DE102019008302A1 - Emergency switchgear - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Notfallschaltgerät (10) mit einem Gehäuse (12) und einem Betätigungselement (14), das unbeweglich an dem Gehäuse (12) befestigt ist und im Bereich einer Benutzerseite (13) des Gehäuses (12) eine für eine Druckbetätigung (16) von einem Benutzer zugängliche Kontaktseite (15) aufweist, vorgeschlagen. Ein auf die Kontaktseite (15) des Betätigungselements (14) wirkender Druck wird durch einen Drucksensor (18) erfasst, und eine Steuerung (19) ermittelt auf Basis der vom Drucksensor (18) erzeugten Messsignale, ob eine Druckbetätigung (16) des Betätigungselements (14) vorliegt oder nicht, und bestimmt abhängig von dem Ermittlungsergebnis einen Funktionszustand des Notfallschaltgeräts (10), der dann von einer Kommunikationsvorrichtung (20) zum Beispiel an ein Überwachungssystem (21) ausgesendet wird.An emergency switching device (10) with a housing (12) and an actuating element (14) which is immovably attached to the housing (12) and in the area of a user side (13) of the housing (12) is one for a pressure actuation (16) has contact page (15) accessible by a user, proposed. A pressure acting on the contact side (15) of the actuating element (14) is detected by a pressure sensor (18), and a controller (19) determines on the basis of the measurement signals generated by the pressure sensor (18) whether a pressure actuation (16) of the actuating element ( 14) is present or not and, depending on the result of the determination, determines a functional state of the emergency switching device (10), which is then transmitted by a communication device (20), for example to a monitoring system (21).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Notfallschaltgerät, das zum Beispiel als Notausschalter oder Notfallmeldeschalter eingesetzt werden kann.The present invention relates to an emergency switching device which can be used, for example, as an emergency stop switch or an emergency alarm switch.
Herkömmliche Notfallschalter weisen in der Regel ein Gehäuse und ein im Gehäuse angeordnetes Betätigungselement, das in Richtung seiner Längsachse im Gehäuse zwischen einer Ausgangsposition und einer Aktivierungsposition bewegbar ist, wobei das Betätigungselement in seiner Aktivierungsposition im Gehäuse eingerastet wird. Das Betätigungselement hat an seiner inneren Stirnseite üblicherweise ein Funktionselement, das in der Aktivierungsposition des Betätigungselements eine Notfallfunktion aktiviert, indem zum Beispiel eine elektrische Verbindung erzeugt oder getrennt wird. Außerdem ist üblicherweise ein Rücksetzelement vorhanden, um das Betätigungselement aus der eingerasteten Aktivierungsposition zu lösen und wieder in seine Ausgangsposition zurückzusetzen. Dieses Rücksetzelement kann zum Beispiel von einem Benutzer mittels eines Schlüssels betätigt werden.Conventional emergency switches usually have a housing and an actuating element arranged in the housing, which can be moved in the direction of its longitudinal axis in the housing between an initial position and an activation position, the actuating element being locked in its activation position in the housing. On its inner end face, the actuating element usually has a functional element which, in the activation position of the actuating element, activates an emergency function by, for example, creating or disconnecting an electrical connection. In addition, a reset element is usually present in order to release the actuating element from the latched activation position and to reset it back to its starting position. This reset element can, for example, be actuated by a user using a key.
Es ist bei Notfallschaltern wichtig, eine Aktivierung der Notfallfunktion durch eine unbeabsichtigte Betätigung des Notfallschalters zu verhindern und auch eine Betätigung des Rücksetzelements durch nicht-autorisierte Personen zu verhindern. Darüber hinaus sollten auch eine zuverlässige Aktivierung der Notfallfunktion und eine gewisse Schutzstufe gegen das Eindringen fester und flüssiger Stoffe ins Innere des Notfallschalters gewährleistet werden.In the case of emergency switches, it is important to prevent the emergency function from being activated by inadvertent actuation of the emergency switch and also to prevent the reset element from being actuated by unauthorized persons. In addition, reliable activation of the emergency function and a certain level of protection against the ingress of solid and liquid substances into the interior of the emergency switch should be guaranteed.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen bezüglich wenigstens eines der genannten wichtigen Aspekte verbesserten Notfallschalter zu schaffen.It is the object of the invention to create an emergency switch which is improved with regard to at least one of the important aspects mentioned.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Notfallschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by an emergency switch with the features of claim 1. Particularly advantageous configurations and developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Notfallschaltgerät weist auf: ein Gehäuse mit einer einem Benutzer zugewandten Benutzerseite; ein Betätigungselement, das unbeweglich an dem Gehäuse befestigt ist und im Bereich der Benutzerseite des Gehäuses eine für eine Druckbetätigung von einem Benutzer zugängliche Kontaktseite aufweist; einen Drucksensor zum Erfassen eines auf die Kontaktseite des Betätigungselements wirkenden Drucks; eine Steuerung, die ausgestaltet ist, um auf Basis der vom Drucksensor erzeugten Messsignale zu ermitteln, ob eine Druckbetätigung des Betätigungselements vorliegt oder nicht, und abhängig von dem Ermittlungsergebnis einen Funktionszustand des Notfallschaltgeräts zu bestimmen; und eine Kommunikationsvorrichtung zum Aussenden des von der Steuerung bestimmten Funktionszustands des Notfallschaltgeräts.The emergency switching device according to the invention has: a housing with a user side facing a user; an actuating element which is immovably attached to the housing and in the region of the user side of the housing has a contact side which is accessible by a user for pressure actuation; a pressure sensor for detecting a pressure acting on the contact side of the actuating element; a controller which is designed to determine on the basis of the measurement signals generated by the pressure sensor whether a pressure actuation of the actuating element is present or not, and to determine a functional state of the emergency switching device as a function of the determination result; and a communication device for transmitting the functional state of the emergency switching device determined by the controller.
Gemäß der Erfindung wird insbesondere vorgeschlagen, das Betätigungselement unbeweglich an dem Gehäuse zu befestigen und eine Druckbetätigung des Betätigungselements mittels eines Drucksensors zu erfassen. Die sensorische Erfassung der Druckbetätigung ermöglicht auf einfache Weise und ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen eine Differenzierung zwischen einer beabsichtigten Betätigung und einer unbeabsichtigten Betätigung des Betätigungselements. Der Verzicht auf bewegbare Komponenten kann die Sicherheit der korrekten Funktionsweise erhöhen und/oder eine fehlerfreie Betriebsdauer des Notfallschaltgeräts verlängern. Außerdem besteht durch den Verzicht auf ein bewegbares Betätigungselement die Möglichkeit, das Notfallschaltgerät mit einem geschlossenen Gehäuse zu realisieren, sodass ein Schutz gegen Eindringen fester oder flüssiger Stoffe ins Geräteinnere deutlich verbessert werden kann. Ferner wird durch den Verzicht auf ein bewegbares Betätigungselement die Mechanik des Notfallschaltgeräts wesentlich vereinfacht und kann auf einen Verrastungsmechanismus an einer Aktivierungsposition sowie einen mechanischen Rücksetzmechanismus aus der Verrastung verzichtet werden. Der nach einem Erkennen einer Druckbetätigung des Betätigungselements in den Aktivierungszustand gesetzte (elektronische) Funktionszustand des Notfallschaltgeräts bleibt unverändert in diesem Funktionszustand bis eine Rücksetzung des Funktionszustands durch einen autorisierten Benutzer in den Ruhezustand erfolgt. Durch das sensorische Bestimmen des Funktionszustandes des Notfallschaltgeräts (Ruhezustand oder Aktivierungszustand) und Weiterleiten dieses bestimmten Funktionszustandes an z.B. ein Überwachungssystem wird die Notfallfunktion nicht durch das Notfallschaltgerät selbst sondern extern ausgelöst, wodurch die Sicherheit einer Notfallfunktionsaktivierung erhöht werden kann. Durch das Weiterleiten des Funktionszustandes durch eine Kommunikationsvorrichtung besteht zudem eine vereinfachte Möglichkeit einer Betriebsfehlererkennung des Notfallschaltgeräts.According to the invention, it is proposed in particular to attach the actuating element immovably to the housing and to detect a pressure actuation of the actuating element by means of a pressure sensor. The sensory detection of the pressure actuation enables a differentiation between an intended actuation and an unintentional actuation of the actuating element in a simple manner and without additional protective measures. Dispensing with movable components can increase the reliability of the correct functioning and / or extend the fault-free operating time of the emergency switching device. In addition, by dispensing with a movable actuating element, it is possible to implement the emergency switching device with a closed housing, so that protection against the ingress of solid or liquid substances into the interior of the device can be significantly improved. Furthermore, by dispensing with a movable actuating element, the mechanics of the emergency switching device are significantly simplified and a latching mechanism at an activation position and a mechanical reset mechanism from the latching can be dispensed with. The (electronic) functional state of the emergency switching device, which is set to the activation state after a pressure actuation of the actuating element has been detected, remains unchanged in this functional state until the functional state is reset to the idle state by an authorized user. By determining the functional state of the emergency switching device (idle state or activation state) by means of sensors and forwarding this specific functional state to e.g. a monitoring system, the emergency function is not triggered by the emergency switching device itself but externally, whereby the security of an emergency function activation can be increased. By forwarding the functional state through a communication device, there is also a simplified possibility of operational error detection of the emergency switching device.
Der Drucksensor kann grundsätzlich auf einer beliebigen Messtechnik basieren. Geeignete Drucksensoren verwenden vorzugsweise piezoelektrische, kapazitive, induktive oder optische Messtechniken oder Kombinationen dieser Messtechniken. Je nach Messtechnik steht der Drucksensor mit dem Betätigungselement direkt oder mittelbar in Kontakt oder ist der Drucksensor von dem Betätigungselement beabstandet. Der Drucksensor ist vorzugsweise innerhalb des geschlossenen Gehäuses angeordnet.The pressure sensor can in principle be based on any measurement technology. Suitable pressure sensors preferably use piezoelectric, capacitive, inductive or optical measuring techniques or combinations of these measuring techniques. Depending on the measurement technology, the pressure sensor is in direct or indirect contact with the actuating element, or the pressure sensor is spaced apart from the actuating element. The pressure sensor is preferably arranged within the closed housing.
Die Steuerung ist vorzugsweise ausgestaltet, um auf Basis eines vom Drucksensor erfassten Druckwertes und/oder Druckgradientenwertes zu ermitteln, ob eine Druckbetätigung des Betätigungselements vorliegt oder nicht. So wird zum Beispiel das Vorliegen einer Druckbetätigung erkannt, falls der erfasste Druckwert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Auf diese Weise kann eine beabsichtigte Druckbetätigung des Betätigungselements (starke Druckausübung) von einer unbeabsichtigten Betätigung des Notfallschaltgeräts (geringer Druck) differenziert werden. Alternativ oder zusätzlich wird das Vorliegen einer Druckbetätigung erkannt, falls der erfasste Druckgradientenwert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Durch diese dynamische Druckerfassung kann noch sicherer eine beabsichtigte Druckbetätigung des Betätigungselements (steiler Druckanstieg) von einer unbeabsichtigten Betätigung des Notfallschaltgeräts (z.B. kurzer konstanter Druck) differenziert werden.The control is preferably designed to act on the basis of a pressure value and / or pressure gradient value detected by the pressure sensor determine whether or not there is a pressure actuation of the actuating element. For example, the presence of a pressure actuation is recognized if the detected pressure value exceeds a predetermined threshold value. In this way, an intended pressure actuation of the actuating element (strong exertion of pressure) can be differentiated from an unintentional actuation of the emergency switching device (low pressure). Alternatively or additionally, the presence of a pressure actuation is recognized if the detected pressure gradient value exceeds a predetermined threshold value. With this dynamic pressure detection, an intended pressure actuation of the actuating element (steep pressure increase) can be differentiated even more reliably from an unintentional actuation of the emergency switching device (eg short constant pressure).
Das erfindungsgemäße Notfallschaltgerät kann beispielsweise als Notausschalter eingesetzt werden, um ein Gerät, ein System oder dergleichen in einem Notfall ausschalten zu können, oder als Notfallmeldeschalter eingesetzt werden, um einen Notfall (z.B. Feuer, Unfall, etc.) an ein entsprechendes Sicherheitskonzept zu melden.The emergency switching device according to the invention can be used, for example, as an emergency stop switch in order to be able to switch off a device, a system or the like in an emergency, or it can be used as an emergency alarm switch to report an emergency (e.g. fire, accident, etc.) to an appropriate safety concept.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungselement in die Benutzerseite des Gehäuses eingebaut oder integriert und durch einen auf die Kontaktseite wirkenden Druck zumindest teilweise elastisch verformbar. D.h. das Betätigungselement ist zum Beispiel als separates Bauteil in die Benutzerseite des Gehäuses eingefügt und an ihr befestigt oder durch einen Teil der Benutzerseite des Gehäuses selbst gebildet. Die elastische Verformbarkeit des Betätigungselements kann vorzugsweise durch die Auswahl eines geeigneten Materials und/oder einer geeigneten Materialstärke erzielt werden.In one embodiment of the invention, the actuating element is built into or integrated into the user side of the housing and is at least partially elastically deformable by a pressure acting on the contact side. That is, the actuating element is inserted, for example, as a separate component into the user side of the housing and attached to it or formed by part of the user side of the housing itself. The elastic deformability of the actuating element can preferably be achieved by selecting a suitable material and / or a suitable material thickness.
Bei dieser Ausgestaltung ist im Innern des Gehäuses vorzugsweise zudem ein Stützrahmen vorgesehen, der die Benutzerseite des Gehäuses außerhalb des Betätigungselements gegen eine Verformung abstützt. Durch das Stützelement kann die Haltbarkeit des Gehäuses verbessert werden und kann die Verformbarkeit der Benutzerseite auf den Bereich des Betätigungselements beschränkt werden, wodurch die Sicherheit des Erkennens einer beabsichtigten Druckbetätigung weiter erhöht werden kann.In this embodiment, a support frame is preferably also provided inside the housing, which supports the user side of the housing outside of the actuating element against deformation. The durability of the housing can be improved by the support element and the deformability of the user side can be restricted to the area of the actuating element, whereby the reliability of the detection of an intended pressure actuation can be further increased.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kontaktseite des Betätigungselements mit einer Markierung versehen, um dem Benutzer die Betätigung des Notfallschaltgeräts zu erleichtern. Die Markierung ist vorzugsweise eine optische Markierung (z.B. farbliche Kennzeichnung) und/oder eine haptische Markierung (z.B. Erstreckung der Kontaktseite des Betätigungselements nach außen über die Benutzerseite des Gehäuses hinaus).In one embodiment of the invention, the contact side of the actuating element is provided with a marking in order to make it easier for the user to actuate the emergency switching device. The marking is preferably an optical marking (e.g. colored marking) and / or a haptic marking (e.g. extending the contact side of the actuating element outward beyond the user side of the housing).
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Notfallschaltgerät ferner einen Rücksetzsignalempfänger zum Empfangen eines Rücksetzsignals zum Rücksetzen des Funktionszustands des Notfallschaltgeräts in den Ruhezustand auf und ist die Steuerung ferner ausgestaltet, um den Funktionszustand des Notfallschaltgeräts in den Ruhezustand zurückzusetzen, falls der Rücksetzsignalempfänger ein Rücksetzsignal empfangen hat. Der elektronische Rücksetzmechanismus für den elektronischen Funktionszustand vereinfacht den Aufbau des Notfallschaltgeräts. Außerdem bewahrt der elektronische Rücksetzmechanismus die Möglichkeit eines vollständig geschlossenen Gehäuses. Ferner erhöht der elektronische Rücksetzmechanismus die Sicherheit, dass das Rücksetzen des Funktionszustands in den Ruhezustand nur durch autorisierte Personen erfolgen kann. Das Rücksetzsignal wird vom Benutzer durch einen entsprechenden Rücksetzsignalsender, bevorzugt einen mobilen Rücksetzsignalsender an den Rücksetzsignalempfänger des Notfallschaltgeräts übermittelt.In one embodiment of the invention, the emergency switching device also has a reset signal receiver for receiving a reset signal for resetting the functional state of the emergency switching device to the idle state and the controller is also designed to reset the functional state of the emergency switching device to the idle state if the reset signal receiver has received a reset signal. The electronic reset mechanism for the electronic functional state simplifies the structure of the emergency switching device. In addition, the electronic reset mechanism preserves the possibility of a fully enclosed housing. Furthermore, the electronic reset mechanism increases the security that resetting the functional state to the idle state can only be carried out by authorized persons. The reset signal is transmitted by the user through a corresponding reset signal transmitter, preferably a mobile reset signal transmitter, to the reset signal receiver of the emergency switching device.
Die Übertragung des Rücksetzsignals ist auf keine spezielle Technik beschränkt. Der elektronische Rücksetzmechanismus verwendet beispielsweise ein RFID (Radio Frequency Identification) - System. D.h. der Rücksetzsignalempfänger ist beispielsweise ein RFID-Lesegerät und das Rücksetzsignal wird vom Benutzer dementsprechend durch einen (bevorzugt aktiven) Transponder oder RFID-Tag an das RFID-Lesegerät übermittelt. Alternativ kann das Rücksetzsignal zum Beispiel auch durch ein NFC (Near Field Communication) - System übermittelt werden.The transmission of the reset signal is not restricted to any specific technology. The electronic reset mechanism uses a radio frequency identification (RFID) system, for example. That is, the reset signal receiver is, for example, an RFID reader and the user accordingly transmits the reset signal to the RFID reader through a (preferably active) transponder or RFID tag. Alternatively, the reset signal can also be transmitted, for example, by an NFC (Near Field Communication) system.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Notfallschaltgerät ferner eine Anzeigevorrichtung zum optischen Anzeigen des von der Steuerung bestimmten Funktionszustands des Notfallschaltgerätsauf. Die Anzeigevorrichtung weist vorzugsweise ein oder mehrere Leuchtmittels (zum Beispiel LEDs) und ein oder mehrere transparente Signalabschnitte in der Benutzerseite des Gehäuses auf. So kann dem Benutzer zum Beispiel durch eine leuchtende Benutzerseite oder einen Leuchtring in der Benutzerseite um das Betätigungselement signalisiert werden, dass sich das Notfallschaltgerät im Aktivierungszustand befindet. Einerseits kann dem Benutzer so bestätigt werden, dass er/sie das Notfallschaltgerät richtig betätigt und aktiviert hat, und kann dem Benutzer andererseits angezeigt werden, welches Notfallschaltgerät gegebenenfalls wieder in den Ruhezustand zurückgesetzt werden muss.In a further embodiment of the invention, the emergency switching device furthermore has a display device for optically displaying the functional state of the emergency switching device determined by the controller. The display device preferably has one or more lighting means (for example LEDs) and one or more transparent signal sections in the user side of the housing. For example, a luminous user side or a luminous ring on the user side around the actuating element can signal to the user that the emergency switching device is in the activation state. On the one hand, the user can be confirmed that he / she has correctly actuated and activated the emergency switching device, and on the other hand, the user can be shown which emergency switching device may have to be reset to the idle state.
Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigt die einzige
Das Betätigungselement
Der Drucksensor
Wie in
Wie in
In dem Gehäuse
Wie in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- NotfallschaltgerätEmergency switchgear
- 1212th
- Gehäusecasing
- 1313th
- BenutzerseiteUser page
- 1414th
- BetätigungselementActuator
- 1515th
- KontaktseiteContact page
- 1616
- DruckbetätigungPressure actuation
- 1717th
- Trägerplatte (insbes. Leiterplatte)Carrier plate (especially circuit board)
- 1818th
- DrucksensorPressure sensor
- 1919th
- Steuerungcontrol
- 2020th
- KommunikationsvorrichtungCommunication device
- 2121
- ÜberwachungssystemSurveillance system
- 2222nd
- StützrahmenSupport frame
- 2424
- Rücksetzsignalempfänger (insbes. RFID-Lesegerät)Reset signal receiver (especially RFID reader)
- 2525th
- Rücksetzsignalsender (insbes. Transponder)Reset signal transmitter (especially transponder)
- 2626th
- LeuchtmittelBulbs
- 2727
- SignalabschnittSignal section
- 2828
- StromanschlussPower connection
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