilstück am Entriegelungshebel 313 vorgesehen ist, und das vorspringende Teilstück auf diese Hebelseite an dem eingreifenden rückgesetzten Teilstück auf der Stößelseite befestigt wird und der Verschlussmechanismus des Betätigers 102 von Hand entriegelt wird, indem ein vorderes Ende eines Schraubendrehers oder eines anderen Werkzeugs gegen das eingreifende rückgesetzte Teilstück auf der Seite des Stößels gedrückt wird.

Claims

Sicherheitsschalter, umfassend einen Betätiger (102), der in ein Betriebsteil (111) des Schalters (101) einrückt, wodurch sich ein Stößel (8) eines Schalterteils (112) entsprechend bewegt und ein Kontaktpaar seinen Zustand verändert, wobei der Betätiger (102) ein Einsatzteil mit einem Druckstück (121) an dem vorderen Ende und ein Trägerstück (122, 123) zur Stützung des Druckstücks (121) aufweist und das Druckstück (121) an beiden Endteilen vorspringende Druckflächen (121b) sowie eine Druckfläche (121a) mit einem dazwischen liegenden rückgesetzten Teil aufweist; das Betriebsteil (111) einen Antriebsnocken (1), der auf Grund des Vor- und Zurückrückens des Betätigers (102) dreht, sowie beiderseits des Antriebsnockens (1) angeordnete Begrenzungsplatten (2, 3), die um den Drehpunkt des Antriebsnocken (1) drehen können, aufweist, das Betriebsteil außerdem einen Nockengleitstift (6) aufweist, der mit dem Endteil des Stößels (8) verbunden ist, dessen beide Enden sich seitlich des Antriebsnocken (1) herausragen; der Antriebsnocken (1) eine Nutkurve (1c) aufweist, die den Nockengleitstift in die Bewegungsrichtung des Stößels (8) verschiebt; jede der Begrenzungsplatten (2, 3) einen an einem Randteil der Bewegungsbahn des Nockengleitstifts (6) befindlichen den Stift aufnehmenden Teil bzw. eine Aussparung (2b, 3b) im Anfangs zustand, wenn der Betätiger (102) noch nicht eingerückt ist sowie zur Beschränkung der Bewegung des Nockengleitstifts (6), sowie ein elastisches Glied, das die Begrenzungsplatten in den Ausgangszustand zurückbringt, aufweist und wobei die Bewegung des Nockengleitstifts (6) durch die Begrenzungsplatte (2, 3) angehalten wird, um die Drehung des Antriebsnockens (1) anzuhalten, wenn der Antriebsnocken allein gedreht wird; und wenn der Betätiger (102) eingerückt wird, der Antriebsnocken (1) durch die Druckfläche (121a) des rückgesetzten Teils am vorderen Ende eingedrückt wird und die Begrenzungsplatten (2, 3) durch die Druckflächen (121b) des vorspringenden Teils eingedrückt wird und sowohl der Antriebsnocken (1) als auch die Begrenzungsplatten (2, 3) zusammen drehen, um den Stößel zu bewegen dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsbahn des Nockengleitstifts (6) in jeder der Begrenzungsplatten (2, 3) ein so gestaltetes Aussparungsloch (2a, 3a) darstellt, dass Zusammenwirken mit dem Nockengleitstift (6) vermieden wird, indem Rotation der Begrenzungsplatten (2, 3) nur dann gestattet wird, wenn die Begrenzungsplatten (2, 3) angedrückt sind.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, bei dem das Stiftführungsglied (7) mit Führungsnuten (7a) versehen ist, damit die Bewegungsrichtung des Nockengleitstifts (6) auf eine Richtung auf beiden Endteilen des Nockengleitstifts (6) begrenzt ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei der Antriebsnocken (1) und die zu seinen beiden Seiten angeordneten Begrenzungsplatten (2, 3) unabhängig voneinander auf derselben Welle (4) angeordnet sind.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei der Antriebsnocken (1) und die Begrenzungsplatten (2, 3) so angeordnet sind, dass sie in der Ausgangsstellung einen Drehzustandsunterschied entsprechend dem Höhenunterschied zwischen dem aus dem Betätiger hervorragenden Teil der Druckfläche (121b) des Betätigers (102) und der rückgesetzten Druckfläche (121a) des Betätigers (102) zwischen dem Antriebsnocken (1) und den Begrenzungsplatten (2, 3) erzeugen.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei der Antriebsnocken (1), ein ausgehöhltes Teil (400), das sich in definierter Breite von der Umfangsfläche zum Drehmittelpunkt der Antriebsscheibe erstreckt, an dem Teil ausgeformt ist, der dem die Nutkurve bildenden Teil entspricht, und in das ausgehöhlte Teil (400) das Endteilstück des Stößels (8) eingeführt wird und an das Stößelendstück der Nockengleitstift (6) gesetzt ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei der Antriebsnocken (1) auf seiner Umfangsfläche einen ausgesparten Bereich (1a, 1b) aufweist, in welchen das Druckstück des Betätigers (102) greifen kann, und wobei, durch Vorrücken des Betätigers (102) auf das Betriebsteil (111), das Druckstück des Betätigers (102) in den ausgesparten Bereich (1a, 1b) der Umfangsfläche des Antriebsnockens greift, wenn der Antriebsnocken (1) gedreht wird.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 6, wobei der ausgesparte Bereich (1a, 1b), in den das Druckstück des Betätigers (102) greift, an zwei Stellen der Umfangsfläche des Antriebsnockens (1) ausgebildet ist, und an zwei Stellen des Betriebsteils (111) eine Einführöffnung (101a, 101b) für den Betätiger (102) vorgesehen ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei das den Stift betätigende Teilstück der Begrenzungsplatten (2, 3) eine Einkerbung (2b, 3b) ist, die in dem Profil ausgebildet ist in die der Nockengleitstift (6) greift.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei die Einkerbung (2b, 3b) halbrund ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei die Einkerbung (2b, 3b) rechteckig ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei das den Stift betätigende Teilstück der Begrenzungsplatten (2, 3) ein hakenförmig eingreifendes Teilstück darstellt, das mit der Begrenzungsplatte einstückig ausgebildet ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei das elastische Glied eine Torsionsfeder (5) ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei das elastische Glied eine Druckfeder (15) ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei das elastische Glied eine Torsionsfeder (25) ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei das elastische Glied eine Blattfeder (35) ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 15, wobei die Blattfeder (42d, 43d) mit der Begrenzungsplatte (2, 3) einstückig ausgebildet ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, wobei der Antriebsnocken (1) und die Begrenzungsplatten (2, 3) aus Kunststoffformteilen bestehen.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, mit einem Schließmechanismus (50) zum Blockieren des Herausziehens des in das Betriebsteil eingerückten Betätigers und mit einer Entriegelungsvorrichtung (60), die die Entriegelung des Schließmechanismus ermöglicht.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 18, wobei die Entriegelungsvorrichtung (60) eine automatische Entriegelungsvorrichtung zur automatischen Entriegelung des Schließmechanismus (50) des Betätigers (102) auf Grund von außen eingehender elektrischer Signale ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 18, wobei die Entriegelungsvorrichtung (6) ein manuell zu betätigender Entriegelungsmechanismus zur Entriegelung des Betätigers (102) durch manuelle Handhabung ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 18, wobei die Entriegelungsvorrichtung (60) ein Mechanismus (50) mit einem Hebel ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 21, wobei in der Befestigungsfläche des Schalters eine Öffnung vorgesehen ist, welche in das Innere des Betriebsteils reicht, und die Entriegelungsvorrichtung durch diese Öffnung betätigt wird.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 18, wobei sowohl der automatische Entriegelungsmechanismus (60) als auch der manuell betätigte Entriegelungsmechanismus (60) als Entriegelungsvorrichtung vorgesehen werden können.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 18, wobei ein Schalter (10), der normalerweise geschlossen ist und geöffnet wird, wenn das Schloss mit Hilfe der Entriegelungsvorrichtung (60) entriegelt wird, in Reihenschaltung mit einem Kontaktpaar (9) des Schaltteils (112) verbunden ist.