CN109314000A - 用于通道控制的安全开关的模块化结构 - Google Patents
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Abstract
一种用于控制机器及工业设备通道的安全开关的模块化结构,包括壳体(2),其适于锚定在待控制通道的固定部分,并且在其内部容纳有用于控制机器或工业设备的一个或多个控制和/或工作电路的开关装置;驱动装置,适于在所述通道打开/闭合时与所述开关装置交互,以断开/闭合一个或多个电路;辅助模块(3‑3v),适于锚定在所述壳体(2)上,并容纳至少一个控制器(4i‑4v),所述控制器适于手动操作以在所述开关装置和/或所述驱动装置上操作;所述辅助模块(3‑3v)包括空心盒体(5),所述空心盒体(5)有至少一个开口(6)用于插入控制器(4i‑4v),所述开口(6)设置有用于可拆卸连接所述控制器(4i‑4v)的第一装置,所述控制器在一系列具有不同功能的控制器(4i‑4v)中选择,其中每个控制器设置有适于插入所述盒体(5)上所述开口(6)中的紧固杆(7i‑7v),并设置有与所述第一连接装置互补的第二连接装置,用于相应控制器(4i‑4v)与基于所述模块(3‑3v)设计功能的所述盒体(5)选择性安装。
Description
说明书
技术领域
本发明适用于工业用电气设备领域,尤其涉及用于控制工业机器及设备通道的安全开关的模块化结构,适用于诸如障碍物,遮蔽物,检查板等的可移动保护装置。
背景技术
用于控制工业机器或设备通道或障碍修复和/或安全周界的现有开关通常包括锚定在通道固定部位的开关装置和锚定到可移动部分的致动器装置。
这样的开关用于,在出于明显的安全原因打开通道时,锁死设备,同时激活一个或多个信号或工作电路。
同样,现有开关可以允许机器或系统在通道关闭后立即重新启动,除非存在需要特定操作员介入的情况。
用于打开和关闭机器或设备电源电路的开关装置的控制可以通过机械或电子致动器来实现。
第一类开关,以同一申请者的名义在EP2112674中公开了其示例,通常设置有与可移动装置相关联的键致动器,适于插入开关装置的沟槽中以与开关装置的驱动机构相互作用,用于断开/闭合供电电路和任何辅助电路。
上述发明还具有定心系统,包括与可移动致动装置相关联的定心销,该定心销设有键致动器,并设计用于嵌入安装在开关装置上方特殊区域的定心孔中。
相反地,电子操作开关包括设置有相应电子电路的两个装置,所述两个装置适于通过由与致动器装置相关联的电路发送的识别信号彼此相互作用,以便根据它们的相互距离进行主电源电路的打开或闭合。
以同一申请人的名义,在WO2015083143和WO2015083144中描述了电子致动器开关的实例,也包括定心装置,用于恢复设备之间可能出现的错位。
该开关还包括插入在壳体和旋转头之间的辅助模块,容纳开关装置的所述壳体设计用于与机器或设备的电源电路连接,容纳电子通信电路的所述旋转头设置有用于插入定心销的孔,所述定心销与致动装置相关联。
辅助模块与操作员手动操作的控制器相关联,以在紧急情况下或在必要时与切换装置和/或驱动装置交互。
例如,将控制器设计成可以在紧急情况下打开开关装置,或者可以手动断开开关并允许进入机器或设备。
还可以将同一开关设计成与不同的模块耦合,根据用户的预期用途和选择,实现最合适的控制方式。
以同一申请人名义的发明EP2362402,公开了一种开关,包括容纳开关装置的壳体,所述壳体适于选择性地耦合到根据其特定功能以灵敏方式在结构上不同的致动器模块。这种结构差异意味着不同的模块需要每个部件的特定设计,并且不具有任何程度的可互换性。
因此,实现一系列设计用于同一开关的辅助模块需要设计和生产若干部件,导致生产成本增加,这也会最终影响开关的成本增加。现有方案的另一个缺点是,由于固定孔仅存在于正面和背面上,所以将壳体固定到屏障的固定部分只能根据单个方向进行。
因此,在可移动部分的闭合没有发生在壳体前面的情况下,需要将头部旋转90°以便定心装置和电子电路之间交互。
这种配置需要相对大量的部件并且涉及开关装置更大的轴向发展。
因此,这种适用于特别复杂安装的方案,可能尺寸过大并且对于更简单的机器或装置不合算。
发明范围
本发明的目的是通过提供一种用于控制工业机械及设备通道和/或保护安全开关的模块化结构来克服上述缺点,该模块化结构具有效率高、成本低的特点。
本发明的目的尤其是提供一种用于具有辅助控制模块的安全开关的模块化结构,其中同一开关不同控制模块的设计和生产成本大大降低。
本发明的另一个目的是提供一种用于安全开关的模块化结构,所述模块化结构需要相对少量的元件来实现多个控制辅助模块的不同功能。
最后,本发明的目的是提供一种用于安全开关的模块化结构,所述模块化结构具有操作简单、结构紧凑的安全开关,以便在保持高度使用灵活性的同时降低生产和维护成本,适用于铰接型通道或滑动型通道以及或左或右型的通道。
本发明的目的尤其是提供这样一种模块化结构,用于组装安全开关,该安全开关可以锚定在任何类型的开口上,而无需使用诸如支架或类似的外部固定装置。
本发明的另一个目的是提供一种用于安全开关的模块化结构,其中,为保证最高的安全标准,驱动系统完全是电子的。
这些目的以及将在下文中变得更加明显的其他目的可以通过用于控制机器及工业设备通道安全开关的模块化结构来实现,根据权利要求1,该模块化结构包括,壳体,适于锚定在待控制通道的固定部位;以及容纳在所述壳体内部的开关装置,用于控制机械或工业设备的一个或多个控制和/或服务电路;驱动装置,适于在所述通道打开/闭合时与所述开关装置交互,以断开/闭合一个或多个电路;辅助模块,适于锚定在所述壳体上,并容纳至少一个控制器,该控制器适于手动操作以在所述开关装置和/或所述驱动装置上操作。
所述辅助模块包括空心盒体,所述空心盒体有至少一个开口用于插入至少一个所述控制器,所述开口设置有用于可拆卸连接所述控制器的第一装置。
所述控制器在一系列具有不同功能的控制器中选择,其中每个控制器设置有适于插入所述盒体上所述开口中的紧固杆,并设置有与所述第一连接装置互补的第二连接装置,允许根据所述模块的设计功能,选择性地将相应的控制器与所述盒体组装在一起。
由于这些特点的组合,从一组有限的元件开始,可以根据所选功能根据各种安装组装辅助模块,因为它足以改变单个控制器,同时保持盒体必须安装在壳体上。
因此,在设计和成本方面都将具有相当大的益处,从而为用户节省成本。
适当地,所述辅助模块的盒体包括设置有中心通道的底壁,所述中心通道与用于将所述模块可旋转地锚定到所述壳体的装置相关联。
优选地,所述可旋转锚定装置适于容许所述模块和所述壳体之间围绕中心旋转轴相对旋转且旋转角度等于或大于90°,其中中心旋转轴保持所述模块和所述壳体的轴向约束。
这样可以改变模块和壳体之间的相对定向,以灵活改变壳体特定锚定模式的相应位置,使得屏障的固定部分和驱动装置的插入位置与可移动部分相关联。
有利地是,所述壳体包括至少一对通道,所述通道横向沿相应的延伸方向交叉并且优选地彼此正交,且适于选择性地允许所述壳体的固定件插入到待控制通道的固定部位。
这样可以使壳体位置适应通道的特定打开模式并应用于铰接型开口或滑动型开口以及或左或右型的开口,而无需提供辅助紧固构件,例如支架等,也无需将驱动装置和可能的定心装置容纳在相对于壳体可定向的头部内。
适当地,所述壳体(2)内设置有用于电子操作所述开关装置的电子驱动装置。
所述壳体(2)包括定心孔(30),所述定心孔适于与所述通道可移动部分相关联的互补定心装置配合,以便恢复可能出现的错位。
优选地,所述壳体是整体式主体,设置有横向通道,定心孔和用于容纳所述电子驱动装置的底座,并设置有上部环形凸出体,适于接合所述辅助模块的中心通道。
由于这些特点的组合,可以获得操作简单、结构紧凑的安全开关,以便在满足高度安全性和保持高度使用灵活性的同时降低成本。
本发明的有利实施例根据附属权利要求获得。
附图说明
通过对本发明中用于安全开关的模块化结构的一些优选但非排他性实施例的详细描述,本发明的其他特征和优点将变得更加突出,本发明借助附图以非限制性示例的方式示出,其中:
图1是开关结构以及适于耦合到同一壳体的其他类型的辅助模块的透视图。
图2是本发明模块中盒体的分解透视图;
图3为图2中盒体的透视图,正视图和相互正交的平面的两个剖面图;
图4至图8是辅助模块的一些可能的优选实施例,其中每个模块通过透视图,正视图和相互正交的平面的两个剖面图来表示;
图9是根据另一实施例以模块的旋转顺序展示的带有辅助模块的组装开关透视图。
本发明的最佳实施方式
附图示出了用于实现安全开关的模块化结构的一些优选但非排他性的实施例,所述安全开关设计用于工业机器或设备的通道。
“通道”这一术语指的是用于进入屏障型保护装置和保护和可打开面板的门,以及通常指用于防止不安全地进入工作中的机器或工业设备的任何可移动保护装置。
以已知的方式,组装开关将被设计成应用于其通道处的保护,以在通道被打开时基本停止机器或工厂的操作。
从以下描述中可以更清楚地看出,组装开关可以应用于具有铰接型开口或滑动型开口以及或左或右型的开口的通道。
从图1中可以看出,用于安全开关的模块化结构,用1表示,包括壳体,可锚定在待控制通道的固定部位,以及容纳在其内部的开关装置,用于控制机械或工业设备的一个或多个控制和/或服务电路;
从图中没有示出壳体2内部的开关装置,可以从本领域常用的开关装置中选择,也可以根据开关的功能而变化,没有任何特别的限制。
根据现有方法,可以将开关装置设计成连接到一个或多个电气和/或电子电路,用于电源供应和/或控制未示出的主电路和/或服务和应急电路。
用于将开关装置连接到这种电路的方法是已知的,并且不是本发明的一部分,因此以下将不再详细描述。
壳体2内部还包括驱动装置,也未示出,在开关与通常安装在待控制通道的可移动部分上的致动器装置33相互作用之后,适于当所述通道打开/关闭时与开关装置交互,以断开/闭合一个或多个电路。根据本发明结构1中开关的组件设置有,辅助模块3-3v,锚定在所述壳体2上,并容纳至少一个控制器4i-4v,该控制器适于手动操作以在所述开关装置操作和/或在驱动装置或其他功能元件上操作。
例如,在图5所示的特定实施例中,提供了辅助模块3",所述辅助模块容纳具有简单盖帽功能的功能元件4"。
为简单起见,在下文中术语“控制器”将用于表示适于开关生成操作的控制器以及被动式功能元件。
辅助控制器4i-4v的驱动具有改变开关装置状态的目的,以打开机器或设备的一个或多个电路,例如在紧急情况下将机器或设备锁定到允许以安全模式访问或保护。
控制器4i-4v还可以在驱动装置上或在任何解锁装置上操作,所述解锁装置适于使安装在通道固定部分上的开关和安装在可移动部分上的所述致动器装置33之间分离。
从图1中可以看出,所述辅助模块3-3v包括空心盒体5,所述空心盒体有至少一个开口6用于插入至少一个所述控制器4i-4v,所述开口设置有用于可拆卸连接所述控制器的第一装置。
所述控制器4i-4v在一系列具有不同功能的控制器4i-4v中选择,其中每个控制器设置有适于插入盒体上开口6中的紧固杆7i-7v,并设置有与所述第一连接装置互补的第二连接装置,允许根据所述模块3-3v的设计功能,选择性地将相应的控制器4i-4v与所述盒体5组装在一起。
图1示出了六种辅助模块3-3v可能的配置,具有示例性但不限制本发明。
每个配置可以通过选择性地将一个或多个控制器4i-4v与相同的盒体5耦合而获得,在图2的分解结构中更清楚地示出。
从操作的角度来看,尽管开关通常将按照用户要求的配置提供已经组装的开关,但不排除提供有可拆卸部分开关的情况,这种开关设置有一组控制器4i-4v和一个或多个盒体5,以便用户能够根据自己的需要组装开关。
这明显有助于节约开支,因为用户不必购买大量已经组装好的开关,而最终只需更换辅助模块的控制器。
从图3中可以更清楚地看出,盒体5的第一连接装置由模块底座8限定,所述模块底座形成在盒体5内的靠近开口6并可通过开口进入。
应注意,在图4-8中,每个控制器4i-4v的第二连接装置将由固定杆7i-7v的部分9i-9v限定,该部分9i-9v具有与模块底座8形状互补的形状以与其装配。
特别地,每个控制器4i-4v包括固定杆7i-7v,所述固定杆通常具有不同的形状,以与其他控制器4i-4v的固定杆7i-7v分离。
然而,在每个固定杆7i-7v中,相对于底座8反向成形的部分9i-9v基本为圆柱形,所述部分的外轮廓将与该系列其他控制器4i-4v中固定杆7i-7v相应连续部分9i-9v的外轮廓相同,以便选择性地锚定到同一个箱体5。
在其内部,固定杆7i-7v将根据每个控制器4i-4v的特定功能成形,通常成管状形以容纳可移动元件10i-10v,所述可移动元件将根据业内人士已知方法设计成与开关的开关装置,驱动装置或解锁装置交互。
从各个模块3-3v的B-B平面的截面可以更清楚地看出,箱体5的底座8具有至少一个U形径向外围凸出体11,适于不时地插入一个所述紧固杆7i-7v的相对形状部分9i-9v的外围凹槽12i-12v内部。
相对形状部分9i-9v还设置有容纳环形密封垫圈14i-14v的其他外围凹槽13i-13v。
盒体5可以是整体式的,优选地设置有可拆卸顶盖15,径向外围凸出体11将从所述顶盖延伸以阻挡紧固杆7i-7v。
此外,所述开口6包括嵌入式边缘16,所述嵌入式边缘用于限定所述紧固杆7i-7v相对形状部分9i-9v中凸缘17i-17v的前支座具有相对于所述开口6成互补形状的轮廓。
适当地,所述盒体5包括侧壁19,所述侧壁包括对应开口6,6'的相对正面18,18',如果所述正面18,18'相对平行于第一中间平面,所述正面成基本对称的形状,第二中间平面正交于第一中间平面且在使用中与壳体2的纵向延伸轴L平行。
这样盒体5可容纳一对具有不同功能的控制器4i-4v,如图9所示,其中模块3设置有由键开关确定的第一控制器4iii,第二控制器4iv由蘑菇形紧急按钮确定。
所述的盒体5包括设置有中心通道21的底壁20,所述中心通道21与用于将所述模块3-3v可旋转地锚定到所述壳体2的装置相关联,如图9所示,围绕壳体2的同一纵向延伸轴L的相对旋转。
所述可旋转锚定装置适于容许所述模块3-3v和所述壳体2之间相对旋转,同时保持模块3-3v和壳体2轴向约束,以避免它们分离。
典型地,可旋转锚定可以通过在壳体2的上面23上设置环形轴向凸出体22获得,并接合设置在中心通道21处盒体5上的外围凹槽24。
根据第一种变体,轴向凸出体22和外围凹槽24都设置有相应的未示出的邻接元件,适于将最大旋转限制在360°内,以防可能出现的电线旋转从而连接控制器4i-4v到开关装置。
在另一变体中,没有限制旋转的装置,旋转角度可以大于或等于360°。
轴向约束可以由一个或多个凸片25实现,所述凸片适于装配到外围凹槽24中以防止往复轴向运动,而不限制旋转。
根据另一有利方面,壳体2设置有用于允许其根据至少两个不同的往复旋转方向固定到屏障固定部分的装置。
特别地,所述锚固装置集成在壳体2中,且适于选择性地固定到通道的固定部分,而不需要诸如支架或类似的附加支撑。
优选地,根据至少三个不同的定向平面,锚定装置将被设计成所述壳体2的锚固,所述至少三个不同的定向平面围绕由壳体2的主纵向延伸轴L确定的同一中心轴相互旋转90°。
在图示的配置中,所述锚定装置由两对通道26,26';27,27'组成,所述通道横向沿相应的延伸方向交叉且彼此正交,且适于选择性地插入固定件,例如未示出的螺钉,销等,所述固定件适于将壳体固定到通道的固定部分。
特别地,在壳体2的上纵向端28处设有第一对通道26,26',在下纵向端29处设有第二对通道27,27'。更确切地说,两个通道26,27将前置,两个通道26',27'将后置。
对于铰接型开口,通过在两个前置通道26,27中插入两个紧固件,可以获得壳体2到屏障固定部分的锚定,同时通过滑动开口,对于滑动型开口,紧固件将穿过两个侧通道26',27'插入。
每对前置通道26,27和侧通道26',27'相互交叉,因此壳体2的固定高度不取决于锚定方向。
图中所示的开关是电子驱动型,也就是说,所述开关装置的驱动装置由电子信号控制,根据现有模式传输到开关装置,如在前述WO2015083143中公开的电子致动器开关。
为此,驱动装置包括第一电子电路,所述第一电子电路包括RFID天线,容纳在同一壳体2适合的底座内。
将所述天线设计成可接收遥控信号,即存在信号由容纳在可移动致动器33中的第二电子电路发送,当第二电子电路与开关装置处于预定的最小距离时,可以认为该通道可安全地闭合。
特别地,附图中不可见的第二电子电路设置有标签,所述标签设有识别码,所述识别码必须由第一电路识别,以启动机器或设备。识别码可以是唯一的或通用的,具体取决于用户是否需要高级或低级编码开关。
所述壳体2包括定心孔30,所述定心孔适于与从致动器装置33延伸的定心销34配合,以恢复第一电子电路和第二电子电路之间的部分错位,以防在安装阶段部件之间未正确对准或在使用期间丢失。
所述定心孔30设有喇叭形入口,以限定销的插入并为恢复加重错位提供更大的表面。
实质上,壳体2是整体式主体,设有横向通道26,26',定心孔30和用于容纳第一电子电路天线的底座。
此外,壳体2将设置有可拆卸的盖子31,用于进入内部并因此进入开关装置。在未示出的变体中,壳体2没有盖子31,因此不可以进入其内部。
壳体2可以完全由塑料材料制成,以进一步降低成本。在这种情况下,可以在定心孔30入口处设置金属环,以便提供对销的更大抗冲击性能。
壳体2还设置有一个或多个信号灯35,优选地为LED型灯,显示连接到开关1的不同电路的状态。
在壳体2的下端29处,设置有从多个不同连接模块之间选择的连接模块32,还设有用于电气或电子连接装置,用于控制机器或设备开关装置的电路,例如,多极连接器,电缆连接器等。
连接模块32适于以可旋转的方式,围绕纵向旋转轴线L旋转,选择性地安装到壳体2的下端29处。以上可以看出,本发明中用于安全开关的模块化结构实现了实现预定目标,特别是在开关的设计和制造过程中节省了大量的花费。
本发明的结构可以有许多修饰和改变,所有这些修饰和改变都属于所附权利要求中表达的发明构思内。本发明所有细节可以由其他技术上等效的元件代替,且本发明的材料可以根据需要而不同,但不能脱离本发明的范围。
尽管本发明的结构已经参照附图描述,在说明书和权利要求中使用的附图标记用于提高本发明的智能化,且对要求保护的范围不构成任何限制。
Claims (14)
1.一种用于控制机器及工业设备通道的安全开关的模块化结构,包括:
壳体(2),适于锚定在待控制的通道的固定部分,并且在其内部容纳有用于控制机器或工业设备的一个或多个控制和/或工作电路的开关装置;
驱动装置,所述驱动装置适于当所述通道打开/关闭时,与所述开关装置交互,以断开/闭合一个或多个电路;
辅助模块(3-3v),适于锚定在所述壳体(2)上,并容纳至少一个控制器(4i-4v),所述控制器适于手动操作以在所述开关装置和/或所述驱动装置上操作;
其特征在于,所述辅助模块(3-3v)包括空心盒体(5),所述空心盒体(5)有至少一个开口(6)用于插入至少一个控制器(4i-4v),所述开口(6)设置有用于可拆卸连接所述控制器(4i-4v)的第一装置,所述控制器在一系列具有不同功能的控制器(4i-4v)中选择,其中每个控制器设置有适于插入所述盒体(5)上开口(6)中的紧固杆(7i-7v),并设置有与所述第一连接装置互补的第二连接装置,允许根据所述模块(3-3v)的设计功能,选择性地将相应的控制器(4i-4v)与所述盒体(5)组装在一起。
2.根据权利要求1所述的模块化结构,其特征在于,所述第一连接装置包括可从所述开口(6)接近的成形箱体座(8),所述紧固杆(7i-7v)包括与相对于所述成形箱体座(8)成互补形状的相对形状部分(9i-9v),以紧密安装在其中。
3.根据权利要求2所述的模块化结构,其特征在于,每个所述紧固杆(7i-7v)具有各自基本上圆柱形的相对形状部分(9i-9v),其具有彼此相同的外部轮廓,用于选择性的锚定到同一盒体(5)。
4.根据权利要求2或3所述的模块化结构,其特征在于,所述成形箱体座(8)具有至少一个径向外围凸出体(11),其适于插入相应的一个所述紧固杆(7i-7v)的所述相对形状部分(9i-9v)的外围凹槽(12i-12v)中。
5.根据权利要求4所述的模块化结构,其特征在于,所述盒体(5)包括:设置有径向外围凸出体(11)的可拆卸顶盖(15)。
6.根据权利要求2-5任一所述的模块化结构,其特征在于,所述开口(6)包括嵌入式边缘(16),所述嵌入式边缘用于限定所述紧固杆(7i-7v)的相对形状部分(9i-9v)中凸缘(17i-17v)的前支座,所述凸缘(17i-17v)具有相对于所述开口(6)成互补形状的轮廓。
7.如前述任一权利要求所述的模块化结构,其特征在于,所述辅助模块(3-3v)的盒体(5)包括侧壁(19),其中包括设置有对应开口(6,6')的相对正面(18,18'),并且相对于平行于所述正面(18,18’)的中间平面具有基本上对称的形状,以容纳本发明的一对控制器(4i-4v)。
8.如前述任一权利要求所述的模块化结构,其特征在于,所述辅助模块(3-3v)的盒体(5)包括设置有中心通道(21)的底壁(20),所述中心通道(21)与用于将所述模块(3-3v)可旋转地锚定到所述壳体(2)的装置相关联。
9.根据权利要求8所述的模块化结构,其特征在于,所述可旋转锚定装置适于容许所述模块(3-3v)和所述壳体(2)之间围绕中心旋转轴(L)相对旋转且旋转角度等于或大于90°,其中中心旋转轴(L)保持所述模块(3-3v)和所述壳体(2)的轴向约束。
10.如前述任一权利要求所述的模块化结构,其特征在于,所述壳体(2)包括至少一对通道(26,26';27,27'),所述通道沿相应的延伸方向横穿所述壳体,所述延伸方向交叉并且优选地彼此正交,且适于选择性地允许所述壳体(2)的固定件插入到待控制通道的固定部位。
11.如前述任一权利要求所述的模块化结构,其特征在于,所述壳体(2)内设置有用于所述开关装置的电子驱动装置。
12.如前述任一权利要求所述的模块化结构,其特征在于,所述壳体(2)包括定心孔(30),所述定心孔适于与通道可移动部分相关联的互补定心装置配合,以便恢复可能出现的失准。
13.根据权利要求10-12任一所述的模块化结构,其特征在于,所述壳体(2)是整体式主体,设置有横向通道(26,26';27,27'),定心孔(30)和用于容纳所述电子驱动装置的底座,并设置有上部环形凸出体(22),适于接合所述辅助模块(3-3v)的中心通道(21)。
14.如前述任一权利要求所述的模块化结构,其特征在于,包括一个或多个电连接模块(32),适于选择性地安装在所述壳体(2)的纵向下端部(29)处,并设置有电气或电子连接装置,所述电气或电子连接装置可操作地连接到所述开关装置,用于耦合到机器或工业设备的一个或多个电路,所述一个或多个电连接模块(32)适于可选地以可旋转的方式安装在所述壳体(2),以围绕纵向旋转轴线(L)旋转。
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