DE102006046437A1

DE102006046437A1 - Monitoring device for safety mechanism e.g. safety switches for protective door has coupling element through which read head and actuator cooperate in electrically contactless manner

Info

Publication number: DE102006046437A1
Application number: DE200610046437
Authority: DE
Inventors: Gerhard Prirsch; Erik BÄCHLE
Original assignee: Euchner GmbH and Co KG
Current assignee: Euchner GmbH and Co KG
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: DE102006046437B4

Abstract

A coupling element (16) is disposed between a read head (12) and an actuator (14) for signal coupling between the read head and the actuator. The read head and actuator cooperate in an electrically contactless manner through the coupling element. The power required to drive the coupling element is provided by the read head.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen des Zustandes einer sicherheitsrelevanten Einrichtung, insbesondere einen Sicherheitsschalter zum Überwachen des geschlossenen Zustandes einer Schutztür oder dergleichen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for monitoring the state of a safety-relevant device, in particular a safety switch to monitor the closed state of a protective door or the like, according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 197 11 588 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die einen Lesekopf und einen Betätiger aufweist, der bei Annäherung an den Lesekopf mit diesem elektrisch kontaktlos zusammenwirkt und dadurch der Zustand der sicherheitsrelevanten Einrichtung signalisierbar ist, insbesondere der geschlossene Zustand einer Schutztür oder dergleichen, an welcher der Betätiger angeordnet ist. Bei der bekannten Anordnung liegen im zusammengeführten Zustand der Lesekopf und eine in dem Betätiger als Betätigerelement angeordnete Spule unmittelbar einander gegenüber, sodass ein Signalaustausch zwischen Lesekopf und Betätigerelement bzw. Spule möglich ist.From the DE 197 11 588 A1 a device is known which has a read head and an actuator which interacts when approaching the read head with this electrically contactless and thereby the state of the safety-relevant device is signaled, in particular the closed state of a safety door or the like, on which the actuator is arranged. In the known arrangement, the read head and a coil arranged in the actuator as an actuator element are directly opposite each other in the merged state, so that a signal exchange between the read head and the actuator element or coil is possible.

Die bekannte Vorrichtung weist außerdem einen Schalterbetätigungsstößel auf, der durch eine Öffnung im Betätiger hindurchgreifen kann und dadurch den Betätiger im Schalterkopf der Vorrichtung formschlüssig arretieren kann und dadurch die zu überwachende Einrichtung im geschlossenen Zustand arretieren kann. An dem Schalterbetätigungsstößel ist ein weiteres Betätigerelement angeordnet, das mit einem weiteren Lesekopf elektrisch kontaktlos zusammenwirkt und dadurch der zugehaltene Zustand der zu überwachenden Einrichtung elektrisch signalisierbar ist.The known device also has a Switch actuation ram on, the through an opening in the actuator can reach through and thereby lock the actuator in the switch head of the device form fit can and thereby the to be monitored Lock device in the closed state. At the switch actuator plunger is another actuator element arranged, the electrically non-contact with another read head interacts and thereby the locked state of the monitored Device is electrically signaled.

Mit den bekannten Vorrichtungen ist für jede zu überwachende Einrichtung eine separate Vorrichtung erforderlich. Dies führt zu einer sehr hohen Betriebs- und Ausfallsicherheit, erfordert allerdings einen entsprechend hohen Investitions- und auch Montageaufwand für die Verdrahtung der einzelnen Vorrichtungen.With the known devices is one for each device to be monitored separate device required. This leads to a very high operating and reliability, but requires a correspondingly high Investment and installation effort for the wiring of the individual Devices.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, mit welcher der Investitions- und Montageaufwand reduziert ist bei gleichzeitiger Beibehaltung der hohen Betriebs- und Ausfallsicherheit.Of the Invention is therefore the object of a generic device which overcomes the disadvantages of the prior art. In particular, a device is to be provided with which The investment and assembly costs is reduced while maintaining high operational and reliability.

Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.These The object is achieved by the device defined in claim 1. Special embodiments The invention are defined in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist zwischen dem Lesekopf und dem Betätiger ein Koppelelement für eine Signalkopplung zwischen dem Lesekopf und dem Betätiger angeordnet. Das Koppelelement, das vorzugsweise nur passive Bauelemente aufweist und keine externe Verdrahtung erfordert, kann anstelle einer separaten Vorrichtung eingesetzt werden, wodurch die damit verbundenen Investitions- und Montagekosten eingespart werden. So können beispielsweise zwei oder mehr Schwenk- oder Schiebetüren auf ihren geschlossenen Zustand hin überprüft werden, indem ein an einer zweiten Tür angeordnetes Koppelelement im geschlossenen Zustand zwischen dem Lesekopf und dem an einer ersten Tür angeordneten Betätiger angeordnet ist. Die Signalkopplung erfolgt ausgehend von dem Lesekopf über das Koppelelement zu dem Betätiger und in umgekehrter Richtung zurück, sodass nur dann ein Freigabesignal erzeugt wird, wenn sowohl die erste Tür als auch die zweite Tür geschlossen sind.According to the invention is between the reading head and the actuator a coupling element for arranged a signal coupling between the read head and the actuator. The coupling element, which preferably has only passive components and no external wiring may be required instead of a separate one Device, thereby reducing the associated investment costs. and assembly costs are saved. For example, two or three more swivel or sliding doors on her closed state are checked out, by one at a second door arranged coupling element in the closed state between the Read head and arranged on a first door actuator arranged is. The signal coupling takes place from the read head via the Coupling element to the actuator and back in the opposite direction, so that only a release signal is generated when both the first door as well as the second door are closed.

Das elektrisch kontaktlose Zusammenwirken erfolgt vorzugsweise dadurch, dass der Lesekopf eine elektromagnetische Strahlung aussendet, vorzugsweise Radiowellen mit einer Frequenz von beispielsweise 125 kHz, die von dem Betätiger in vorgebbarer Weise modifiziert werden. Im einfachsten Fall kann der Lesekopf elektromagnetische Wellen mit einer vorgegebenen Amplitude und/oder Frequenz aussenden. Der Betätiger modifiziert bei entsprechender Annäherung an den Lesekopf die Amplitude, Phase und/oder Frequenz, wobei diese Modifikation von dem Lesekopf detektierbar ist und dementsprechend signalisierbar ist, ob der Betätiger in ausreichender Weise an den Lesekopf angenähert ist, d. h. ob beispielsweise eine Schutztür geschlossen ist.The electrically contactless interaction is preferably carried out by that the read head emits electromagnetic radiation, preferably Radio waves having a frequency of, for example, 125 kHz, which of the actuator be modified in a predeterminable way. In the simplest case can the read head electromagnetic waves with a predetermined amplitude and / or frequency. The actuator modifies with appropriate approach to the read head the amplitude, phase and / or frequency, this being Modification of the read head is detectable and accordingly can be signaled whether the actuator is sufficiently approximated to the read head, d. H. for example a protective door closed is.

Der Lesekopf kann hierzu eine Induktivität aufweisen und der Betätiger einen Schaltkreis, der ebenfalls eine Induktivität und weitere Bauelement aufweist. Im einfachsten Fall kann die Induktivität des Betätigers mit einem Widerstand verschaltet sein, durch den Energie aus dem elektromagnetischen Feld entnommen wird und der dadurch eine Dämpfung der Schwingung des Lesekopfes bewirkt. In einer alternativen Ausführungsart weist der Betätiger eine elektrisch oder elektronisch gespeicherte Codierung auf, beispielsweise in Form einer integrierten Schaltung oder eines Datenspeichers, und überträgt in Antwort auf eine Anregung durch den Lesekopf diese Codierung zurück an den Lesekopf, der diese daraufhin auswertet, ob der vorgesehene Betätiger angenähert wurde. Durch eine derartige Ausführungsart ist die Manipulationssicherheit erhöht.Of the The reading head can for this purpose have an inductance and the actuator one Circuitry, which also has an inductance and further component. In the simplest case, the inductance of the actuator with a resistor be interconnected by the energy from the electromagnetic field is removed and thereby a damping of the vibration of the read head causes. In an alternative embodiment, the actuator has a electrically or electronically stored coding, for example in the form of an integrated circuit or a data memory, and transmits in response at a suggestion by the reading head this coding back to the Read head, which then evaluates whether the intended actuator has been approximated. By such an embodiment the manipulation security is increased.

In einer Ausführungsart weist das Koppelelement mindestens eine Induktivität für das elektrisch kontaktlose Zusammenwirken mit dem Lesekopf, dem Betätiger oder einem weiteren Koppelelement auf. Insbesondere sind auch Ausführungsarten möglich, in denen zwei oder mehr Koppelelemente zwischen einem Lesekopf und einem Betätiger angeordnet sind. Der Signalübertragungspfad in dem Koppelelement kann linear sein. In einer Ausführungsart kann der Signalpfad auch „Y"-förmig oder gabelförmig sein, d. h. es kann z. B. ein Lesekopf über ein Y-förmiges oder gabelförmiges Koppelelement mit zwei oder mehreren Betätigern Signale austauchen. Außerdem können mehrere Koppelelemente hintereinander geschaltet werden.In one embodiment, the coupling element has at least one inductance for the electrically contactless interaction with the reading head, the actuator or another coupling element. In particular, embodiments are possible Lich, in which two or more coupling elements between a read head and an actuator are arranged. The signal transmission path in the coupling element may be linear. In one embodiment, the signal path can also be "Y" -shaped or fork-shaped, ie, for example, a read head can emit signals via a Y-shaped or fork-shaped coupling element with two or more actuators.

In einer Ausführungsart modifiziert das Koppelelement die zwischen Lesekopf und Betätiger ausgetauschten Signale nicht oder jedenfalls nicht wesentlich. Beispielsweise kann das Koppelelement einen Schwingkreis bilden, der von dem Lesekopf angeregt wird und seinerseits den Betätiger anregt. In einer alternativen Ausführungsart kann das Koppelelement eine Modifizierung des zu übertragenden Signals dahingehend vornehmen, dass der Lesekopf erkennen kann, ob das Koppelelement in ausreichender Weise angenähert ist. Hierzu kann das Koppelelement auch eine Codierung aufweisen, die an den Lesekopf übertragen wird. Der Betätiger und/oder das Koppelelement können beispielsweise einen so genannten Transponderchip aufweisen, der auf eine Anregung des Lesekopfs hin ein Signal an den Lesekopf zurücksendet.In an embodiment modified the coupling element exchanged between the read head and actuator Signals not or at least not essential. For example, can the coupling element form a resonant circuit of the read head is stimulated and in turn stimulates the actuator. In an alternative embodiment the coupling element may be a modification of the to be transmitted Make the signal so that the read head can recognize whether the coupling element is sufficiently approximated. For this purpose, the coupling element can also have a coding, the transferred to the read head becomes. The actuator and / or the coupling element can For example, have a so-called transponder chip, the upon a stimulation of the read head, a signal is sent back to the read head.

In einer Ausführungsart weist das Koppelelement zwei räumlich voneinander beabstandete Induktivitäten auf, wobei durch eine erste Induktivität eine Signalkopplung in Richtung Lesekopf erfolgt und durch eine zweite Induktivität eine Signalkopplung in Richtung Betätiger erfolgt. Die beiden Induktivitäten können über eine elektrische Leitung innerhalb des Koppelelements miteinander verbunden sein, insbesondere können die beiden Induktivitäten als Teilwicklungen einer Gesamtspule ausgebildet sein, die mit einem weiteren, vorzugsweise passiven Bauelement verschaltet ist, beispielsweise mit einem Kondensator. Bei einer mechanischen Beschädigung des Koppelelementes kommt es zu einem Bruch einer der Verbindungsleitungen, die der Lesekopf erkennt.In an embodiment has the coupling element two spatially spaced apart inductances, wherein by a first Inductance one Signal coupling takes place in the direction of the read head and by a second inductance a signal coupling takes place in the direction of the actuator. The two inductors can over one electrical line connected together within the coupling element in particular, can be the two inductors be designed as partial windings of a total coil with a further, preferably passive component is connected, for example with a capacitor. In a mechanical damage of the coupling element there is a rupture of one of the connecting lines that the Read head detects.

In einer Ausführungsart ist die Signalübertragung des Koppelelements in beiden Richtungen identisch, insbesondere ist das Koppelelement symmetrisch in Bezug auf den Lesekopf einerseits und den Betätiger andererseits ausgebildet.In an embodiment is the signal transmission the coupling element in both directions identical, in particular the coupling element is symmetrical with respect to the reading head on the one hand and the actuator on the other hand trained.

In einer Ausführungsart weist die Vorrichtung eine Zuhalteeinrichtung mit einem bewegbar gelagerten Zuhalteelement auf, durch das ein vorgebbarer Zustand der zu überwachenden Einrichtung lösbar arretierbar ist. Beispielsweise kann dadurch der geschlossene Zustand einer Schutztür lösbar arretierbar sein. Das Zuhalteelement kann motorisch antreibbar sein, insbesondere durch einen elektromotorischen Antrieb, einen piezoelektrischen Antrieb, durch Verwendung eines Werkstoffs mit Gedächtnisfunktion oder dergleichen. Die Zuhaltung erfolgt vorzugsweise durch einen Formschluss des Zuhalteelements mit dem Betätiger oder unmittelbar mit der zu überwachenden Einrichtung.In an embodiment the device has a locking device with a movable mounted Zuhalteelement on, by a specifiable state the one to be monitored Device detachable lockable. For example, thereby the closed state a protective door solvable be locked. The locking element can be driven by a motor, in particular by an electromotive drive, a piezoelectric Drive, by using a material with memory function or similar. The tumbler is preferably by a Positive locking of the locking element with the actuator or directly with the one to be monitored Facility.

In einer Ausführungsart weist das Zuhalteelement das Koppelelement auf, insbesondere ist das Koppelelement an oder in dem Zuhalteelement angeordnet. In einer Ausführungsart weist das Zuhalteelement hierzu vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Abschnitten Aufnahmeöffnungen für eine erste und eine zweite Induktivität des Koppelelements auf. Die erste Induktivität kann in einem den Formschluss mit dem Betätiger oder der zu überwachenden Einrichtung im zugehaltenen Zustand bewirkenden Abschnitt des Zuhalteelements angeordnet sein und beispielsweise mit einer Gegenspule oder einem Transponder des Betätigers zusammenwirken. In einem davon entfernten Abschnitt des Zuhalteelements kann die zweite Induktivität angeordnet sein, die mit dem Lesekopf zusammenwirkt, insbesondere mit einer Induktivität des Lesekopfs.In an embodiment the locking element has the coupling element, in particular arranged the coupling element on or in the locking element. In a embodiment has the locking element for this purpose preferably at opposite ends Sections receiving openings for a first and a second inductance of the coupling element on. The first inductance can be in a positive connection with the actuator or the one to be monitored Device in the locked state effecting portion of the locking element be arranged and, for example, with a counter-coil or a Transponder of the actuator interact. In a section of the locking element removed from it can the second inductance be arranged, which cooperates with the read head, in particular with an inductance of the reading head.

In einer Ausführungsart ist nur in dem die zu überwachende Einrichtung arretierenden Zustand eine Signalkopplung zwischen dem Lesekopf und dem Betätiger über das Koppelelement möglich. Hierzu können nur in dem arretierenden Zustand die Induktivitäten des Koppelelements an den Betätiger einerseits und an den Lesekopf andererseits ausreichend angenähert sein, sodass nur in diesem Zustand eine Signalübertragung möglich ist. Dadurch kann auch der Zustand erkannt werden, dass das Zuhalteelement zwar in seiner Arretierstellung ist, weil nämlich eine Signalkopplung von dem Lesekopf auf das Koppelelement möglich ist, aber dennoch keine Arretierung der zu überwachenden Einrichtung stattfindet, weil eine Signalkopplung zwischen dem Koppelelement und dem Betätiger nicht gegeben ist.In an embodiment is only in the one to be monitored Device arresting state, a signal coupling between the Read head and the actuator on the Coupling possible. For this can only in the locked state, the inductances of the coupling element to the Actuator on the one hand and on the other hand be sufficiently approximate to the read head so that signal transmission is possible only in this state. As a result, the state can be recognized that the locking element Although in its locked position, namely because a signal coupling of the read head on the coupling element is possible, but still no lock the one to be monitored Device takes place because a signal coupling between the coupling element and the actuator is not given.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the dependent claims and the description below, with reference to FIG the drawings several embodiments are described in detail. It can in the claims and mentioned in the description Features individually for each itself or in any combination essential to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer zu überwachenden sicherheitsrelevanten Einrichtung, 1 shows a schematic representation of the arrangement of a device according to the invention at a security-relevant device to be monitored,

2 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel mit der Anordnung aus Lesekopf, Koppelelement und Betätiger, 2 shows a schematic representation of a first embodiment with the arrangement of read head, coupling element and actuator,

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, in dem ein Lesekopf auf zwei Koppelelemente wirkt, und 3 shows a second embodiment in which a read head acts on two coupling elements, and

4 zeigt einen Schnitt durch einen Lesekopf eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 4 shows a section through a read head of a third embodiment of the device according to the invention.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 an einer zu überwachenden sicherheitsrelevanten Einrichtung 2. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Einrichtung 2 um eine Schutzeinrichtung für eine Maschine oder Werkzeugmaschine. Die Einrichtung 2 umfasst eine erste Schutztür 4, die um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende erste Achse 6 drehbar gelagert ist, und eine zweite Schutztür 8, die ebenfalls um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende zweite Achse 10 drehbar gelagert ist. Die Vorrichtung 1 ist vorgesehen, um den in der 1 dargestellten geschlossenen Zustand der Einrichtung 2 zu erkennen und an eine Steuereinrichtung der Maschine oder Werkzeugmaschine zu signalisieren, die sich innerhalb der Einrichtung 2 befindet. Hierzu weist die Vorrichtung 1 einen Lesekopf 12 auf, der beispielsweise an einem feststehenden Rahmen der Einrichtung 2 angeordnet ist und mit Anschluss- und Signalleitungen mit einer neben- oder übergeordneten Steuerung verbunden ist. Grundsätzlich soll der Lesekopf 12 bei ausreichender Annäherung eines an der zweiten Schutztür 8 angeordneten Betätiger 14 ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung der Maschine senden, die dieses Signal als Freigabesignal für einen Betriebsanlauf der Maschine interpretieren kann.The 1 shows a schematic representation of the arrangement of a device according to the invention 1 at a security-relevant device to be monitored 2 , In the embodiment, it is in the device 2 a protective device for a machine or machine tool. The device 2 includes a first protective door 4 , which is a first axis perpendicular to the plane of the drawing 6 is rotatably mounted, and a second protective door 8th , which is also about a perpendicular to the plane extending second axis 10 is rotatably mounted. The device 1 is intended to be in the 1 illustrated closed state of the device 2 to recognize and signal to a control device of the machine or machine tool, located within the device 2 located. For this purpose, the device 1 a reading head 12 on, for example, on a fixed frame of the institution 2 is arranged and connected with connection and signal lines with a side or higher-level control. Basically, the read head 12 if there is sufficient approximation of one on the second safety door 8th arranged actuator 14 Send a corresponding signal to the control device of the machine, which can interpret this signal as an enable signal for an operating start of the machine.

Nach dem Stand der Technik müsste für jede der beiden Schutztüren 4, 8 eine Vorrichtung 1 vorgesehen sein, wobei ein erster Lesekopf der ersten Vorrichtung die Annäherung eines an der ersten Schutztür 4 angeordneten Betätigers signalisiert und ein zweiter Lesekopf der zweiten Vorrichtung das Annähern eines an der zweiten Schutztür 8 angeordneten Betätigers. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nur eine einzige Vorrichtung 1 erforderlich, insbesondere nur ein einziger Lesekopf 12, weil an der ersten Schutztür 4 ein Koppelelement 16 angeordnet ist, das eine Signalkopplung zwischen dem Lesekopf 12 und dem Betätiger 14 bereitstellt. Nur dann, wenn sowohl die erste Schutztür 4 als auch die zweite Schutztür 8 ihre in der 1 dargestellte Position eingenommen haben und somit die Einrichtung 2 in einem für die Bedienperson der Maschine sicheren Zustand ist, kann der Lesekopf 12 die ausreichende Annäherung des Betätigers 14 detektieren. Beim Öffnen der ersten Schutztür und dem damit verbundenen Herausbewegen des Koppelelements 16 aus der Position zwischen dem Lesekopf 12 und dem Betätiger 14 wird der Signalfluss zwischen dem Lesekopf 12 und dem Betätiger 14 unterbrochen und die Vorrichtung 1 signalisiert den unsicheren Zustand der Einrichtung 2.According to the state of the art would have for each of the two protective doors 4 . 8th a device 1 be provided, wherein a first read head of the first device, the approach of one of the first guard 4 arranged actuator signaled and a second read head of the second device, the approaching one at the second guard door 8th arranged actuator. According to the present invention is only a single device 1 required, in particular only a single read head 12 because at the first safety gate 4 a coupling element 16 is arranged, which is a signal coupling between the read head 12 and the actuator 14 provides. Only if both the first safety gate 4 as well as the second safety gate 8th their in the 1 have taken position and thus the device 2 is in a safe for the operator of the machine state, the read head 12 the adequate approach of the actuator 14 detect. When opening the first protective door and the associated moving out of the coupling element 16 from the position between the reading head 12 and the actuator 14 becomes the signal flow between the read head 12 and the actuator 14 interrupted and the device 1 signals the unsafe condition of the device 2 ,

In entsprechender Weise kann auch die Position von Schiebetüren, Schutzhauben und dergleichen überwacht werden, wobei beispielsweise an jeder weiteren Schutztür ein Koppelelement derart angeordnet ist, dass sich eine geschlossene Signalkette ausgehend von dem Lesekopf 12 bis zu dem Betätiger 14 ergibt. Der räumliche Abstand zwischen Lesekopf 12 und Koppelelement 16 bzw. zwischen Koppelelement 16 und Betätiger 14 ist dabei in Abhängigkeit des Koppelgrades zu wählen und kann in der Praxis beispielsweise wenige mm bis einige cm betragen.In a corresponding manner, the position of sliding doors, protective hoods and the like can be monitored, wherein for example at each other protective door, a coupling element is arranged such that a closed signal chain starting from the read head 12 to the actuator 14 results. The spatial distance between the reading head 12 and coupling element 16 or between coupling element 16 and actuator 14 is to choose depending on the degree of coupling and can be in practice, for example, a few mm to a few cm.

Die 2 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Anordnung aus Lesekopf 12, Koppelelement 16 und Betätiger 14. Der Lesekopf 12 weist an seinem dem Koppelelement 16 bzw. Betätiger 14 zugewandten Abschnitt eine Induktivität 20 auf, die mittels eines ersten Kondensators 18 an eine Treiberschaltung des Lesekopfes 12 angekoppelt ist. Bei entsprechender Anregung baut die Induktivität 20 ein elektromagnetisches Wechselfeld auf, das auf eine erste Induktivität 22 des Koppelelements 16 wirkt, die mit einer zweiten Induktivität 24 des Koppelelements 16 verbunden ist. Die Verbindung erfolgt unter Zwischenschaltung eines zweiten Kondensators 26, der ein jeweils erstes Wicklungsende der beiden Induktivitäten 22, 24 miteinander verbindet; die beiden zweiten Wicklungsenden sind unmittelbar miteinander verbunden.The 2 shows a schematic representation of a first embodiment of the arrangement of read head 12 , Coupling element 16 and actuator 14 , The reading head 12 has at its the coupling element 16 or actuator 14 facing section an inductance 20 on, by means of a first capacitor 18 to a driver circuit of the read head 12 is coupled. With appropriate excitation builds the inductance 20 an electromagnetic alternating field, which is based on a first inductance 22 of the coupling element 16 acts with a second inductance 24 of the coupling element 16 connected is. The connection is made with the interposition of a second capacitor 26 of the first coil end of the two inductors 22 . 24 connects with each other; the two second winding ends are directly connected.

Der zweite Kondensator 26 ist vorzugsweise so gewählt, dass sich eine optimale Kopplung von der ersten Induktivität 22 auf die zweite Induktivität 24 ergibt und dadurch von dem Lesekopf 12 zum Betätiger 14 ergibt. In einer Ausführungsart ist der zweite Kondensator 26 so gewählt, dass die elektrische Schaltung des Koppelelements 16 eine Schwingkreisanordnung bildet, deren Resonanzfrequenz mit der Sendefrequenz des Lesekopfs 12 übereinstimmt.The second capacitor 26 is preferably chosen so that an optimal coupling of the first inductance 22 to the second inductance 24 results and thereby from the read head 12 to the operator 14 results. In one embodiment, the second capacitor is 26 chosen so that the electrical circuit of the coupling element 16 forms a resonant circuit whose resonant frequency with the transmission frequency of the read head 12 matches.

Die zweite Induktivität 24 baut ebenfalls eine elektromagnetisches Wechselfeld auf, das auf die Induktivität 28 des Betätigers 14 wirkt, an deren Enden ein Widerstand 30 angeschlossen ist. Durch diese Beschaltung der Induktivität 28 wird das von der zweiten Induktivität 24 des Koppelelements 16 aufgebaute Wechselfeld bedämpft, und es kommt zu einer dahingehenden Rückkopplung auf das Koppelelement 16 und in Folge zu einer dahingehenden Rückkopplung auf den Lesekopf 12. Der Lesekopf 12 ist daher in der Lage, eine ausreichende Annäherung des Betätigers 14 bei gleichzeitig vorhandenem Koppelelement 16 zu detektieren und beispielsweise an die Steuerung der Maschine zu signalisieren, die innerhalb der Einrichtung 2 angeordnet ist.The second inductance 24 also builds up an electromagnetic alternating field, which depends on the inductance 28 of the actuator 14 acts, at the ends of a resistance 30 connected. Through this wiring of the inductance 28 will that be from the second inductance 24 of the coupling element 16 constructed alternating field damped, and there is a pending feedback on the coupling element 16 and in consequence to a pertinent feedback on the read head 12 , The reading head 12 is therefore able to provide a sufficient approximation of the actuator 14 at the same time existing coupling element 16 to detect and, for example, to signal the control of the machine, within the facility 2 is arranged.

In einer alternativen Ausführungsart kann die elektrische Schaltung des Betätigers 14 auch eine Codierung enthalten, entsprechend der das von der zweiten Induktivität 24 des Koppelelements 16 aufgebaute Wechselfeld moduliert wird, oder der Betätiger 14 kann einen Transponder aufweisen, der in Antwort auf ein Abfragesignal des Lesekopfes 12 eine Signalantwort über das Koppelelement 16 an den Lesekopf 12 zurücksendet.In an alternative embodiment, the electrical circuit of the actuator 14 also contain a coding corresponding to that of the second inductance 24 of the coupling element 16 built-up alternating field is modulated, or the actuator 14 may comprise a transponder responsive to an interrogation signal of the read head 12 a signal response via the coupling element 16 to the reading head 12 returns.

Es können auch mehrere Koppelelemente 16 hintereinandergeschaltet sein, die beispielsweise jeweils an einem beweglichen Element der zu überwachenden Einrichtung angeordnet sind. Nur wenn alle Koppelelemente 16 in einer Position sind, die beispielsweise dem geschlossenen Zustand der Einrichtung 2 entspricht, ist eine Signalübertragung zwischen dem Lesekopf 12 und dem Betätiger 14 möglich.It can also be several coupling elements 16 be connected in series, which are arranged, for example, each on a movable element of the device to be monitored. Only if all coupling elements 16 in a position that, for example, the closed state of the device 2 corresponds, is a signal transmission between the read head 12 and the actuator 14 possible.

In einer Ausführungsart weisen weder das Koppelelement 16 noch der Betätiger 14 eine eigene Energieversorgung auf. Vielmehr wird die für den Betrieb des Koppelelements 16 und des Betätigers 14 erforderliche Energie durch das von der Induktivität 20 des Lesekopfs 12 aufgebaute Wechselfeld bereitgestellt. Bei entsprechender Reichweite des Lesekopfs 12 ist es auch möglich, dass der Lesekopf 12 das Vorhandensein des Betätigers 14 erkennt, selbst wenn das Koppelelement 16 nicht in seiner erforderlichen Position ist. In diesem Fall ist die Vorrichtung 1 derart ausgestaltet, dass der Lesekopf 12 unterscheiden kann, ob nur der Betätiger 14 in der erforderlichen Position ist oder ob sowohl der Betätiger 14 als auch das Koppelelement 16 in der erforderlichen Position sind. In entsprechender Weise kann die Vorrichtung 1 auch derart ausgestaltet sein, dass der Lesekopf 12 erkennt, wenn nur das Koppelelement 16 in seiner erforderlichen Position ist, der Betätiger 14 jedoch nicht. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn das Koppelelement 16 seinerseits das von der Induktivität 20 des Lesekopfs 12 aufgebaute Wechselfeld in charakteristischer Weise modifiziert, insbesondere eine das Koppelelement 16 kennzeichnende Modulierung dieses Wechselfeldes vornimmt.In one embodiment, neither the coupling element 16 still the actuator 14 your own energy supply. Rather, the for the operation of the coupling element 16 and the actuator 14 required energy by that of the inductor 20 of the reading head 12 established alternating field provided. With appropriate range of the read head 12 it is also possible that the reading head 12 the presence of the actuator 14 detects, even if the coupling element 16 is not in its required position. In this case, the device is 1 designed such that the read head 12 can distinguish whether only the actuator 14 is in the required position or whether both the actuator 14 as well as the coupling element 16 are in the required position. In a corresponding manner, the device 1 be designed such that the read head 12 detects if only the coupling element 16 in its required position is the actuator 14 However not. This is possible in particular when the coupling element 16 in turn that of the inductance 20 of the reading head 12 constructed alternating field modified in a characteristic manner, in particular a coupling element 16 performing characteristic modulation of this alternating field.

Die 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, in dem ein Lesekopf 112 auf zwei Koppelelemente 116a, 116b wirkt, die ihrerseits jeweils auf einen Betätiger 114a, 114b koppeln; dadurch können insgesamt vier Elemente, beispielsweise Schutztüren, einer zu überwachenden Einrichtung 2 mit einem einzigen Lesekopf 112 überwacht werden. Abhängig von der Reichweite des Lesekopfes 112 und insbesondere dann, wenn die beiden Betätiger 114a, 114b und/oder die beiden Koppelelemente 116a, 116b unterschiedliche Signalantworten geben, beispielsweise eine unterschiedliche Dämpfung bewirken oder einen unterschiedlichen Code zurückmelden, kann der Lesekopf 112 unterscheiden, welche der Schutztüren, an denen die beiden Betätiger 114a, 114b und Koppelelemente 116a, 116b angeordnet sind, geschlossen ist.The 3 shows a second embodiment in which a read head 112 on two coupling elements 116a . 116b acts, in turn, each on an actuator 114a . 114b couple; This allows a total of four elements, such as protective doors, a device to be monitored 2 with a single reading head 112 be monitored. Depending on the range of the read head 112 and especially if the two actuators 114a . 114b and / or the two coupling elements 116a . 116b give different signal responses, for example, cause a different attenuation or return a different code, the read head 112 distinguish which of the safety doors on which the two actuators 114a . 114b and coupling elements 116a . 116b are arranged, is closed.

In einer alternativen Ausführungsart stellt das Koppelelement 16 eine „Y"-förmige oder gabelförmige Signalkopplung zu insgesamt zwei Betätigern 114a, 114b bereit. Hierzu weist das Koppelelement 16 eine erste Induktivität 22 auf für die Signalkopplung in Richtung auf den Lesekopf 12 und zwei zweite Induktivitäten 24 für die Signalkopplung in Richtung auf jeweils einen Betätiger 114a, 114b.In an alternative embodiment, the coupling element provides 16 a "Y" -shaped or forked signal coupling to a total of two actuators 114a . 114b ready. For this purpose, the coupling element 16 a first inductance 22 on for the signal coupling in the direction of the read head 12 and two second inductors 24 for the signal coupling in the direction of one actuator each 114a . 114b ,

Die 4 zeigt einen Schnitt durch einen Lesekopf 212 eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 201. Der Lesekopf 212 ist über ein elektrisches Anschlusselement und eine zugehörige Anschlussleitung mit einer neben- oder übergeordneten Steuereinrichtung verbindbar. Die Vorrichtung 201 weist eine Zuhalteeinrichtung auf, mit der ein vorgebbarer Zustand der zu überwachenden Einrichtung lösbar arretierbar ist, insbesondere der geschlossene Zustand einer Schutztür oder dergleichen lösbar arretierbar ist. Hierzu weist die Zuhalteeinrichtung ein im Wesentlichen zylindrisches Zuhalteelement 234 auf, das in der Vorrichtung 201 mittels Führungselementen, insbesondere Buchsen, entsprechend dem Doppelpfeil 232 linear beweglich und motorisch antreibbar gelagert ist.The 4 shows a section through a read head 212 a third embodiment of the device according to the invention 201 , The reading head 212 is connectable via an electrical connection element and an associated connection line with a secondary or superordinate control device. The device 201 has a locking device with which a predefinable state of the device to be monitored is releasably locked, in particular the closed state of a protective door or the like can be releasably locked. For this purpose, the locking device has a substantially cylindrical locking element 234 on that in the device 201 by means of guide elements, in particular bushings, according to the double arrow 232 linearly movable and motor driven is mounted.

In der Darstellung der 4 findet sich das Zuhalteelement 234 in seiner ersten Endposition, in der das Zuhalteelement 234 in eine Öffnung 238 des Betätigers 214 eingreift und diesen dadurch arretiert. Diese Arretierung kann dadurch gelöst werden, dass das Zuhalteelement 234 in seine zweite Endposition überführt wird, nämlich aus der Öffnung 238 zurückgezogen wird. Nur in dem in der 4 dargestellten Zustand ist eine Signalübertragung zwischen dem Lesekopf, insbesondere zwischen der feststehend in der Vorrichtung 201 angeordneten Induktivität 220 des Lesekopfs 212, und der ersten Induktivität 222 möglich, die an dem Zuhalteelement 234 angeordnet ist. An oder nahe einem dem Betätiger 214 zugewandten Abschnitt des Zuhalteelements 234, insbesondere an einem stirnseitigen Ende des Zuhalteelements 234, ist die zweite Induktivität 224 angeordnet, die mit der ersten Induktivität 212 elektrisch verbunden ist. Hierzu kann beispielsweise eine Leitungsführung innerhalb des Zuhalteelements 234 vorgesehen sein, das hohlzylindrisch ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann auch eine Leiterplatte in den Hohlraum des Zuhalteelements 234 eingesetzt sein, welche die beiden Induktivitäten 222, 224 miteinander verbindet. Auf dieser Leiterplatte können weitere Bauelemente angeordnet sein, beispielsweise ein Kondensator für die Vervollständigung der Schwingkreisanordnung des Koppelelements. Bei einer mechanischen Beschädigung des Zuhalteelements 234 wird diese Leitungsführung unterbrochen und dadurch ist die mechanische Beschädigung des Zuhalteelements 234 vom Lesekopf 212 erkennbar.In the presentation of the 4 there is the locking element 234 in its first end position, in which the locking element 234 in an opening 238 of the actuator 214 engages and thereby arrested. This lock can be solved by the locking element 234 is transferred to its second end position, namely from the opening 238 is withdrawn. Only in the in the 4 shown state is a signal transmission between the read head, in particular between the fixed in the device 201 arranged inductance 220 of the reading head 212 , and the first inductance 222 possible, on the locking element 234 is arranged. At or near an actuator 214 facing portion of the locking element 234 , in particular at a front end of the locking element 234 , is the second inductance 224 arranged with the first inductor 212 electrically connected. For this purpose, for example, a wiring within the Zuhalteelements 234 be provided, which may be formed as a hollow cylinder. For example, a circuit board in the cavity of the locking element 234 be used, which the two inductors 222 . 224 connects with each other. On this circuit board further components may be arranged, for example, a capacitor for completing the resonant circuit arrangement of the coupling element. In case of mechanical damage of the locking element 234 this line is interrupted and there through is the mechanical damage of the locking element 234 from the reading head 212 recognizable.

Weiterhin ist auch nur in der in der 4 dargestellten Position ein Signalaustausch zwischen der zweiten Induktivität 224 und dem Betätiger 214 möglich, insbesondere zwischen der zweiten Induktivität 224 und der Induktivität 228 des Betätigers 214. Demnach wird der Lesekopf 212 nur dann den Betätiger 214 erkennen, wenn dieser in einer den sicheren Zustand der zu überwachenden Einrichtung 2 entsprechenden Position ist und gleichzeitig das Zuhalteelement 234 eine Arretierung dieses sicheren Zustandes gewährleistet. Sobald das Zuhalteelement 234 zurückgezogen wird und aus der Öffnung 238 austritt, wird sowohl die Signalkopplung zwischen der Induktivität 220 des Lesekopfs 212 und der ersten Induktivität 222 des Koppelelements 16 unterbrochen, als auch die Signalkopplung zwischen der zweiten Induktivität 224 des Koppelelements 16 und der Induktivität 228 des Betätigers 214.Furthermore, only in the in the 4 position shown a signal exchange between the second inductor 224 and the actuator 214 possible, in particular between the second inductance 224 and the inductance 228 of the actuator 214 , Accordingly, the read head 212 only then the actuator 214 detect if this in a safe state of the device to be monitored 2 corresponding position is and at the same time the locking element 234 ensures a locking of this safe condition. Once the locking element 234 is withdrawn and out of the opening 238 leakage, both the signal coupling between the inductor 220 of the reading head 212 and the first inductance 222 of the coupling element 16 interrupted, as well as the signal coupling between the second inductance 224 of the coupling element 16 and the inductance 228 of the actuator 214 ,

Alternativ hierzu ist auch eine Ausgestaltung möglich, bei der auch im zurückgezogenen Zustand des Zuhalteelements 234 eine Signalkopplung zwischen der Induktivität 220 des Lesekopfs 212 und der ersten Induktivität 222 des Koppelelements 16 möglich ist, aber keine Kopplung zwischen der zweiten Induktivität 224 und der Induktivität 228 des Betätigers 214.Alternatively, an embodiment is possible in which also in the retracted state of the locking element 234 a signal coupling between the inductance 220 of the reading head 212 and the first inductance 222 of the coupling element 16 is possible, but no coupling between the second inductance 224 and the inductance 228 of the actuator 214 ,

In einer weiteren alternativen Ausführungsart ist es auch möglich, bei zurückgezogenem, den Betätiger 214 nicht arretierenden Zuhalteelement 234 noch eine wenngleich reduzierte Signalkopplung zwischen dem Koppelelement 16 und dem Betätiger 214 bereitzustellen, und weiterhin eine ebenfalls modifizierte Signalkopplung zwischen dem Koppelelement 16 und dem Lesekopf 212. In diesem Fall könnte von dem Lesekopf 212 erkannt werden, dass zwar der Betätiger 214 in einer den sicheren Zustand der zu überwachenden Einrichtung 2 entsprechenden Position ist, aber noch keine Arretierung dieser sicheren Position erfolgt ist.In a further alternative embodiment, it is also possible, when retracted, the actuator 214 non-locking locking element 234 even if a reduced signal coupling between the coupling element 16 and the actuator 214 to provide, and further a likewise modified signal coupling between the coupling element 16 and the reading head 212 , In this case, could be from the read head 212 be recognized that while the actuator 214 in a safe state of the device to be monitored 2 corresponding position is, but still no locking of this safe position is done.

Das Ausführungsbeispiel der 4 kann auch noch dahingehend abgewandelt sein, dass die Öffnung 238 nicht in einem Betätiger 214 vorgesehen ist, sondern unmittelbar beispielsweise an einem Element der zu überwachenden Einrichtung 2, und dass dementsprechend auch die Induktivität 228 unmittelbar an dem Element der zu überwachenden Einrichtung 2 angeordnet ist.The embodiment of 4 can also be modified to the effect that the opening 238 not in an actuator 214 is provided, but directly, for example, to an element of the device to be monitored 2 , and that, accordingly, the inductance 228 directly to the element of the device to be monitored 2 is arranged.

Claims

Contraption ( 1 ) for monitoring the state of a security-relevant device ( 2 ), in particular safety switches for monitoring the closed state of a protective door or the like, the device ( 1 ) a read head ( 12 ) and an actuator ( 14 ), which when approaching the read head ( 12 ) cooperates electrically with this without contact and thereby the state of the safety-relevant device ( 2 ), characterized in that between the read head ( 12 ) and the actuator ( 14 ) a coupling element ( 16 ) for a signal coupling between the read head ( 12 ) and the actuator ( 14 ) is arranged, and that the coupling element ( 16 ) with the reading head ( 12 ) and / or the actuator ( 14 ) and / or another between the actuator ( 14 ) and the read head ( 12 ) arranged coupling element ( 16 ) interacts electrically non-contact.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that for the operation of the coupling element ( 16 ) required energy from the read head ( 12 ) provided.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element ( 16 ) at least one inductance ( 22 . 24 ) for the electrically contactless interaction with the read head ( 12 ), the actuator ( 14 ) or another coupling element ( 16 ) having.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element ( 16 ) two spatially spaced inductances ( 22 . 24 ), wherein by a first inductance ( 22 ) a signal coupling in the direction of the read head ( 12 ) and by a second inductance ( 24 ) a signal coupling in the direction of the actuator ( 14 ) he follows.

Contraption ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the two inductors ( 22 . 24 ) via an electrical line within the coupling element ( 16 ), in particular with the interposition of a further passive component, preferably a capacitor ( 26 ).

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 14 ) has a transponder, by means of which one of the read head ( 12 ) emitted signal is modifiable in a predeterminable manner.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling element ( 16 ) has a transponder, by means of which one of the read head ( 12 ) emitted signal is modifiable in a predeterminable manner.

Contraption ( 1 ; 101 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ; 101 ) a locking device with a movably mounted locking element ( 234 ) by which a predefinable state of the device to be monitored ( 2 ) is releasably lockable, in particular the closed state of a protective door or the like is releasably lockable.

Contraption ( 1 ; 101 ) according to claim 8, characterized in that the locking element ( 234 ) the coupling element ( 16 ) having.

Contraption ( 1 ; 101 ) according to claim 8 or 9, characterized in that only in which the device to be monitored ( 2 ) arresting state, a signal coupling between the read head ( 212 ) and the actuator ( 214 ) via the coupling element ( 16 ) is possible.