CN201087891Y - 用于监控保护装置状态的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于监控保护装置(2)的状态的装置(1)，所述保护装置(2)包括具有开口(5)的第一部件(4)以及可以相对于第一部件(4)以如下方式移动的第二部件(6)，即开口(5)可以至少部分地闭合，装置(1)包括具有锁定元件(18)的锁定装置，通过所述锁定元件(18)保护装置(2)的闭合状态可解除地得到锁定并锁定在锁定装置的断电状态下，并且可以通过将保护装置(2)从其打开状态转换到闭合状态而使锁定装置致动。本实用新型特征在于，装置(1)包括具有闭锁元件(41)的闭锁装置(40)，并且在断电状态下闭锁元件(41)通过阻止锁定元件(18)运动而防止锁定装置致动，从而导致保护装置(2)的闭合状态得到锁定。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监控保护装置状态的装置，例如机器的保护装置，特别是用于监控保护门等的闭合状态的安全开关，其具有用于对保护装置的锁定功能。
技术背景
DE 43 28 297 C1中公开了一种安全开关，致动器插入到该安全开关的开关头部内，所述致动器在保护门闭合时固定在例如保护装置的保护门上，这样会转动棘轮。电开关的操作柱塞在开关壳体内与棘轮的外周表面保持接触。以其与保护门的闭合位置相对应的可限定旋转角，操作柱塞锁定在为上述目的设计在棘轮外周表面上的止动凹槽内并在该过程中闭合电开关上的触点对。这样，可以发出致动器插入状态以及随之产生的保护门闭合位置的电信号。
对于许多应用来说，例如对于在机床等装置上的保护罩，安全开关必须还要具有锁定功能，也就是致动器可以锁定在开关头部，特别是可以得到锁定以防从开关头部被拉出，由此保护装置可以锁定在闭合状态。在已知的安全开关中，为上述目的操作柱塞通过弹簧加载或磁加载保持在棘轮的止动凹槽中，这样棘轮的旋转运动得到锁定，由此致动器锁定在开关头部。
对于一些应用来说，例如出于防火的原因，必须例如在故障情况下切断机器的电压供给时使保护装置锁定在闭合状态，例如处于保护门等的闭合位置。这样产生的问题是对于装置的其它断电状态，例如在周末进行清洁工作时、保护装置因无意或疏忽而闭合时，锁定装置致动，由此保护装置锁定在当时不符合要求的闭合状态。对“锁定在断电状态”同时“防止锁定在断电状态下的致动”的要求对一般装置造成了明显难以避免的矛盾。
DE 34 30 090 A1中示出了一种安全开关，其中在用于致动开关的开关壳体内引导可以纵向移动的柱塞，并且所述安全开关具有可以通过插入到开关壳体内的钥匙释放的机械联锁装置。为了另外安全地固定柱塞，还具有可以通过电释放信号以机电方式移动到其释放位置的锁定销。
DE 84 14 199 U1中揭示了一种用于门的锁定和保护装置，其中在电源故障时门锁不能锁定，而且门锁不能在电源故障时在锁定状态下得到解锁。
DE 202 18 714 U1中示出了一种用于门特别是机床壳体的门上的安全锁定装置的紧急解锁装置，其包括可以在任何时间从任何位置得到致动的远程解锁装置，例如电源独立于机器控制及其电源的紧急电开关。
发明内容
本发明的目的是利用一般装置克服现有技术的缺陷。特别地，利用具有锁定装置的装置实现“锁定在断电状态”的功能以及“防止锁定在断电状态下的致动”的功能。而且永久且可靠地确保了准确的锁定，同时结构简单的装置可以以经济且耐用的方式得到较大的锁定力。装置的生产、安装和维护得到简化并由此确保了工时和成本的经济性。
通过权利要求1所限定的装置实现上述目的。本发明的特定实施方式限定在从属权利要求中。
本发明要求保护的是，在一种用于监控保护装置例如机器保护装置的状态的装置中，特别是用于监控保护门等装置的闭合状态的安全开关，保护装置包括具有开口的第一部件以及可以相对于第一部件移动的第二部件，并且由此开口可以至少部分地闭合，并且所述装置具有优选可以安装在保护装置的第一部件上的开关元件以及优选可以被构造在保护装置的第二部件上的致动器，所述致动器在保护装置的闭合状态下促使开关元件致动并由此可以就保护装置的闭合状态发出信号并进行监控，并且所述装置具有带锁定元件的锁定装置，通过所述锁定元件保护装置的闭合状态可解除地得到锁定并锁定在锁定装置的断电状态下，并且可以通过将保护装置从打开状态转换到闭合状态而使锁定装置致动，本发明所要求实现的目的是所述装置具有带闭锁元件的闭锁装置，并且在断电状态下闭锁元件通过阻止锁定装置的锁定元件运动而防止锁定装置致动，从而导致保护装置的闭合状态得到锁定。
对于开关元件和致动器的相互作用，对许多应用有利的是选择与DE43 28 297 C1类似的构造，特别是因为通过使棘轮或通常的凸轮盘定位之在致动器和开关致动柱塞之间确保装置得到有效的操纵保护，也就是不能利用简单的工具操纵开关元件以模拟保护装置的安全状态，尽管如此保护装置并未处于闭合状态，特别是致动器未插入开关元件内。代替旋转凸轮盘，通过该旋转凸轮盘致动器可以特别有利地从空间上的几个方向插入开关元件内，还可以有另一元件使得不能通过直接致动开关致动柱塞来操纵安全开关。保护装置闭合状态的锁定与已知的锁定功能相一致。
在已知装置中，当保护装置闭合时锁定装置通过致动器转动凸轮盘而得到致动，直至同时优选是实际开关致动柱塞的部件或者在任何情况下都与其同轴定位的锁定柱塞与凸轮盘的径向止动凹槽接合并将其固定以防继续转动尤其是以防其向回转动，由此锁定保护装置的闭合状态并锁定保护装置。
当保持“锁定在断电状态”的功能的同时，在本发明所要求保护的装置中防止“锁定装置在断电状态下的致动”，因为通过可以以模块形式安装在开关元件上的优选独立的闭锁装置的锁定元件，可以在任何情况下阻止锁定元件的移动，达到不能锁定保护装置的闭合状态的程度。就此而言，优选地开关元件的电开关的开关致动柱塞也得到闭锁，使得可以防止开关元件致动发出有关保护装置闭合状态的信号。
在具有凸轮盘的装置中，致动器可以被制成钥匙的形式，特别是通过特殊几何形状的机械编码形式，使得仅有几何形状相一致的致动器能够转动凸轮盘。
由于当锁定装置未得到致动时本发明要求保护的锁定元件在断电状态下闭锁，因此存在可以在致动器和开关元件之间相对运动的自由轮转。例如，在具有凸轮盘的本发明所要求保护的装置中，凸轮盘可以自由转动。因此，例如在断电状态下保护装置可以完全闭合并且致动器可以在不因例如致动器碰撞开关元件的闭锁部件而对装置产生机械损伤的情况下插入到开关头部内。
在此对于闭锁特别有利地是在闭锁元件与锁定元件之间产生绝对锁定。绝对锁定被定义为简单地通过相互接触的两个元件的形状和/或移动导向而存在的相互作用，并且其特别是独立于这两个元件之间的主动摩擦力。通过基于绝对锁定的闭锁，即使在困难的外界条件下也可以确保可靠的操作。
在本发明一种特定实施方式中，闭锁元件接合锁定元件的槽。通过优选闭锁元件和/或锁定元件至少部分地被制成大体上销形和圆柱形。此外，锁定元件在其套管表面上优选具有横截面大体上为矩形并且可以接合闭锁元件的环形凹槽。锁定元件和闭锁元件的纵向轴线优选地围成直角。
在一种特定实施方式中，闭锁元件是电磁铁的一部分，特别是闭锁装置的电磁铁的衔铁。在通电状态下，闭锁元件可以克服定位在闭锁装置中的蓄能机构的作用而保持在不会阻止锁定元件运动的位置。在断电状态下，闭锁元件通过蓄能机构的作用在指向锁定元件的方向上移动，并且如果保护装置还未处于闭合状态，则闭锁元件在那里接合锁定元件上的槽，使得其在任何情况下都得到闭锁，达到当保护装置闭合时不会产生闭合状态的锁定的程度。
优选地，在其面向远离锁定元件的端部，闭锁元件使开关致动，这样可以就有关闭锁元件的位置发出信号。优选所述开关是工业上使用的电开关元件。备选地，为此还可以采用其它开关元件，特别是接近开关元件，例如诸如光电阻片的光学开关元件或者诸如霍尔传感器或舌簧开关的磁开关元件。闭锁元件可以被制成用于闭锁装置开关的开关致动柱塞。特别地，所述开关与闭锁元件同轴定位。
在一种特定实施方式中，当致动器插入装置内时锁定装置具有另一可以转动和/或移动的元件。所述另一元件或锁定元件可以接合致动器的槽并可以闭锁在该位置，由此可以锁定保护装置的闭合状态。优选地，所述闭锁装置的另一元件是棘轮或鼓式控制器，并且在保护装置的闭合状态下可以通过锁定元件锁定所述另一元件的位置。
在本发明的一种特定实施方式中，锁定装置具有用于不符合要求地闭合情况下的安全机构，通过该安全机构仅在保护装置处于闭合状态时才能使锁定起作用。这样防止具有致动的锁定装置的更高等级的控制装置错误地确定保护装置闭合，然而实际上并非如此。可以通过不同方式实现安全机构对不符合要求的闭合的监控。特别地，还可以通过传感器例如磁性传感器检测保护装置的闭合状态，所述传感器独立于装置的开关元件发出有关闭合状态的信号。同样可以通过开关元件本身发出保护装置已经表现为闭合状态的信号并在此时使锁定装置致动。
附图说明
从从属权利要求和以下参照附图对一种实施方式的详细描述中将会清楚地了解到本发明的其它优点、特征和细节。就此而言在权利要求和说明书中示出的特征各自可以单独或组合成为本发明的必要特征。
图1表示本发明所要求保护的装置的总体构造的示意性俯视图，
图2表示通过本发明所要求保护的装置的实施方式截取的剖视图，以及
图3表示图2所示装置的放大局部视图。
具体实施例
图1表示本发明所要求保护的装置的总体构造的示意性俯视图，所述装置用于监控机器3的保护装置2的状态，特别是保护门的闭合状态，在该状态下间隔装置可以闭合以例如保护操作者免受操作状态下的机器3产生的危险。装置2具有第一部件4，例如用于保护装置2的框架。第一部件4具有可以由通过轴承元件11按照双箭头10相对于第一部件4可移动地安装的第二部件6例如由保护门闭合的开口5。装置1具有安全开关，其包括优选定位在保护装置2固定的第一部件4上的开关元件7以及优选定位在可移动部件6上的致动器8。
图2表示通过本发明要求保护的装置1的一种实施方式截取的剖视图。可以绕旋转轴线13枢转的凸轮盘14支承在开关头部12中。在其外周表面15上凸轮盘14具有第一槽16a，所述第一槽16a在致动器8通过第一开口30a插入开关头部12内时可以由致动器8的凸轮17接合。凸轮盘14具有绕旋转轴线13相对于第一槽16a偏移角大致为90°的第二槽16b，所述第二槽16b在致动器8通过第二开口30b插入开关头部12内时可以由致动器8的凸轮17接合。凸轮盘14通过两个槽16a，16b与插入的致动器8邻接的部分接合邻靠凸轮17的槽16，并由此锁定保护装置2的闭合状态。大体上立方形并特别是立方体的开关头部12定位第一和第二开口30a，30b的外表面包括直角。在所示状态下，致动器8还没有插入到开关头部12内，因而保护装置2的第二部件6还未处于完全闭合位置。
开关头部12固定连接在装置1的开关元件7上。在开关元件7中，细长的锁定元件18被安装成能够纵向移动并且在所示实施方式中具有几个元件，但实质上还可以制成一体。锁定元件18由可磁化材料制成至少几段或具有被制成电磁铁衔铁的可磁化套管23，所述电磁铁还具有线圈24。当电流流过线圈24时，套管23被拉入线圈24的区域并且在这一过程中锁定元件18克服被制成螺旋弹簧的蓄能机构20的作用远离凸轮盘14移动。这样棘轮14得到释放以进行移动，特别是引导致动器8离开开关头部12并因此通过推回第二部件6而打开保护装置2。
凸轮盘14具有绕旋转轴线13相对于第一槽16a偏移角大致为135°的第三槽19，所述第三槽19可以在保护装置2的闭合状态下也就是当致动器8已经插入开关头部12时接合锁定元件18，这样可以锁定闭合状态。蓄能装置20一方面支承在固定的开关壳体21上，并且另一方面支承在锁定元件18的凸缘状加宽元件22上。继保护装置2的锁定、闭合状态之后，锁定元件18利用通过第三槽19形成的锁定侧翼19对于拉出致动器8产生绝对锁定，使得作用在保护装置2的第二部件6上的锁定力并不受蓄能机构20施加的力的限制。
在开关壳体21优选得到密封的区域，开关元件7具有常规的电开关25，其开关致动柱塞26得到同轴构造和定位，特别是在锁定元件18的延伸部。通过定位在电开关25中并且未示出的蓄能机构，开关致动柱塞26与锁定元件18接触并由此跟随其运动。在图2中示出的操作状态由此可以通过电开关25发出信号，例如通过打开电开关触点，在这种状态下锁定元件18接合凸轮盘14的槽19，因而例如通过打开开关触点锁定棘轮并由此锁定装置2的闭合状态。
在图2所示的状态下，保护装置2打开或者在任何情况下都不会处于锁定闭合状态并且装置1断电。在本发明所要求保护的装置1不具有闭锁装置40的构造的情况下，锁定元件18根据蓄能机构20的作用将会与凸轮盘14接触并在保护装置2闭合时，致动器8将使凸轮盘14逆时针转动大致90°，并且锁定元件18将锁定在第三槽19中并由此锁定凸轮盘14以及随之锁定保护装置2的闭合状态。
为了防止这一点，闭锁装置40位于开关头部12和开关壳体7之间的过渡区域。与锁定元件16成直角定位并在壳体部件42中的纵向上得到可移动引导的闭锁元件41可以将锁定元件16可释放地锁定在图2所示并解除凸轮盘14旋转运动的位置。为此，在该实施方式中闭锁元件41的至少一个部分由几个元件组成，但也可以被制成一体，并且特别是至少部分地为大体上圆柱形，所述部分由可磁化材料制成并形成电磁铁的衔铁，所述电磁铁还具有定位在壳体部件42中的另一线圈44。
在其面向远离锁定元件18的端部，闭锁元件41具有另一电开关45并为此与相应的开关致动柱塞46接触。在所示位置闭锁元件41通过作用在闭锁元件41和壳体部件42上并且可以定位在例如衔铁和另一线圈44之间的区域内的蓄能机构例如螺旋弹簧或者通过作用在开关致动柱塞46上并定位在另一电开关45上的弹簧在指向锁定元件18的方向上得到预拉紧。当向另一线圈44供电时，闭锁元件41克服蓄能机构的作用远离锁定元件18移动并由此解除锁定元件18锁定凸轮盘14的运动。
图3表示图2所示装置处于闭锁装置40和开关头部12以及开关壳体21相连的区域的放大局部视图。总体由三个元件形成的闭锁元件41包括衔铁元件41a，其通过横截面制成大体上T形的端部接合具有切口的驱动元件41b的开口，所述驱动元件41b与衔铁元件41a动力相连。驱动元件41b又与闭锁元件41c动力相连，例如被压紧或螺纹拧紧在其上。在驱动元件41b和壳体部件42之间存在密封元件49例如波纹管形薄膜以防止水分和杂质透入。
闭锁元件41c在其面向闭锁元件18的端部具有锥形圆柱销，其在所示位置绝对接合在锁定元件18上形成并且横截面大体上为矩形的环形凹槽47。在导向套筒48内引导闭锁元件41c，所述导向套筒48优选除了偏心的轴向孔48a之外大体上是轴向对称并特别是旋转对称的，而且以端面闭合壳体部件42。通过环形凹槽47形成并且与锁定元件18的纵向轴线大体上成直角的闭锁侧翼47a的位置被选定为使得当闭锁元件41c未处于闭锁接合时，锁定元件18不会邻接凸轮盘14的外周表面15，而是与其具有较短距离。
在面向远离凸轮盘14的一侧，锁定元件18具有可以轴向延伸更大的另一环形凹槽43。当在保护装置2处于闭合状态下锁定元件18接合棘轮14的第三槽19并且另一线圈44操作断电时，闭锁元件41c接合所述另一凹槽43。在这种情况下闭锁元件41在指向锁定元件18的方向上的移动受到机械止动件的限制，使得闭锁元件41的前端不与平行于锁定元件18的纵向轴线延伸的另一环形凹槽43的下表面接触。这样防止当通过线圈24通电而使锁定元件18移动离开第三槽19以解除保护装置2的锁定状态时在闭锁元件41c和锁定元件18之间产生摩擦。
另一环形凹槽43在其面对环形凹槽47的一侧具有与锁定元件18的纵向轴线成小于90°、特别是小于60°、以及优选小于45°角的滑动侧翼43a。这样，当线圈24通电并且锁定元件由此产生移动时，闭锁元件41c可以被滑动侧翼43a推回并且可以从另一环形凹槽43中突出，以随后锁定在环形凹槽47中并将锁定元件18闭锁在图2和3所示的位置。
对于开关壳体21和/或开关头部12至少部分地轴向对称的构造来说，在与闭锁装置40相连的区域上开关壳体21和/或开关头部12可以被固定成在空间的几个方向上凸出，这样将所述装置安装在保护装置2上得到了简化，并且即使在安装位置装置1也可以适应相应的结构环境；如果是旋转对称构造，在所述连接区域闭锁装置40甚至可以被构造成来回旋转，则那时必须采用必要的适当措施密封连接位置。
Claims (13)
1.一种用于监控保护装置的状态的装置，保护装置(2)包括具有开口(5)的第一部件(4)以及可以相对于第一部件(4)移动的第二部件(6)，并且由此开口(5)可以至少部分地闭合，并且
该用于监控保护装置的状态的装置(1)具有可以布置在保护装置(2)的第一部件(4)或者第二部件(6)上的开关元件(7)以及可以被构造在保护装置(2)的第二部件(6)或者第一部件(4)上的致动器(8)，所述致动器(8)在保护装置(2)的闭合状态下促使开关元件(7)致动并由此可以就有关保护装置(2)的闭合状态发出信号并进行监控，
并且装置(1)具有带锁定元件(18)的锁定装置，通过所述锁定元件(18)保护装置(2)的闭合状态可解除地得到锁定并锁定在锁定装置的断电状态下，并且可以通过将保护装置(2)从打开状态转换到闭合状态而启动锁定装置，
其特征在于，
装置(1)具有闭锁装置(40)，该闭锁装置(40)设有在断电状态下通过阻止锁定装置的锁定元件(18)运动以防止锁定装置致动，从而锁定保护装置(2)的闭合状态的闭锁元件(41)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在断电状态当锁定装置未被启动时，致动器(8)以可与开关元件(7)相对运动的方式位于所述第二部件上。
3.如权利要求1或2任一项所述的装置，其特征在于，闭锁元件(41)在闭锁时与锁定元件(18)接合。
4.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，锁定元件(18)在其外表面上具有在闭锁时接合闭锁元件(41)的槽。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述槽为环形凹槽(47)。
6.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，还包括壳体部件(42)，闭锁元件(41)以可与锁定元件(18)相对倾斜地移动的方式位于所述壳体部件内。
7.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，还包括壳体部件(42)，闭锁元件(41)以可与锁定元件(18)相对横向地移动的方式位于所述壳体部件内。
8.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，闭锁元件(41)是闭锁装置(40)的电磁铁的一部分，通电时闭锁元件(41)保持在远离锁定元件(18)的位置。
9.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，还包括开关致动柱塞(46)，闭锁元件(41)具有与所述致动柱塞接合的开关(45)。
10.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，所述开关(45)与闭锁元件(41)同轴定位。
11.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，锁定装置具有在保护装置(2)闭合时接合致动器(8)的槽(16)的凸轮盘(14)。
12.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，锁定装置具有枢转安装在开关元件(7)上的凸轮盘(14)，所述凸轮盘(14)可以通过致动器(8)转动并在保护装置(2)的闭合状态下锁定致动器(8)，并且可以通过锁定元件(41)锁定凸轮盘(14)。
13.如权利要求1或2中的任一项所述的装置，其特征在于，锁定装置具有在保护装置(2)处于闭合时才能使锁定起作用的安全机构。
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