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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hubmagnet, insbesondere einen Zuhaltemagnet eines Sicherheitsschalters, sowie einen Sicherheitsschalter mit einem solchen Hubmagnet.
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Sicherheitsschalter werden beispielsweise zum Überwachen des Zustandes einer Schutzeinrichtung einer Maschine eingesetzt, etwa zum Überwachen des geschlossenen Zustandes einer Schutztür eines Schutzraumes für eine Werkzeugmaschine oder einen Industrieroboter. Im geschlossenen Zustand der Schutzeinrichtung kann der Sicherheitsschalter ein Freigabesignal für den Betrieb der Maschine bereitstellen. Beim Öffnen der Schutzeinrichtung unterbricht der Sicherheitsschalter zwangsgeführt, beispielsweise mittels eines durch Formschluss zu betätigenden elektrischen Kontaktpaares oder mittels eines elektronischen Schaltelements, einen oder mehrere Stromkreise. Das Freigabesignal wird daraufhin nicht mehr bereitgestellt. Die zugehörige Maschine kann daraufhin in einen sicheren Betriebszustand überführt werden, beispielsweise abgeschaltet werden, oder das Einschalten der Maschine kann verhindert werden.
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In einigen Anwendungsfällen ist es erforderlich, dass der geschlossene Zustand der Schutzeinrichtung lösbar arretierbar ist, beispielsweise wenn in einem bestimmten und vorgebbaren Betriebszustand der Maschine verhindert werden soll, dass die Schutzeinrichtung geöffnet werden kann. Erst bei völligem Stillstand der Maschine wird die Arretierung aufgehoben und die Schutzeinrichtung kann geöffnet werden.
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Bei Sicherheitsschaltern mit mechanischen Betätigern erfolgt eine solche Arretierung oder Zuhaltung durch Arretieren des mechanischen Betätigers in seinem in einen Schalterkopf des Sicherheitsschalters eingeführten Zustand, wie aus der
DE 43 28 297 C1 bekannt. Die Arretierung des mechanischen Betätigers kann durch Bestromen eines in dem Sicherheitsschalters angeordneten Hubmagneten aufgehoben werden. Hierzu muss der Hubmagnet eine ausreichende Hubkraft zur Überwindung der Kraft eines Federelements aufbringen, das den Anker des Hubmagneten in die arretierende Position vorspannt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hubmagnet sowie einen Sicherheitsschalter mit einem solchen Hubmagnet bereitzustellen, die weiter verbesserte Gebrauchseigenschaften aufweisen. In einer Ausführungsart soll möglichst wenig Bauraum in Anspruch genommen werden und dennoch eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet sein.
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In einer Ausführungsart der Erfindung ist das Problem durch den im Anspruch 1 bestimmten Hubmagnet und durch den im nebengeordneten Anspruch bestimmten Sicherheitsschalter gelöst. Weitere Ausführungsarten sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bestimmt.
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In einer Ausführungsart weist der Hubmagnet, bei dem es sich um einen Zuhaltemagneten eines Sicherheitsschalters handeln kann, einen Stator und einen gegenüber dem Stator bewegbaren und insbesondere elektromagnetische antreibbaren Anker auf. Der Anker weist eine Vielzahl aufeinandergelegter und fest miteinander verbundener Ankerbleche auf, die aus einem den magnetischen Fluss gut leitenden Werkstoff hergestellt sind. Mindestens ein Teil der Ankerbleche, vorzugsweise alle Bleche des Ankers, sind kongruent und auch hinsichtlich ihrer Dicke identisch.
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Durch den Einsatz eines geblechten Ankers besteht insbesondere in der großen und leicht zu realisierenden Formfreiheit, insbesondere können die Ankerbleche beispielsweise durch Stanzen oder Laserschneiden kostengünstig und mit nahezu beliebiger Formfreiheit hergestellt werden. Dadurch lässt sich nicht nur der Energieverbrauch des Hubmagneten optimieren, insbesondere der beim immer wiederkehrenden Einschaltvorgang auftretende Strom reduzieren, sondern es sind auch mit kleiner Bauform des Hubmagneten große Hubkräfte realisierbar. Darüber hinaus kann die Form der einzelnen Ankerbleche auch noch hinsichtlich einer Stoßfestigkeit optimiert sein. Hinzu kommt, dass die Wirbelstromverluste reduziert sind.
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Der Anker kann eine zylindrische Form aufweisen, d. h. einen Körper bilden, bei dem zwei parallele, ebene und kongruente Grundflächen durch einen Mantel miteinander verbunden sind. Vorzugsweise weisen die Grundflächen eine von der Kreisform abweichende Form auf, insbesondere kann die Grundfläche und Deckfläche die Form eines Polygons aufweisen und die Zylinderachse kann rechtwinklig zu der Bewegungsachse des Ankers in dem Hubmagneten ausgerichtet sein. In einer Ausführungsart ist der Anker prismenförmig und weist abschnittsweise eine rechteckig Außenkontur und abschnittsweise eine trapezförmige Außenkontur auf.
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In einer Ausführungsart weisen die Ankerbleche eine magnetische Vorzugsrichtung auf, insbesondere eine mit der Bewegungsrichtung des Ankers parallel verlaufende magnetische Vorzugsrichtung. Dadurch ist eine hohe Dichte des magnetischen Flusses sowie eine besonders verlustarme magnetische Durchflutung erreicht.
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In einer Ausführungsart weist mindestens ein Teil der Ankerbleche, vorzugsweise alle Ankerbleche, mindestens eine Öffnung mit einer vorzugsweise geschlossenen Randlinie auf. Die Öffnung kann spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene des Ankers ausgebildet sein, wobei die Mittelebene des Ankers durch die Bewegungsrichtung des Ankers im Hubmagneten einerseits und die Höhe des zylindrischen Ankers andererseits aufgespannt ist. Die Öffnung kann im Wesentlichen rechteckförmig sein. In einer Ausführungsart kann die Öffnung mindestens abschnittsweise trapezförmig sein.
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Die Ausdehnung der Öffnung kann in Richtung der Bewegungsachse des Ankers mehr als das 1,5-fache, insbesondere mehr als das 2-fache und vorzugsweise mehr als das 2,5-fache gegenüber der Ausdehnung in jener Richtung betragen, die quer zur Bewegungsrichtung des Ankers und quer zur Zylinderachse des Ankers verläuft. Dementsprechend kann in jedem einzelnen Ankerblech die Länge der Öffnung in Richtung der Bewegungsachse mehr als das 1,5-fache, insbesondere mehr als das 2-fache und vorzugsweise mehr als das 2,5-fache der Ausdehnung in Querrichtung betragen. Die Ausdehnung des Ankers in seiner Bewegungsrichtung beträgt mehr als das 3-fache, insbesondere mehr als das 4-fache und vorzugsweise mehr als das 5-fache seiner Ausdehnung quer zur Bewegungsrichtung und quer zur Längsachse der Zylinderform des Ankers. Dementsprechend weisen die einzelnen Ankerbleche eine Länge auf, die mehr als das 3-fache, insbesondere mehr als das 4-fache und vorzugsweise mehr als das 5-fache ihrer Ausdehnung in Querrichtung beträgt. Durch diese Geometrien des Ankers sind große Hubkräfte bereitstellbar bei gleichzeitig hoher Stabilität des geblechten Ankers.
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In einer Ausführungsart weist mindestens ein Teil der Ankerbleche mindestens eine erste Öffnung zur Reduktion der Masse des Ankers auf und/oder mindestens eine zweite Öffnung, die vorzugsweise kleiner ist als die erste Öffnung, für den Durchtritt eines Bündelelements zum Verbinden der Ankerbleche untereinander, beispielsweise für den Durchtritt eines Klemmstiftes. Vorzugsweise weist mindestens ein Teil der Ankerbleche, insbesondere aller Ankerbleche, mehrere, in Bewegungsrichtung des Ankers hintereinander und beabstandet voneinander angeordnete erste Öffnungen auf, vorzugsweise drei erste Öffnungen.
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Die Summe der Flächenanteile der ersten Öffnungen kann dabei mehr als 10%, insbesondere mehr als 15% und vorzugsweise mehr als 20% der von der Außenkontur des Ankerblechs begrenzten Grundfläche betragen. An einem ersten axialen Ende des Ankers kann eine erste Öffnung einen Abstand von dem ersten axialen Ende aufweisen, der geringer ist als die Breite der ersten Öffnung. An dem gegenüberliegenden zweiten axialen Ende, das bei einer Bestromung des Hubmagneten in Anlage an eine Anschlagfläche bringbar ist, kann die randseitige erste Öffnung einen Abstand aufweisen, der größer ist als die Breite der ersten Öffnung. Dadurch ist in diesem besonders mechanisch beanspruchten Abschnitt des Ankers eine erhöhte Stabilität erreicht.
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In einer Ausführungsart weist mindestens ein Teil der Ankerbleche, vorzugsweise alle Ankerbleche, eine weitere Öffnung mit einer Randlinie auf, die zu einer axialen Endseite des Ankers hin offen ist. In diese weitere Öffnung ist ein Stößelelement einsetzbar, das mit einem Verriegelungsstößel und/oder einem Schaltstößel des Sicherheitsschalters verbindbar ist.
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In einer Ausführungsart weist die weitere Öffnung einen Hinterschnitt auf, in den das Stößelelement eingreifen kann. Dadurch sind Zugkräfte des Ankers durch Formschluss auf das Stößelelement übertragbar. Das Stößelelement kann dabei in Richtung der Zylinderachse des Ankers, d. h. quer zur Bewegungs- bzw. Hubrichtung des Ankers, in die weitere Öffnung einsetzbar sein und entlang der Öffnung beispielsweise bis in eine zentrale Position verschiebbar sein und dort mittels eines ebenfalls in die weitere Öffnung einsetzbaren Abschlusselements fixierbar sein. Das Abschlusselement kann außerdem eine Anlagefläche bilden, mit welcher der Anker beim Bestromen in Anlage an eine Anschlagfläche bringbar ist. Hierzu kann das Anlageelement aus einem Kunststoff hergestellt sein, wohingegen das Stößelelement aus Metall hergestellt sein kann.
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In einer Ausführungsart ist die Bauhöhe des Ankers, die durch die Anzahl und Dicke der aufeinandergelegten Ankerbleche bestimmt ist, mit der Bauhöhe des vorzugsweise ebenfalls geblechten Stators übereinstimmend. Insbesondere können die Ankerbleche und die Statorbleche aus einem identischen Werkstoff hergestellt sein, vorzugsweise aus einem Blech mit übereinstimmender Blechdicke und/oder übereinstimmender Vorzugsrichtung der Magnetisierung.
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In einer Ausführungsart weist der Stator eine Vielzahl aufeinandergelegter und fest miteinander verbundener Statorbleche auf, die aus einem den magnetischen Fluss gut leitenden Werkstoff hergestellt sind. Mindestens ein Teil der Statorbleche, vorzugsweise alle Statorbleche, sind kongruent. Die Statorbleche können eine magnetische Vorzugsrichtung aufweisen, die vorzugsweise parallel zu der Bewegungsrichtung des Ankers verläuft.
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In einer Ausführungsart weist der Stator zwei im Wesentlichen U-förmige Statorblechpakete auf, die jeweils vorzugsweise mindestens zwei, auf den Anker hin gerichtete Schenkel aufweisen. Die beiden Statorblechpakete bilden an einem ersten der beiden Schenkel jeweils einen Führungsabschnitt zum Führen des Ankers. Die Statorbleche können beispielsweise durch Stanzen, Wasserschneiden oder Laserschneiden hergestellt sein und dadurch eine hohe Präzision aufweisen. Dadurch werden Führungsbuchsen für den Anker entbehrlich.
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In einer Ausführungsart weisen die beiden Statorblechpakete an einem zweiten der beiden Schenkel jeweils einen Endabschnitt auf, der mit der Bewegungs- bzw. Hubachse des Ankers einen Winkel von mehr als 5° und weniger als 45° einschließt, insbesondere mehr als 8° und weniger als 30° und vorzugsweise mehr als 10° und weniger als 15°. Die beiden einander gegenüberliegenden Endabschnitte laufen dabei aufeinander zu. Die Endabschnitte können insbesondere mindestens abschnittsweise plan sein und dementsprechend keilförmig aufeinander zulaufen. Der Anker ist in seinem den Endabschnitten des Stators zugeordneten Abschnitt, insbesondere in einem Endabschnitt, entsprechend ausgebildet, insbesondere gleichschenklig trapezförmig ausgebildet. Dadurch ist über einen vergleichsweise großen Hubweg eine große Hubkraft erreichbar.
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In einer Ausführungsart sind die Statorblechpakete auf mindestens einer ihrer axialen Endflächen, vorzugsweise auf beiden Endflächen, durch einen Armierungsring miteinander verbunden, der die Statorbleche zueinander ausrichtet und in der ausgerichteten Stellung fixiert. In einer Ausführungsart weist die axiale Endfläche des Stators eine Nut auf, in welche der Armierungsring eingesetzt ist. Der Armierungsring kann in der Nut verpresst sein. Der Armierungsring kann eine Durchtrittsöffnung für den Anker oder für ein mit dem Anker verbundenes Stößelelement aufweisen. Ein Verbindungsabschnitt des Armierungsrings, der die in die Nuten des Stators eingelegten Einlegeabschnitte miteinander verbindet, kann eine Führung für den Anker bilden.
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In einer Ausführungsart ist axial endseitig auf den Stator eine Sicherungskappe aufgebracht, die eine Durchtrittsöffnung für den Anker und/oder für ein mit dem Anker verbundenes Stößelelement aufweist. Die Sicherungskappe kann insbesondere eine Anschlagfläche für die axiale Beweglichkeit des Ankers bilden.
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In einer Ausführungsart ist die Sicherungskappe formschlüssig mit dem Stator verbunden. Beispielsweise kann die Sicherungskappe einstückig einen Steg ausbilden, der in eine, vorzugsweise einen Hinterschnitt aufweisende, beispielsweise schwalbenschwanzförmige, Nut des Stators eingreift. Alternativ oder ergänzend kann die Sicherungskappe auch eine flanschartige Verbreiterung des Stators übergreifen. Sowohl die vorzugsweise einen Hinterschnitt aufweisende Nut als auch die flanschartige Verbreiterung des Stators kann durch eine geeignete Form der verwendeten Statorbleche gebildet sein. Die flanschartige Verbreiterung des Stators kann auf der Außenseite ausgebildet sein, insbesondere an oder nahe dem axialen Ende des Stators.
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Die Erfindung betrifft auch einen Sicherheitsschalter zum Überwachen einer sicherheitsrelevanten Einrichtung, insbesondere zum Überwachen des geschlossenen Zustandes einer Schutzvorrichtung einer Maschine, der einen Hubmagneten wie vorliegend beschrieben aufweist. Der Anker des Hubmagneten ist mit einem Stößelelement des Sicherheitsschalters verbunden, wobei die Verbindung des Stößelelements mit dem Anker des Hubmagneten formschlüssig ist.
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Durch die Verwendung eines Hubmagneten mit einem geblechten Anker und/oder einem geblechten Stator können mechanisch hochstabile, dabei dennoch eine geringe Masse und eine geringe Baugröße aufweisende und gleichzeitig eine große Hubkraft bereitstellende Zuhaltemagnete realisiert werden.
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In einer Ausführungsart ist der Hubmagnet Teil einer Zuhalteeinrichtung des Sicherheitsschalters, mittels welcher der geschlossene Zustand der vom Sicherheitsschalter überwachten sicherheitsrelevanten Einrichtung arretierbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hubmagneten,
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht auf den Stator,
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf den Stator der 2, nun mit eingesetztem Anker,
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4 zeigt einen Schnitt durch den unbestromten Hubmagnet,
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5 zeigt einen Schnitt durch den bestromten Hubmagnet, und
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6 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter mit Hubmagnet.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hubmagneten 1. Der Hubmagnet 1 weist einen Stator 10 auf, der aus einer Vielzahl aufeinandergelegter und fest miteinander verbundener, kongruenter Ankerbleche 12 gebildet ist, die aus einem den magnetischen Fluss gut leitenden Werkstoff hergestellt sind. Im Innern der Statorwicklung 14 ist ein Anker 20 angeordnet, der ebenfalls aus einer Vielzahl aufeinandergelegter und fest miteinander verbundener, kongruenter Ankerbleche 22 gebildet ist. Der Anker 20 ist durch Bestromen der Statorwicklung 14 entlang der Längsachse 2 des Hubmagneten 1 verschiebbar, wodurch ein mit dem Anker 20 verbundenes und auf einer Stirnseite des Hubmagneten 1 austretendes Stößelelement 30 in Richtung der Längsachse 2 bewegbar ist. Die 1 zeigt den unbestromten Zustand des Hubmagneten 1, in dem der Anker 20 auf der dem Stößelelement 30 gegenüberliegenden Seite des Hubmagneten 1 über den Stator 10 hinausragt.
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An beiden axialen Enden des Hubmagneten 1 ist jeweils eine Sicherungskappe 32 auf den Stator 10 aufgebracht, wobei die in der Ansicht der 1 obere Sicherungskappe 32 zentrisch eine Durchtrittsöffnung für das Stößelelement 30 aufweist. Wie nachstehend noch beschrieben, kann die Sicherungskappe 32 einen mechanischen Anschlag für die axiale Bewegung des Ankers 20 bilden, weshalb die vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellte Sicherungskappe 32 vorzugsweise sternförmig im Zentrum zusammenlaufende Versteifungsrippen 34 aufweist.
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Nachstehend noch näher erläuterte Armierungsringe 36, die axial endseitig die Statorbleche 12 bündeln und zueinander fixieren, treten lateral aus den Sicherungskappen 32 aus und bilden auf einander gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Öse 38 (2) für die Befestigung eines Fixierungsmittels 40 zum Fixieren der Statorwicklung 14.
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Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht auf den Stator 10 des Hubmagneten 1, wobei gegenüber der Darstellung der 1 die Statorwicklung 14 und die Sicherungskappen 32 ebenso entfernt sind wie der Anker 20. Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf den Stator 10 der 2, nun mit eingesetztem Anker 20. Die 4 zeigt einen Schnitt durch den Hubmagnet 1 in einer ersten Stellung des Ankers 20, in welcher der Hubmagnet 1 nicht bestromt ist. Die 5 zeigt einen Schnitt durch den Hubmagnet 1 in einer zweiten Stellung des Ankers 20, in welcher der Hubmagnet 1 bestromt ist.
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Alle Statorbleche 12 sind identisch ausgebildet. Insbesondere sind auch alle Statorbleche 12 der einander in Bezug auf die Längsachse 12 gegenüberliegenden Statorblechpakete identisch ausgebildet, so dass diesbezüglich Gleichteile verwendet werden können. Alle Ankerbleche 22 sind identisch ausgebildet. Insbesondere sind die Ankerbleche 22 symmetrisch zu der Längsachse 2 ausgebildet, so dass die Ankerbleche 22 als Wendeteile beidseitig verwendbar sind.
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Jedes Ankerblech 22 weist mehrere, im Ausführungsbeispiel drei, erste Öffnungen 24 auf, die entweder im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sein können oder – wie im Ausführungsbeispiel – im Wesentlichen trapezförmig ausgebildet sein können. Die Längserstreckung der ersten Öffnungen 24 in Richtung der Längsachse 2 beträgt dabei mehr als das 2-fache der Quererstreckung hierzu, wobei das Verhältnis von Längserstreckung zu Quererstreckung der ersten Öffnungen 24 von der, dem Stößelelement 30 benachbarten ersten Öffnung 24 zu der, dem Stößelelement 30 fernen ersten Öffnung 24 hin zunimmt, insbesondere weisen die ersten Öffnungen 24 eine im Wesentlichen übereinstimmende Längserstreckung auf, wohingegen die Quererstreckung abnimmt.
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Die dem Stößelelement 30 nahe erste Öffnung 24 weist einen größeren Abstand von dem axialen Ende des Ankers 20 auf als die dem Stößelelement 30 ferne erste Öffnung 24. Dadurch ist der Anker 20 trotz der ersten Öffnungen 24, durch welche die Masse des Ankers 20 reduziert ist, insbesondere in seinem dem Stößelelement 30 nahen Abschnitt mechanisch sehr stabil.
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Darüber hinaus weisen die Ankerbleche 22 zentrisch jeweils zwei, entlang der Längsachse 2 voneinander beabstandete zweite Öffnungen 26 auf, vorzugsweise kreisrunde Öffnungen, für den Durchtritt beispielsweise eines Klemmstiftes, mit dem die einzelnen Ankerbleche 22 fixierbar sind.
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An seinem dem Stößelelement 30 zugewandten axialen Ende weist der Anker 20 eine weitere Öffnung 28 auf, die zum stirnseitigen Ende des Ankers 20 hin offen ist, und in welche senkrecht zur Zeichenebene der 4 und 5, und damit parallel zur Zylinderachse des Ankers 20, das Stößelelement 30 einsetzbar ist. Die weitere Öffnung 28 weist einen Hinterschnitt 42 auf, in den ein ringförmiger oder stegförmiger, insbesondere flanschartiger Vorsprung des Stößelelements 30 einsetzbar ist, so dass insbesondere beim Auftreten von Zugkräften auf das Stößelelement 30 eine formschlüssige Verbindung des Stößelelements 30 mit dem Anker 20 bereitgestellt ist.
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Die sich senkrecht zur Zeichenebene der 4 und 5 erstreckende Bauhöhe des Ankers 20 kann mit der Bauhöhe des ebenfalls geblechten Stators 10 übereinstimmen. Insbesondere kann die Anzahl und die Dicke der übereinandergelegten Statorbleche 12 und Ankerbleche 22 übereinstimmen.
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Die Statorbleche sind im Wesentlichen U- oder C-förmig, wobei auf den die stirnseitigen Enden des Hubmagneten 1 bildenden Oberflächen der beiden Schenkel 52, 54 jeweils eine im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmige Nut 16 (4) eingebracht ist, in die der Armierungsring 36, insbesondere ein Einlegeabschnitt des Armierungsrings 36, eingesetzt ist, vorzugsweise eingepresst ist. Dadurch ist eine genaue Maßhaltigkeit des Abstandes zwischen den Schenkeln 52, 54 der einander gegenüberliegenden Statorblechpakete gewährleistet, wodurch mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Führung der axialen Beweglichkeit des Ankers 20 gegeben ist.
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Die Statorblechpakete bilden ebenfalls jeweils einen Zylinder mit von der Kreisform abweichenden Grundflächen, wobei die Zylinderachse der Statorblechpakete parallel zu der Zylinderachse des Ankers 20 verläuft, nämlich rechtwinklig zur Bewegungsrichtung oder Längsachse 2 des Hubmagneten 2.
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Weitere Nuten 18, die im Ausführungsbeispiel schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind und – in Bezug auf die Längsachse 2 – radial innerhalb der Nut 16 liegen können, dienen dem Eingriff von entsprechend ausgebildeten Stegen 44, die vorzugsweise einstückig von der Sicherungskappe 32 ausgebildet sind. Mithin sind die Sicherungskappen 32 allein durch die Stege 44 formschlüssig an dem Stator 10 festgelegt.
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Die Statorbleche 12 weisen an den axialen Enden radial außenseitig flanschartige Vorsprünge 46 auf, die von der Sicherungskappe 32 übergriffen werden, so dass dadurch die Sicherungskappe 32 formschlüssig an dem Stator 10 festgelegt ist.
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Ein parallel zur Längsachse 2 verlaufender endseitiger Rand 48 (2) eines ersten Schenkels 52 des Statorblechs 12 bildet eine Führung für die axiale Bewegbarkeit des Ankers 20. Der Rand 48 erstreckt sich über eine Länge, die mehr als 20% der Breite des Ankers 20 beträgt. Axial gegenüberliegend bildet ein zweiter Schenkel 54 einen endseitigen Rand 56 aus, der mit der Längsachse 2 einen Winkel von mehr als 10° und weniger als 15° einschließt, im Ausführungsbeispiel etwa 12°. Der zugeordnete Abschnitt des Ankers 20 ist in dem in den 4 und 5 dargestellten Querschnitt trapezförmig und bildet einen Rand 58 aus, der ebenfalls mit der Längsachse 2 einen Winkel zwischen 10° und 15° aufweist, im Ausführungsbeispiel ebenfalls etwa 12°. Beim Übergang des Ankers 20 von der Position in der 4 zu der Position in der 5 wirkt eine vergleichsweise große Hubkraft über einen großen Hubweg, bis der Anker 20 die in der 5 dargestellte Endposition erreicht.
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In der Endposition der 5 ist der Anker 20 mit dem Rand 58 in Anlage an dem Rand 56 des Stators. Gleichzeitig ist der Anker 20 in Anlage an der Sicherungskappe 32, insbesondere kommt ein in die weitere Öffnung 28 eingesetztes Einlegeelement 50, mit dem auch das Stößelelement 30 in der weiteren Öffnung 28 fixierbar ist, in einen Anschlag bildende Anlage an die Sicherungskappe 32. Wenn das Einlegeelement 50 ausreichend weit in Richtung auf die Sicherungskappe 32 vorsteht, kann es auch bereits in Anlage an die Sicherungskappe 32 kommen, bevor der Rand 58 des Ankers 20 auf dem Rand 56 des Stators 10 auftrifft. Durch eine elastische Verformbarkeit des vorzugsweise aus einem Kunststoff bestehenden Einlegeelements 50 wird die Stoßbelastung des Stators 10 und des Ankers 20 durch das Auftreffen des Ankers 20 auf den Stator 10 reduziert und/oder die Ablösegeschwindigkeit des Ankers 20 aus der Anlage an dem Stator 10 erhöht.
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Die 6 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter 60 mit einem Hubmagnet 1 wie vorstehend beschrieben bei abgenommenen Gehäusedeckel. Der Sicherheitsschalter 60 umfasst ein Schaltergehäuse 62, das langgestreckt mit einer Baulänge von im Ausführungsbeispiel etwa 20 cm und im Wesentlichen quaderförmig ist. Der Hubmagnet 1 ist axial im Wesentlichen mittig in dem Schaltergehäuse 62 angeordnet. Die in der Darstellung in der 6 sich von links nach rechts erstreckende Breite des Hubmagneten 1 beträgt mehr als 90%, insbesondere mehr als 95%, der lichten Weite des Schaltergehäuses 62, wodurch der Hubmagnet 1 passgenau in das Schaltergehäuse 62 einbaubar ist.
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Auf der dem Schalterkopf 64 des Sicherheitsschalters 60 gegenüberliegenden Seite des Hubmagneten 1 ist eine elektronische Baueinheit 66 in dem Schaltergehäuse 62 angeordnet für den Betrieb des Hubmagneten 1 und/oder des Sicherheitsschalters 60. Auf der dem Schalterkopf 64 zugewandten Seite des Hubmagneten 1 tritt in dem dargestellten bestromten Zustand des Hubmagneten 1 das Stößelelement 30 aus dem Hubmagneten 1 hervor. Dadurch ist ein Hubelement 68 des Sicherheitsschalters 60 angehoben, mittels dem ein Betätiger 70 aus seiner an dem Schalterkopf 64 arretierten Position angehoben ist, so dass beispielsweise die Tür einer Schutzeinrichtung, an welcher der Betätiger 70 mittels des Befestigungselements 72 festgelegt ist, geöffnet werden kann. Ist der Hubmagnet 1 dagegen nicht bestromt, fällt das Stößelelement 30 in seine in der 4 dargestellte Position zurück, wodurch der Betätiger 70 an dem Schalterkopf 64 beispielsweise durch einen Formschluss arretiert ist und damit ein Öffnen der Schutzeinrichtung verhindert ist.
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Der Betätiger 70 kann beispielsweise ein kontaktlos auslesbares Speicherelement aufweisen, etwa einen Transponder oder ein Radiofrequenz-basiertes Identifizierungsmittel (RFID tag), das vorzugsweise nur in der arretierten Position des Betätigers 70 von einem in dem Schalterkopf 64 angeordneten Lesekopf, beispielsweise einer Lesespule, auslesbar ist, woraufhin die elektronische Baueinheit 66 beispielsweise ein Freigabesignal für den Betrieb einer Werkzeugmaschine ausgeben kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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