CN101635214A - 安全启动开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种接触模块，当按照致动方向(X)有压力施加在传动构件上时，能够通过活动触点(15)在两个固定触点(14)之间建立电接触，该模块包括：承载有所述两个固定触点(14)的本体(7)，承载有所述活动触点(15)并且按照所述致动方向(X)在所述本体(7)中滑动的传动构件(3，5)，所述传动构件由两部分(3，5)形成，并且所述传动构件可以在电接触已经建立后，当有过度压力施加在所述构件上时，按照所述致动方向(X)回缩，当所述传动构件(3，5)处于其回缩状态时，在弹性装置(12)的作用下，所述活动触点(15)自身能够与至少一个所述固定触点(14)分离开。本发明也涉及一种包含所述接触模块的启动开关。

Description

安全启动开关

技术领域

本发明涉及一种接触模块和一种包含所述接触模块的启动开关。

背景技术

当对处于故障弱化模式的机器进行技术维护时，也就是例如在程序执行期间或在检修或测试期间，操作人员利用控制开关使得只有一直按着按钮，机器才能工作。

所述装置是具有“使能控制”的。

例如，它可以是集成在操作人员在技术维护期间握着的遥控器里。

当保护装置失效时，如果此时操作人员在运动的机器附近，进行技术维护可能是危险的。

在操作人员处于恐慌状态而释放按钮上的压力时，为了确保操作人员安全，所述控制开关必须可以让机器停止。

市场上已经有满足这些要求的装置出售了。

这些装置可能采取两个位置，即，启动位置，其中当按钮上被施加足够压力时位于该启动位置的触点闭合；和一个断路位置，其中当按钮上的压力被释放时位于该断路位置的触点断开。

然而，CEI 60947-5-8标准目前增加了安全要求。

这种标准规定，启动开关要被设计成这样，万一对按钮施以过度压力——这种情况可能是用户在恐慌状态下会紧紧按着按钮——机器必须被停止。

换句话说，设计一种在处于释放压力和过度压力状态都可以使机器停止运行的装置是很有必要的。

欧洲专利EP1387373和EP1321952公开了这样的装置。

这些装置的一般原理是提供一种由两部分形成的按钮，这两部分通过两个滑块相互联动在一起，而两个滑块则以抵抗两个弹簧作用的方式按照垂直于致动方向滑动。

上述滑块采用一个斜面与按钮的其中一部分的斜面配合，从而当施加在按钮上的压力超过预定压力时，滑块会发生移位以引致按钮的回缩。

但是，上述滑块通常由塑料制成，并且特别当斜面的斜度大于45度时，滑块自身可能会受到束缚，从而影响所述装置的功能。

此外，对按钮的大幅挤压可能会导致滑块的折断和破裂，从而不能产生预期的安全效果(也就是，在恐慌状态下对按钮的强压会切断电路)。

因此，理想的是提供一种比上述先前技术更坚固更好用的装置。

另外，为了增强控制的安全性，这种装置还可以有选择性的与附加的安全装置联合工作。

发明内容

根据本发明提出了一种接触模块，当按照致动方向有压力施加在传动构件上时，能够通过活动触点在两个固定触点之间建立电接触，该模块包括：

承载有所述两个固定触点的本体，

承载有所述活动触点并且按照所述致动方向在所述本体中滑动的传动构件，

其中，所述传动构件由两部分形成，并且所述传动构件可以在电接触已经建立后，当有过度压力施加在所述构件上时，按照所述致动方向回缩；当所述传动构件处于其回缩状态时，在弹性装置的作用下，所述活动触点自身能够与至少一个所述固定触点分离开。

所述传动构件包括：

致动元件，它以抵抗至少一个弹性装置的促动的方式按照所述致动方向在所述本体中滑动，

承载有所述活动触点的触点座，它利用联动系统(indexing system)按照所述方向滑动地安装在所述致动元件的罩壳中，当所述触点座处于与所述本体相接靠时，在过度压力施加在所述致动元件的作用下，所述联动系统可以缩入所述致动元件的所述罩壳中，

所述活动触点能够以抵抗弹性装置的促动作用的方式，按照所述方向在所述触点座上滑动。

所述触点座的所述联动系统包括两个珠子，所述两个珠子通过基本上垂直于所述致动方向的弹性装置相连。

尤其一种较佳的方式，所述致动元件的所述罩壳的内截面具有从较窄的上部拓宽成钟形的下部，所述两部分通过肩部连在一起，从而在休眠时，所述联动系统的珠子容置于所述肩部中，而当过度压力施加在所述致动元件并且所述触点座处于与所述本体相接靠时，所述弹性装置回缩以使所述触点座在所述罩壳的上部滑动。

本发明的主题进一步涉及一种启动开关，它包括外壳和致动按钮，所述致动按钮能够按照所述致动方向在所述外壳上活动平移；所述开关包括至少一个上述的接触模块，该接触模块布置在所述外壳中并与所述致动按钮配合，从而致动按钮上的压力使得所述传动构件按照其致动方向平移。

所述开关较佳的包括与所述第一接触模块相同并且与其相邻布置在所述外壳中的用于提供控制安全性的第二接触模块。

进一步优选地，所述开关还包括布置在所述外壳中的与所述接触模块相邻的紧急停机模块，所述紧急停机模块包括：

承载有至少两个固定触点的本体，

按钮导轨，

至少一个按钮，其以抵抗容置于所述本体内的至少一个弹性装置的方式，按照所述致动方向在所述导轨内滑动，并且承载有活动触点。在休眠时，所述活动触点与所述固定触点相接触，并且在所述致动按钮和所述按钮之间存有间隙，从而在致动按钮上施加的适度压力不会引起所述按钮平移。

优选地，在所述致动按钮下方布置有稳定杆，从而保证使移动平行于所述致动方向。

附图说明

结合相关附图，根据随后的具体描述，本发明的其它特征和优点将显而易见。

图1为一种三位置接触模块的功能原理图。

图2为处于休眠时(“位置1”)的本发明一优选实施例的剖面示意图。

图3为所述按钮处于正常压力的作用下(“位置2”)的所述同一装置的剖面示意图。

图4为对所述按钮施加较大压力的作用下的所述同一装置的剖面示意图。

图5为当所述按钮上的压力达到最大时(“位置3”)的所述同一装置的剖面示意图。

具体实施方式

该安全启动开关包括三位置接触模块，它满足所述标准中的要求。

以下将对所述三位置接触模块作更加具体的描述。该三位置接触模块主要包括一个本体，该本体装配有与用于使所要设置的机器工作的继电器相连接的两个固定触点。

在本体内，布置有承载着活动触点并且按照所述模块的致动方向活动平移的传动构件。

所述传动构件特定的由两个部分形成，该两部分的连接方式在随后将被具体描述，该连接方式使传动构件在被施以过度压力时能够回缩。因此所述传动构件在致动方向上具有可变的轴向维度。

还有，所述接触模块包括弹性装置，在所述传动构件处于其回缩状态时，该弹性装置可以作用于所述活动触点以使其与所述固定触点分离开。

所述传动构件通过按钮致动，并且通过使所述活动触点与所述两个固定触点相接触而建立电接触。

以下就图1阐述所述接触模块的工作原理。

所述接触模块在休眠时(“位置1”)是处于开路状态。因为触点是断开的，所以机器是停止的。并且，所述传输构件处于其自然的非回缩状态，也就是其具有最大的轴向维度的状态。

当适度的压力施加在所述按钮上时(箭头P1)，所述模块随着这种压力的保持而处于闭合状态(“位置2”)。触点闭合，则机器是运作。

一旦所述按钮上的压力释放了(箭头R1)，触点断开，机器停止。此时返回位置1。

另一方面，当所述模块处于闭合状态(位置“2”)时，如果按钮上的压力增加到超出了额定压力(箭头P2)，所述传动构件于是回缩，在上述的弹性装置的作用下，所述活动触点自身能够与所述固定触点分离开，从而破坏所述电接触。机器被停止(“位置3”)。

最后，如果在该后者的位置情况下松开了所述按钮(箭头R2)，所述模块返回休眠位置1，并保持在开路状态。换句话说，其不经过闭合状态就返回至休眠位置。

以一种特别有利的方式，所述启动开关包括并排设置在外壳中的相同的两个三位置接触模块。

这样，即使例如所述接触模块中的一个模块的工作机制失效了，这种方式也会给接触断开提供控制后备和保障。

根据另一优选实施例，一个紧急停机模块被结合入所述开关中。

将会详细描述以便于理解的本发明的这种优选实施例可以以最大冗余度来保证优化的安全性。但是，如上所述，本发明也同样覆盖了只包括一个单独的三位置接触模块的简单装置。

作为一种变型，该启动开关也可以包括与紧急停机模块关联在一起的一个单独的三位置接触模块，但这并不会脱离本发明的保护范围。

图2至图5揭示了相对于所述操作人员施加的压力，所述开关可能呈现的各种位置的示意图。所示开关包括两个分设于紧急停机模块两旁的相同的接触模块。

在这些图中，所述开关的致动方向X如图所示。由此在接下来，当提到平移运动时，除非有特别的相反说明，它指的均是与方向X平行的移动。

休眠位置(“位置1”)

就图2而言，所述三位置接触模块包括配有两个电触点(例如接线端子14)的本体7。

所述本体7容置于开关的外壳1中，其意图是用来例如安装在机器的遥控器上。

所述接线端子14例如与继电器相连(未图示)，当接线端子之间的电接触建立时，该继电器使得机器启动。

在外壳1中活动平移的致动按钮2使得所述装置被启动。

在本体7内，可回缩的传动构件按照致动方向X活动平移，该传动构件包括致动元件3以及配有活动触点15、末端件8和弹簧11的触点座5。

所述致动元件3以抵抗两个侧弹性装置(例如容置于所述本体7内的弹簧13)的方式在所述本体7内活动平移。

在休眠位置时，所述致动元件3在两个弹簧13的作用下保持与所述致动按钮2相接靠。

沿着A-A向的剖面，所述致动元件3基本上呈钟形并且定出了内罩壳30，所述内罩壳30的型式具有基本上是平行六面体的上部和一个向下张开的下部。

在所述罩壳30的该两部分的结合部，可以看到被修成圆弧形的肩部31。

这种型式赋予了所述罩壳30的内部以凸轮的功能，沿着所述罩壳30内部，有两个珠子16可以移动，例如弹簧17的弹性装置被嵌入在所述珠子之间。

在休眠时，弹簧17支撑着珠子16使其与圆弧形肩部31顶靠。

由珠子16和弹簧17形成的组件为触点座5形成了相对于致动元件3的联动系统(indexing system)，该联动系统可以允许所述传动构件进行回缩。

如接下来看到的，施加在珠子上的向上的压力趋于压缩弹簧17从而引起所述珠子滑进所述罩壳30的较窄的上部。该联动系统因此能缩入罩壳30内。

所述触点座5被穿以垂直于所述致动方向的孔，在该孔内布置有弹簧17和两个珠子16。

由触点座5、末端件8、活动触点15和弹簧11形成的组件因此容置于致动元件3内，并通过联动系统16，17被保持在其中。在休眠时以及只要对致动元件3施加的压力小于额定压力，所述联动系统16，17都与肩部31相接靠。

基本上为柱状的所述末端件8的上部与触点座5刚性接合。

活动触点15以抵抗弹性装置(例如所谓的“超程”弹簧11)的方式，沿着所述端片8的上部活动平移。

所述弹簧11安装在所述触点座5的罩壳中。

在休眠时，弹簧11保持使活动触点15挤靠在台基(abutment)80上，该台基基本上位于末端件8的中间位置(图5中更好地示出)。

并且，在休眠时，中枢弹簧12支撑着触点座5使其与外壳1接靠。

对启动构件施加适度的压力

当压力施加在致动按钮2上时，将驱动致动元件3，并通过联动系统16，17驱动触点座5。

所述传动构件于是起着刚性组件的作用。

在动程与中枢弹簧12的预行程(部分压缩)一致后，触点15进而接触所述两个接线端子14，从而确保该两个接线端子之间的电连接。

致动按钮2继续移动，并且超程弹簧11持续被压缩直到末端件8在中枢弹簧12的罩壳的底部处顶靠着与所述本体7。

接线端子14之间的电连接依然有效。

图3揭示了这种状况(“位置2”)。

如果操作人员释放致动按钮2上的压力，致动元件3和触点座5则在弹簧12和弹簧13的作用下返回其休眠位置(“位置1”)。

接线端子14之间的电连接于是被破坏，从而引起机器的停止。

对启动构件施加强大的压力(紧紧握着)

图4揭示了操作人员施加比预定正常压力更大的压力时的状况。例如与这种情况相当的是，在危险的状态下的操作人员挤压按钮。

致动按钮2在致动元件3上施加压力。

但是，触点座5的末端件8与本体7此时处于顶靠状态，于是所述触点座不能进一步的平移。

于是力进一步施加在与致动元件3的罩壳30的肩部31相接靠的两个联动珠子16上。

在这种力的作用下，珠子16压缩弹簧17并且缩入到罩壳30的最窄部。

应该注意的是，由于它们的球状，珠子16不会像现有技术中那样易于发生受到束缚或断裂。

此外，它们优选的由不锈钢制成，从而使它们非常坚固。

所述传动构件于是位于其回缩状态。

一旦珠子16位于罩壳30的上部，通过这些珠子在触点座5上施加的致动元件3的力不再具有任何垂直分量。

致动元件3与触点座5之间的连接于是变成一种滑动连接。

在中枢弹簧12的作用下，触点座5被带回到与外壳1相接靠的休眠状态。

接线端子14之间的电连接于是被中断，由此导致机器的停止。

致动按钮2可以继续其行程直到它与外壳1顶靠，同时并不会引起触点座5的移动。

所述状况于是变成图5所示的“位置3”。

当操作人员松开致动按钮2时，弹簧13引起致动元件3回升从而驱动致动按钮2向其休眠位置移动(“位置1”)。

在这个阶段期间，因为触点座5已经接靠在其休眠位置，它保持不动。

接线端子14之间的接触因而保持断开，同时并不经过闭合状态。

所述致动元件3，当相对于触点座滑动时，使得珠子16沿着罩壳30往下移动直到圆形肩部31，于是恢复到其初始位置，从而“重启”所述触点座5的联动系统。

所述传动构件于是恢复到其初始的非回缩的位置。

所述开关于是返回到位置1。

紧急停机模块

如上面提到的，通过“紧急停机”型的模块进一步的保护所述装置是尤其有利的，这些将结合图2，4，5进行描述。

所述紧急停机模块包括一个容置于外壳1内的本体9。

这里所述模块是一个双重触点模块，其后备被设置用于使其功能安全，但是可以理解的是，也可选用沿用相同的原理的单触点模块。

所述本体9装配有四个固定触点，例如与继电器连接的接线端子10，当确保接线端子之间的电接触时，所述继电器允许所要设置的机器运作。

在这个紧急停机模块中，所述触点称为是“常闭的”。

在图2所示的休眠位置，两个活动触点18因而保持接触抵靠着接线端子10。

还有，按钮导轨20与本体9相连，并且使两个均装配有活动触点18的按钮21导引平移。

每个按钮21通过按钮弹簧22与外壳1支撑顶靠。

两个接触弹簧19容置于本体9的下部，以便每个弹簧在相应的活动触点18上施加力，同时保持活动触点18与接线端子10接靠，由此确保该两个接线端子之间的电连接。

需要注意的是，在按钮21的上部与致动按钮2之间存有间隙，从而施加在致动按钮2上的压力不会作用到按钮21上。

该间隙是这样确定的，当操作人员施加正常的压力使机器运作时，操作人员不会施加任何作用在紧急停机模块上，并且接线端子10之间的电接触依然有效。

这就是为什么这种状况没有显示在图3和图4的剖面B-B上，因为与图2相比，紧急停机模块保持在不变的状态。

当工作人员对致动按钮施加较大的压力时，例如操作人员紧紧握着它时，致动按钮2将接触到按钮21的顶部并且驱动这些按钮平移，压缩弹簧22。

当弹簧22被压缩时，活动触点18被驱动往下平移，因此破坏接线端子10之间的电接触。

这些导致如图5所示的位置3。

因此所述紧急停机模块可以在当所述致动按钮在紧张状态下被握紧时，确保破坏电接触。

当操作人员释放致动按钮2上的压力时，弹簧19和22放松并允许触点闭合，同时按钮21返回与外壳1相接靠。

所述开关于是返回到图2所示的休眠位置(“位置1”)。

以一种较佳的方式，致动按钮2通过外壳1来受到导向移动，并且通过稳定杆6来保持平行，由此通过平行于致动方向的移动确保同时断开和闭合触点。

所述紧急停机模块中所需的力和弹性装置的压缩进程长度由所属技术领域的技术人员规划确定，从而获得想要达到的开关特性(正常的致动压力，正常的致动进程长度，被认为过度的压力，等等)

显然所述示例仅仅给出了特定的说明，而不会限制本发明相关领域的应用。

例如，图中所示的弹性装置是弹簧，但是可以理解，其可以被替换为其他任何满足相同功能的装置。

所述启动开关可以应用在升降机领域，叉式升降装卸车和其他装卸系统，用于驱动车辆例如拖车、牵引车或有轨电车、喷气式划水车、索道缆车、危险加工装置(割草机、收割机)，以及工作母机或自动化设备的自动化设计。

所述开关可以较优的被结合到遥控器、操作杆或踏板中。

最后，纵然所述三位置接触模块的致动，以及可选的紧急停机模块，可以通过于所述外壳中平移的致动按钮实现，但该致动按钮可以通过任意类型的致动器例如按钮、操作杆、扭力臂、扳机、踏板等等来受到驱动。本发明因此可以应用于任何类型的开关。

Claims (6)

1.一种接触模块，当按照致动方向(X)有压力施加在传动构件上时，能够通过活动触点(15)在两个固定触点(14)之间建立电接触，该模块包括：

承载有所述两个固定触点(14)的本体(7)，

承载有所述活动触点(15)并且按照所述致动方向(X)在所述本体(7)中滑动的传动构件(3，5)，

其特征在于，

所述传动构件由两部分(3，5)形成，并且所述传动构件可以在电接触已经建立后，当有过度压力施加在所述构件上时，按照所述致动方向(X)回缩，

当所述传动构件(3，5)处于其回缩状态时，在弹性装置(12)的作用下，所述活动触点(15)自身能够与至少一个所述固定触点(14)分离开，

所述传动构件包括：

致动元件(3)，它以抵抗至少一个弹性装置(13)的促动的方式按照所述致动方向(X)在所述本体(7)中滑动，

承载有所述活动触点(15)的触点座(5)，它利用联动系统(16，17)按照所述方向(X)滑动地安装在所述致动元件(3)的罩壳(30)中，当所述触点座(5)处于与所述本体(7)相接靠时，在过度压力施加在所述致动元件(3)的作用下，所述联动系统(16，17)可以缩入所述致动元件(3)的罩壳(30)中，

所述活动触点(15)能够以抵抗弹性装置(11)的促动作用的方式按照所述方向(X)在所述触点座(5)上滑动，

其中所述触点座(5)的所述联动系统包括两个珠子(16)，所述两个珠子(16)通过基本上垂直于所述致动方向(X)的弹性装置(17)相连。

2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述致动元件(3)的所述罩壳(30)的内截面具有从较窄的上部拓宽成钟形的下部，所述两部分通过肩部(31)连在一起，从而在休眠时，所述联动系统的珠子(16)容置于所述肩部(31)中，而当过度压力施加在所述致动元件(3)并且所述触点座(5)处于与所述本体(7)相接靠时，所述弹性装置(17)回缩以使所述触点座(5)在所述罩壳(30)的上部滑动。

3.一种启动开关，包括外壳(1)和致动按钮(2)，所述致动按钮(2)能够按照所述致动方向(X)在所述外壳上活动平移，其特征在于，所述开关包括至少一个如权利要求1或2中任一项所述的接触模块，该接触模块布置在所述外壳(1)中并与所述致动按钮(2)配合，从而所述致动按钮(2)上的压力驱动所述传动构件(3，5)按照其致动方向(X)平移。

4.根据权利要求3所述的开关，其特征在于包括与所述第一接触模块相同并且与其相邻布置在所述外壳(1)中的第二接触模块。

5.根据权利要求3所述的开关，其特征在于还包括布置在所述外壳(1)中的与所述接触模块相邻的紧急停机模块，所述紧急停机模块包括：

承载有至少两个固定触点(10)的本体(9)，

按钮导轨(20)，

至少一个按钮(21)，其以抵抗容置于所述本体(9)内的至少一个弹性装置(19)的方式按照致动方向(X)在所述导轨(20)中滑动，并且承载有活动触点(18)，

其中，在休眠时，所述活动触点(18)与所述固定触点(10)相接触，并且在所述致动按钮(2)和所述按钮(21)之间存有间隙，从而在所述致动按钮(2)上施加的适度压力不会驱动所述按钮(21)平移。

6.根据权利要求3所述的开关，其特征在于，在所述致动按钮(2)下方布置有稳定杆(6)，从而保证使移动平行于所述致动方向(X)。

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