DE102005020123B3 - Schlüsselschalter mit Schlüsselüberwachung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schlüsselhalter mit einem schlüsseleinschubabhängigen Schaltmechanismus zur Schlüsselüberwachung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus dem Stand der Technik bekannten Schlüsselschalter zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass durch ein neuartiges Konstruktionsprinzip die bei dem bekannten Schlüsselschalter vorhandenen Nachteile, wie z. B. Einschränkungen bezüglich Funktionalität und Montage, mechanische Empfindlichkeit und relative geringe Lebensdauer, vermieden und zusätzliche sicherheitsrelevante Optionen angeboten werden. Hierzu weist der zur Aufnahme eines Schlüssels vorgesehene Schlüsselkanal des Schlüsselschalters mindestens einen durch den Schlüssel von einer Ausgangsposition in eine Endposition verschiebbaren Schaltstift zur Betätigung eines Schaltelements bei Erreichen der Endposition des Schaltstifts auf.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Schlüsselschalter mit einem schlüsseleinschubabhängigen Schaltmechanismus zur Schlüsselüberwachung, wobei der Schlüsselschalter einen Schlüsselkanal zur Aufnahme eines Schlüssels aufweist.
• Ein derartiger Schlüsselschalter kommt beispielsweise in automatisierten Produktionsanlagen oder -vorrichtungen mit Eingriffsmöglichkeiten für eine manuelle Bedienung oder Steuerung von Vorgängen, die über elektrische Schaltglieder aktiviert werden, zum Einsatz. Darüber hinaus ist eine Anwendung in allen technischen Einrichtungen denkbar, in denen ein Aktivieren eines gewisse Gefährdungen beinhaltenden Betriebszustandes weiter abgesichert werden soll. In automatisierten Produktionsanlagen oder -vorrichtungen werden heute vorzugsweise so genannte Schlüsselschalter verwendet, die nur mit dem im Besitz der autorisierten Person befindlichen Schlüssel betätigt werden können. Durch die Verwendung von Schlüsselschaltern mit Schlüsselüberwachung kann sowohl ein Vergessen des Schlüssels im Schlüsselschalter als auch ein unberechtigtes Schalten in einen ungesicherten Betrieb der Produktionsanlage oder -vorrichtung verhindert werden, da ebenso wie das Abziehen auch das Einstecken eines Schlüssels detektiert werden kann.
• Aus EP 0 412 374 B1 ist ein Schlüsselschalter bekannt, der ein Aktivieren eines geänderten Betriebszustandes einer technischen Einrichtung erst dann ermöglicht, wenn der Schlüssel abgezogen ist. Durch den um eine Mindesttiefe eingesteckten Schlüssel wird in einem im Schlüsselkanal des Schlüsselschalters befindlichen Mikroschalter ein Schaltkontakt betätigt. Dabei wird der Schlüssel ab Erreichen der Mindesttiefe ohne äußere Unterstützung im Schlüsselkanal gehalten.
• Aus DE 88 00 701 U1 ist ein Schlüsselschalter mit einem schlüsseleinschubabhängigen Schaltmechanismus bekannt, wobei der Schlüsselschalter einen Schlüsselkanal zur Aufnahme eines Schlüssels aufweist. Dabei weist der Schlüsselkanal mindestens einen durch den Schlüssel von einer Ausgangsposition in eine Endposition verschiebbaren Stößel zur Betätigung eines Schaltelements auf.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlüsselschalter der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass dieser bezüglich Einbaulage und Lebensdauer keine Einschränkungen aufweist, kostengünstig herstellbar ist und zusätzliche sicherheitsrelevante Optionen aufweist.
• Diese Aufgabe wird bei einem Schlüsselschalter der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei dem aus EP 0 412 374 B1 bekannten Schlüsselschalter der Schlüssel bei noch nicht betätigtem Mikroschalter nur unter der Bedingung aus dem Schlüsselkanal herausfällt, dass der Schlüsselschalter an einem im Wesentlichen senkrechten Panel montiert ist. Diese Bedingung stellt eine nachteilige Anwendungseinschränkung dar. Ebenso ist von Nachteil, dass der in der bekannten Ausführung verwendete Mikroschalter keine Kontakt-Zwangsöffnung besitzt und mechanisch empfindlich gegen Verschmutzung und Fremdkörper ist. Des Weiteren ist die bekannte Lösung sehr diffizil und teuer in der Montage und von relativ geringer Lebensdauer.
• Die erfindungsgemäße Verwendung eines beim Einstecken des Schlüssels axial verschiebbaren Schaltstifts ermöglicht das Einwirken des Schlüssel-Steckvorgangs auf ein sicherheits technisch hochwertiges ein- oder mehrpoliges Schaltelement mit Zwangsöffnung aus dem genormten Befehlsgeräteprogramm, die z.B. bei Not-Aus-Schaltern verwendet werden, da diese Schaltelemente überwiegend an Drucktastern verwendet werden, durch die die manuelle Betätigung ebenfalls axial übertragen wird. Die Möglichkeit der Verwendung von vorhandenen sicherheitstechnisch hochwertigen Schaltelementen bietet im Vergleich zu der bekannten Ausführung zusätzliche sicherheitsre levante Optionen. Darüber hinaus ist die Anordnung mit axial verschiebbarem Schaltstift mechanisch unempfindlich gegen Verschmutzung und Fremdkörper.
• Der Schlüsselkanal des Schlüsselschalters weist eine Stiftführung auf, in die der Schaltstift bei Betätigung des Schaltelements versenkbar ist. Dadurch kann der Schaltvorgang mit Einstecken des Schlüssels in den Schlüsselkanal begonnen werden, selbst wenn der Betätigungsweg des Schaltstifts von seiner Ausgangs- in seine Endposition kleiner ist als die Tiefe des Schlüsselkanals. Bei den genannten Schaltelementen aus dem genormten Befehlsgeräteprogramm ist ein Betätigungsweg des Schaltstifts von bspw. 3 mm bis 6 mm je nach Betriebsspannung elektrophysikalisch sowohl erforderlich wie auch handhabungsbedingt günstig, hingegen beträgt die Einstecklänge gebräuchlicher Schlüssel bspw. 20 mm bis 30 mm, ebenfalls physikalisch durch die sicherheitsspezifisch erforderliche Anzahl der Schließstifte bedingt. Die Forderung nach der Unschädlichkeit des vollständigen Schlüsseleinschiebens wird gleichzeitig mit der Forderung nach einem möglichst frühzeitigen Betätigen des Schaltkontakts durch die Stiftführung erfüllt, in die der Schaltstift bei Erreichen seiner Endposition aus dem Bereich des Schlüsselkanals heraus versenkt wird, wodurch der Schlüssel ohne weitere Verschiebung des Schaltstifts bis zu seiner maximalen Einstecktiefe, in der erst ein weiteres (Dreh-) Schalten möglich ist, in den Schlüsselkanal eingeschoben werden kann.
• Die Stiftführung ist derart ausgebildet, dass bei Erreichen der Endposition des Schaltstifts der Schlüssel durch den Schaltstift im Schlüsselkanal gehalten wird. Durch den in seiner Endposition aufgrund der durch die Form der Stiftführung bedingten Kraftumlenkung radial nach innen drückenden Schaltstift wirkt auf den Schlüssel eine Reibungs- und damit axiale Haltekraft, die den Schlüssel selbst bei Überkopfeinbau des Schlüsselschalters im Schlüsselkanal hält.
• Von Vorteil ist eine Ausführung, in der das Schaltelement durch den Schaltstift über einen Schaltschieber betätigbar ist. Dabei begünstigt der Einsatz eines solchen Schaltschiebers die Verwendung der genannten Schaltelemente aus dem genormten Befehlsgeräteprogramm.
• Besonders von Vorteil ist eine Form der Ausführung, bei der die Verschiebung des Schaltstifts über einen Schieber übertragbar ist. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die durch das Einschieben des Schlüssels auf den Schaltstift bis zum Erreichen seiner Endposition wirkende Kraft auf ein zentral angebrachtes Schaltelement zu übertragen.
• Bei einer Ausführungsform mit Schieber kann es zweckmäßig sein, dass Schaltstift und Schieber einstückig mechanisch miteinander verbunden sind.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Rückstellelement, insbesondere eine Feder, zur Rückführung des Schaltstifts in die Ausgangsposition bei Herausziehen des Schlüssels vorgesehen.
• Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, in der das Rückstellelement derart bemessen ist, dass der Schlüssel bis zum Erreichen einer Mindesteinstecktiefe, ab der sich der Schaltstift in der Endposition befindet, aus dem Schlüsselkanal ausgeworfen wird. Erst ab der Mindesteinstecktiefe, wenn der Schaltstift in der Stiftführung versenkt und damit die Wirkung der Rückstellkraft auf den Schlüssel eliminiert ist, wird der Schlüssel durch den Schaltstift, verstärkt durch das Rückstellelement, im Schlüsselkanal gehalten. Dabei erfolgen Halten und Auswurf des Schlüssels unabhängig von der Einbaulage des Schlüsselschalters.
• Eine vorteilhafte Form der Anwendung der Erfindung ist gegeben, wenn das Schaltelement zur Schlüsselüberwachung vorgese hen ist. Durch die Verwendung von Schlüsselschaltern mit Schlüsselüberwachung kann sowohl ein Vergessen des Schlüssels im Schlüsselschalter als auch ein unberechtigtes Schalten in einen ungesicherten Betrieb der technischen Einrichtung verhindert werden, da ebenso wie das Abziehen auch das Einstecken eines Schlüssels detektiert werden kann.
• Eine zusätzliche sicherheitsrelevante Option ergibt sich, wenn als Schaltelement ein ein- oder mehrpoliges Schaltelement mit Zwangsöffnung verwendet wird.
• Eine ebenfalls sicherheitstechnisch wie wirtschaftlich und aus rein praktischen Gründen günstige Form der Ausführung ergibt sich, wenn als Schaltelement ein ein- oder mehrpoliges Schaltelement aus dem genormten Befehlsgeräteprogramm verwendet wird.
• Für jede der genannten Ausführungsformen gelten weiterhin die Vorteile, dass die Realisierung äußerst wirtschaftlich möglich ist und die Zuverlässigkeit, Robustheit und Lebensdauer der jeweiligen gesamten Anordnung der bekannten und bewährten Ausführung von Schlüsselschaltern entspricht.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
• 1 einen Schlüsselschalter mit Schlüsselüberwachung und einem nicht eingesteckten Schlüssel,
• 2 einen Schlüsselschalter mit Schlüsselüberwachung und einem weniger als bis zur Mindesteinstecktiefe eingeschobenen Schlüssel und
• 3 einen Schlüsselschalter mit Schlüsselüberwachung und einem mehr als bis zur Mindesteinstecktiefe eingeschobenen Schlüssel.
• 1 zeigt einen Schlüsselschalter mit Schlüsselüberwachung 1 und einem nicht eingesteckten Schlüssel 3 als Beispiel für eine erfindungsgemäße Ausführungsform. Der Schlüsselschalter 1 weist einen Schlüsselkanal 4 zur Aufnahme des Schlüssels 3 auf, wobei sich innerhalb des Schlüsselkanals 4 ein durch den Schlüssel 3 von einer Ausgangs- in eine Endposition verschiebbarer Schaltstift 5 zur Betätigung eines Schaltelements 2 bei Erreichen der Endposition in seiner Ausgangsposition befindet. Der Schlüsselkanal 4 weist des Weiteren eine Stiftführung 8 auf, in die der Schaltstift 5 bei Erreichen seiner Endposition versenkbar ist. Das Schaltelement 2, bei dem es sich z.B. um ein sicherheitstechnisch hochwertiges Schaltelement mit Zwangsöffnung aus dem genormten Befehlsgeräteprogramm handeln kann, ist über einen Schaltschieber 9 betätigbar. Die durch das Einstecken des Schlüssels 3 auf den Schaltstift 5 axial wirkende Kraft wird über einen Schieber 6 auf den zentral angebrachten Schaltschieber 9 übertragen. Eine Feder 7 dient in dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel als Rückstellelement 7 zur Rückführung des Schaltstiftes 5 in die Ausgangsposition bei Herausziehen des Schlüssels 3.
• 2 zeigt einen Schlüsselschalter mit Schlüsselüberwachung 1 und einem weniger als bis zur Mindesteinstecktiefe eingeschobenen Schlüssel 3, der einen im Schlüsselkanal 4 in seiner Ausgangsposition befindlichen Schaltstift 5 gerade berührt. In dieser Position ist der Schlüssel 3 noch so wenig in den Schlüsselkanal 4 eingeschoben, dass er von alleine nicht im Schlüsselkanal gehalten wird. Für eine Erläuterung der weiteren Bezugszeichen wird auf die Ausführungen zu 1 verwiesen.
• 3 zeigt einen Schlüsselschalter mit Schlüsselüberwachung 1 und einem mehr als bis zur Mindesteinstecktiefe eingeschobenen Schlüssel 3, durch den ein im Schlüsselkanal 4 befindlicher Schaltstift 5 in seine Endposition verschoben wurde. Die axiale Verschiebung des Schaltstifts 5 wird über einen Schieber 6 auf einen Schaltschieber 9 übertragen, wodurch bei Erreichen der Endposition des Schaltstifts 5 ein Schaltelement 2 betätigt wird. In seiner Endposition ist der Schaltstift 5 in einer Stiftführung 8 versenkt, die so geformt ist, dass die den Schaltstift in seine Ausgangsposition rücktreibende Kraft radial nach innen gerichtet ist, wodurch auf den Schlüssel 3 eine hinreichend große Reibungs- und damit axiale Haltekraft wirkt, die den Schlüssel 3 selbst bei Überkopfeinbau des Schlüsselschalters 1 im Schlüsselkanal 4 hält. Verstärkt wird dieser Effekt noch durch eine in diesem Ausführungsbeispiel als Rückstellelement 7 dienende Feder 7, die zudem so bemessen ist, dass der Schlüssel 3 bis zum Erreichen der Mindesteinstecktiefe, ab der sich der Schaltstift 5 in der Endposition befindet, aus dem Schlüsselkanal 4 ausgeworfen wird.
• Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Schlüsselschalter mit einem schlüsseleinschubabhängigen Schaltmechanismus zur Schlüsselüberwachung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus dem Stand der Technik bekannten Schlüsselschalter zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass durch ein neuartiges Konstruktionsprinzip die bei dem bekannten Schlüsselschalter vorhandenen Nachteile, wie z.B. Einschränkungen bezüglich Funktionalität und Montage, mechanische Empfindlichkeit und relative geringe Lebensdauer, vermieden und zusätzliche sicherheitsrelevante Optionen angeboten werden. Hierzu weist der zur Aufnahme eines Schlüssels vorgesehene Schlüsselkanal des Schlüsselschalters mindestens einen durch den Schlüssel von einer Ausgangsposition in eine Endposition verschiebbaren Schaltstift zur Betätigung eines Schaltelements bei Erreichen der Endposition des Schaltstifts auf.

Claims (9)

1. Schlüsselschalter (1) mit einem schlüsseleinschubabhängigen Schaltmechanismus, wobei der Schlüsselschalter (1) einen Schlüsselkanal (4) zur Aufnahme eines Schlüssels (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüsselkanal (4) mindestens einen durch den Schlüssel (3) von einer Ausgangsposition in eine Endposition verschiebbaren Schaltstift (5) zur Betätigung eines Schaltelements (2) bei Erreichen der Endposition des Schaltstifts (5) aufweist und der Schlüsselkanal (4) eine Stiftführung (8) aufweist, in die der Schaltstift (5) bei Betätigung des Schaltelements (2) versenkbar ist, wobei die Stiftführung (8) derart ausgebildet ist, dass bei Erreichen der Endposition des Schaltstifts (5) der Schlüssel (3) durch den Schaltstift (5) im Schlüsselkanal (4) gehalten wird.
2. Schlüsselschalter nach Anspruch 1, wobei das Schaltelement (2) durch den Schaltstift (5) über einen Schaltschieber (9) betätigbar ist.
3. Schlüsselschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verschiebung des Schaltstifts (5) über einen Schieber (6) übertragbar ist.
4. Schlüsselschalter nach Anspruch 3, wobei Schaltstift (5) und Schieber (6) einstückig mechanisch miteinander verbunden sind.
5. Schlüsselschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Rückstellelement, insbesondere eine Feder (7), zur Rückführung des Schaltstiftes (5) in die Ausgangsposition bei Herausziehen des Schlüssels (3) vorgesehen ist.
6. Schlüsselschalter nach Anspruch 5, wobei das Rückstellelement (7) derart bemessen ist, dass der Schlüssel (3) bis zum Erreichen einer Mindesteinstecktiefe, ab der sich der Schaltstift (5) in der Endposition befindet, aus dem Schlüsselkanal (4) ausgeworfen wird.
7. Schlüsselschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schaltelement (2) zur Schlüsselüberwachung vorgesehen ist.
8. Schlüsselschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Schaltelement (2) ein ein- oder mehrpoliges Schaltelement mit Zwangsöffnung vorgesehen ist.
9. Schlüsselschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Schaltelement (2) ein ein- oder mehrpoliges Schaltelement aus dem genormten Befehlsgeräteprogramm vorgesehen ist.