DE102021203550A1

DE102021203550A1 - Lighting device, emergency stop button and operating procedures

Info

Publication number: DE102021203550A1
Application number: DE102021203550.7A
Authority: DE
Inventors: Herbert Haller; Alexander Joeckel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2022-10-13

Abstract

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung (100) für einen Notausschalter zur optischen Signalisierung eines aktuellen Zustands des Notausschalters weist eine erste Leuchtmittel-Einheit (110) sowie eine baugleiche zweite Leuchtmittel-Einheit (120), welche elektrisch parallel zueinander geschaltet sind, auf. Weiterhin weist die Beleuchtungsvorrichtung (100) einen mit der ersten Leuchtmittel-Einheit (110) gekoppelten ersten Sensor (112) zur Ermittlung eines ersten physikalischen Messwertes einer ersten physikalischen Eigenschaft der ersten Leuchtmittel-Einheit (110) sowie einen mit der zweiten Leuchtmittel-Einheit (120) gekoppelten zweiten Sensor (122) zur Ermittlung eines zweiten physikalischen Messwertes der ersten physikalischen Eigenschaft der zweiten Leuchtmittel-Einheit (120) auf. Ferner weist die Beleuchtungsvorrichtung (100) eine mit den beiden Sensoren (112, 122) gekoppelte Komparator-Schaltung (150) auf, welche die beiden Messwerte miteinander vergleicht und auf Basis eines derart ermittelten Differenzwertes ein Ausgabesignal (151) erzeugt, wenn der Differenzwert einen vordefinierten Vorgabewert überschreitet. Durch den relativen Vergleich der beiden Messwerte kann eine höhere Genauigkeit erreicht werden, als dies bei einem Vergleich eines diversen Umgebungseinflüssen unterlegenden Messwertes mit einem absoluten Sollwert der Fall wäre.The lighting device (100) according to the invention for an emergency stop switch for optically signaling a current state of the emergency stop switch has a first light source unit (110) and a structurally identical second light source unit (120), which are electrically connected in parallel to one another. Furthermore, the lighting device (100) has a first sensor (112) coupled to the first light source unit (110) for determining a first physical measured value of a first physical property of the first light source unit (110) and a sensor connected to the second light source unit ( 120) coupled second sensor (122) to determine a second physical measured value of the first physical property of the second illuminant unit (120). The lighting device (100) also has a comparator circuit (150) coupled to the two sensors (112, 122), which compares the two measured values with one another and generates an output signal (151) on the basis of a difference value determined in this way if the difference value is one exceeds a predefined value. Through the relative comparison of the two measured values, a higher accuracy can be achieved than would be the case with a comparison of a measured value that is subject to various environmental influences with an absolute desired value.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Notausschalter zur Hinterleuchtung einer Betätigungsfläche eines manuell betätigbaren Drucktasters des Notausschalters, um einen aktuellen Betriebszustand des Notausschalters optisch zu signalisieren. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Notausschalter zur Initiierung einer Notabschaltfunktion für eine sicherheitsgerichtete Abschaltung einer Maschine oder automatisierten Anlage sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung eines Notausschalters mit einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung.The invention relates to an illumination device for an emergency stop switch for backlighting an actuating surface of a manually operable pushbutton of the emergency stop switch in order to optically signal a current operating state of the emergency stop switch. Furthermore, the invention relates to an emergency stop switch for initiating an emergency stop function for a safety-related shutdown of a machine or automated system and a method for operating such a lighting device of an emergency stop switch with such a lighting device.

Notausschalter im Sinne der vorliegenden Erfindung werden dazu verwendet, um eine elektrische Einrichtung, beispielsweise eine elektrische Maschine, eine industrielle Produktionsanlage oder eine elektrische Versorgungseinrichtung, in einer Notfall- oder Gefahrensituation gezielt abschalten zu können. In einer derartigen Automatisierungsanlage müssen Notausschalter deutlich erkennbar positioniert sein. Dieses Erfordernis lässt sich insbesondere durch eine entsprechende Farbgebung umsetzen. Daher weisen Notausschalter hierzu üblicherweise ein in roter Farbe gestaltetes Betätigungselement, in aller Regel ein Drucktaster, auf, welches vor einem gelben Hintergrund, beispielsweise einem gelben Gehäuseteil, angeordnet ist.Emergency stop switches within the meaning of the present invention are used in order to be able to switch off an electrical device, for example an electrical machine, an industrial production plant or an electrical supply device, in a targeted manner in an emergency or hazardous situation. In such an automation system, emergency stop switches must be clearly positioned. This requirement can be implemented in particular by appropriate coloring. For this reason, emergency stop switches usually have an actuating element designed in red, usually a pushbutton, which is arranged in front of a yellow background, for example a yellow housing part.

Bei komplexen Automatisierungsanlagen ist ferner die Norm DIN EN ISO 13850 zu berücksichtigen, welche vorgibt, dass eine Notaus-Vorrichtung - gegebenenfalls mit einer Vielzahl von Notausschaltern - in jeder Betriebssituation einwandfrei funktionieren muss. Im Mittelpunkt steht dabei die Gewissheit eines Maschinenbedieners, eine Gefahrensituation durch Betätigen eines der Notausschalter vollständig bereinigt zu haben. Insbesondere bei modularen Fertigungsanlagen kann das Problem bestehen, dass bei einem separierten Modul der Fertigungsanlagen der Notausschalter zwar immer noch deutlich sichtbar, aber für die Anlage ohne Funktion ist. Daher werden für komplexe Fertigungsanlagen mit mehreren Notausschaltern oder für Anlagen mit einer mobilen, von einer Maschine lösbaren Bedieneinheit vermehrt adaptierbare Notausschalter benötigt. Unter dem Begriff „adaptierbar“ wird in diesem Zusammenhang die Möglichkeit verstanden, für bestimmte Anwendungen einen Notausschalter in einen inaktiven Zustand zu versetzen, in dem er seine bestimmungsgemäße Notabschaltfunktion nicht ausübt. Ist ein Notausschalter inaktiv, muss sichergestellt werden, dass dieser Notausschalter im Bedarfsfall nicht verwendet wird. Er darf also nicht mehr als solcher dargestellt sein, da sonst ein Benutzer irrtümlicher Weise in falscher Sicherheit gewogen werden könnte. Andererseits muss bei aktivem Notausschalter dieser auch als benutzbar erkennbar sein.In the case of complex automation systems, the DIN EN ISO 13850 standard must also be taken into account, which stipulates that an emergency stop device - possibly with a large number of emergency stop switches - must function perfectly in every operating situation. The focus is on the certainty of a machine operator that a dangerous situation has been completely eliminated by pressing one of the emergency stop switches. In the case of modular production systems in particular, there can be the problem that, although the emergency stop switch is still clearly visible in a separate module of the production system, it has no function for the system. Therefore, more and more adaptable emergency stop switches are required for complex production systems with several emergency stop switches or for systems with a mobile operating unit that can be detached from a machine. In this context, the term “adaptable” is understood to mean the possibility of putting an emergency stop switch into an inactive state for certain applications in which it does not perform its intended emergency stop function. If an emergency stop button is inactive, it must be ensured that this emergency stop button is not used in the event of an emergency. It must therefore no longer be shown as such, since otherwise a user could be mistakenly weighed in with a false sense of security. On the other hand, if the emergency stop switch is active, it must also be recognizable as usable.

Eine Möglichkeit, einen Notausschalter als aktiv bzw. inaktiv zu kennzeichnen, besteht darin, dass der Notausschalter im aktiven Zustand in roter Farbe leuchtet. Im inaktiven Zustand leuchtet der Notausschalter hingegen nicht. Da Notausschalter zumeist in sicherheitsgerichteten Anlagen eingesetzt werden, muss die Anzeige, ob der Notausschalter aktiv oder inaktiv ist, sicherheitsgerichtet ausgewertet werden. Dazu ist unter anderem erforderlich, dass die Funktion „Beleuchtung des Notausschalters“ entsprechend überwacht wird.One way to identify a kill button as active or inactive is for the kill button to glow red when active. In the inactive state, however, the emergency stop button does not light up. Since emergency stop switches are mostly used in safety-related systems, the display of whether the emergency stop switch is active or inactive must be evaluated in a safety-related manner. This requires, among other things, that the "illumination of the emergency stop switch" function is monitored accordingly.

Die Druckschrift DE 199 19 012 A1 offenbart hierzu ein Verfahren zur Überwachung von Not-Aus-Befehlseinrichtungen, die im spannungslosen Zustand, d. h. in einem Zustand, in dem keine Verbindung zu einer Anlage oder Maschine beseht, farblich neutral erscheint und somit nicht als Notausschalter wahrgenommen wird. Sobald jedoch eine Verbindung zu einer Maschine hergestellt ist und über die Notausbefehlseinrichtung eine Notausschaltfunktion auslösbar ist, nimmt die Notausbefehlseinrichtung ihre charakteristische Farbgebung ein. Hierzu umfasst die Notausbefehlseinrichtung bspw. ein transparentes oder transluzentes Gehäuse, das über farbliche Beleuchtungselemente, bspw. farbige LEDs, beleuchtet werden kann. Mit der Aktivierung der Befehlseinheit werden die Beleuchtungselemente eingeschaltet und die Notausbefehlseinrichtung erscheint in einer normgerechten Farbgebung. Dabei besteht jedoch das Risiko, dass die farbliche Veränderung des Betätigungselements aufgrund eines Fehlers - beispielsweise der Elektronik - nicht eintritt. Da dies ein nicht-unerhebliches Sicherheitsrisiko darstellt, sind derartige Fehlerzustände unter allen Umständen zu vermeiden.The pamphlet DE 199 19 012 A1 discloses a method for monitoring emergency stop command devices, which appears neutral in color in the de-energized state, ie in a state in which there is no connection to a system or machine, and is therefore not perceived as an emergency stop switch. However, as soon as a connection to a machine is established and an emergency stop function can be triggered via the emergency stop command device, the emergency stop command device assumes its characteristic coloring. For this purpose, the emergency stop command device comprises, for example, a transparent or translucent housing that can be illuminated using colored lighting elements, for example colored LEDs. When the command unit is activated, the lighting elements are switched on and the emergency stop command device appears in a standard color scheme. However, there is a risk that the change in color of the actuating element will not occur due to a fault, for example in the electronics. Since this represents a not inconsiderable safety risk, such error states must be avoided under all circumstances.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Notausschalter zur Hinterleuchtung einer Betätigungsfläche eines manuell betätigbaren Drucktasters des Notausschalters, einen Notausschalter mit einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung sowie ein Betriebsverfahren für eine derartige Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, welche eine sichere und zuverlässige Bedienung des Notausschalters - und damit einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Automatisierungsanlage - ermöglichen.It is therefore the object of the present invention to provide a lighting device for an emergency stop switch for backlighting an actuation surface of a manually actuatable pushbutton of the emergency stop switch, an emergency stop switch with such a lighting device and an operating method for such a lighting device which enables safe and reliable operation of the emergency stop switch - and thus enabling safe and reliable operation of the automation system.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Beleuchtungsvorrichtung, den Notausschalter sowie das Betriebsverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by the lighting device, the emergency stop switch and the operating method according to the independent claims. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung für einen Notausschalter zur optischen Signalisierung eines aktuellen Zustands des Notausschalters weist eine erste Leuchtmittel-Einheit sowie eine baugleiche zweite Leuchtmittel-Einheit, welche elektrisch parallel zueinander geschaltet sind, auf. Weiterhin weist die Beleuchtungsvorrichtung einen mit der ersten Leuchtmittel-Einheit gekoppelten ersten Sensor zur Ermittlung eines ersten physikalischen Messwertes einer ersten physikalischen Eigenschaft der ersten Leuchtmittel-Einheit sowie einen mit der zweiten Leuchtmittel-Einheit gekoppelten zweiten Sensor zur Ermittlung eines zweiten physikalischen Messwertes der ersten physikalischen Eigenschaft der zweiten Leuchtmittel-Einheit auf. Ferner weist die Beleuchtungsvorrichtung eine mit den beiden Sensoren gekoppelte Komparator-Schaltung auf, welche die beiden Messwerte miteinander vergleicht und auf Basis eines derart ermittelten Differenzwertes ein Ausgabesignal erzeugt, wenn der Differenzwert einen vordefinierten Vorgabewert überschreitet.The lighting device according to the invention for an emergency stop switch for optical signaling The determination of a current state of the emergency stop switch has a first lighting unit and a second lighting unit of identical construction, which are electrically connected in parallel to one another. Furthermore, the lighting device has a first sensor coupled to the first illuminant unit for determining a first physical measured value of a first physical property of the first illuminant unit and a second sensor coupled to the second illuminant unit for determining a second physical measured value of the first physical property of the second illuminant unit. Furthermore, the lighting device has a comparator circuit coupled to the two sensors, which compares the two measured values with one another and generates an output signal on the basis of a difference value determined in this way if the difference value exceeds a predefined default value.

Die Beleuchtungsvorrichtung dient der Beleuchtung oder Hinterleuchtung einer Betätigungsfläche eines manuell betätigbaren Drucktasters eines Notausschalters, um auf diese Weise einen aktuellen Betriebszustand des Notausschalters optisch kenntlich zu machen. Hierzu weist die erste Leuchtmittel-Einheit zumindest ein erstes Leuchtmittel, die zweite Leuchtmittel-Einheit zumindest ein zweites Leuchtmittel auf. Der erste und der zweite Sensor können dabei mit der jeweils zugeordneten Leuchtmittel-Einheit elektrisch leitend verbunden sein. Dies ist jedoch - je nach Art des verwendeten Sensortyps - nicht zwingend erforderlich. Die Kopplung der beiden Sensoren mit der Komparator-Schaltung kann ebenso elektrisch leitend realisiert sein. Alternativ können der erste und zweite physikalische Messewert auch drahtlos, beispielsweise per Funk, Bluetooth oder ZigBee, an die Komparator-Schaltung übertragen werden.The lighting device serves to illuminate or backlight an actuation surface of a manually operable pushbutton of an emergency stop switch, in order in this way to optically identify a current operating state of the emergency stop switch. For this purpose, the first illuminant unit has at least one first illuminant, and the second illuminant unit has at least one second illuminant. The first and the second sensor can be electrically conductively connected to the respectively associated illuminant unit. Depending on the type of sensor used, however, this is not absolutely necessary. The coupling of the two sensors to the comparator circuit can also be implemented in an electrically conductive manner. Alternatively, the first and second physical measured value can also be transmitted to the comparator circuit wirelessly, for example by radio, Bluetooth or ZigBee.

Mit Hilfe der Beleuchtungsvorrichtung wird zu einer ersten physikalischen Eigenschaft - beispielsweise der elektrischen Spannung oder der Leuchtstärke - ein der ersten Leuchtmittel-Einheit zugeordneter erster physikalischer Messwert - beispielsweise ein Spannungs- oder Helligkeitsmesswert - mit einem der zweiten Leuchtmittel-Einheit zugeordneten zweiten physikalischen Messwert verglichen. Da die beiden Leuchtmittel-Einheiten elektrisch parallel zueinander geschaltet sowie baugleich sind und somit im Wesentlichen identische physikalische Eigenschaften aufweisen, sollten die beiden Messewerte nahezu identisch sein. Eine Abweichung lässt somit auf das Vorhandensein eines Fehlers in einer der beiden Leuchtmittel-Einheiten schließen.With the aid of the lighting device, a first physical measured value assigned to the first lamp unit - for example a voltage or brightness measured value - is compared with a second physical measured value assigned to the second lamp unit for a first physical property - for example the electrical voltage or the luminosity. Since the two lamp units are electrically connected in parallel and are identical in construction and therefore have essentially identical physical properties, the two measured values should be almost identical. A discrepancy thus indicates the presence of a fault in one of the two illuminant units.

Bei einem relativen Vergleich der beiden Messwerte, welcher durch Differenzwertbildung erfolgt, werden zwei relative Messgrößen miteinander verglichen - ein absoluter Vorgabewert ist hierzu nicht erforderlich. Das Messverfahren ist somit unabhängig von etwaigen, die Messergebnisse verzerrenden Umgebungseinflüssen, da diese zwar auf beide Leuchtmittel-Einheiten gleichermaßen einwirken, wobei die daraus resultierende, fehlerhafte Abweichung der beiden Messwerte durch deren Differenzwertbildung wieder eliminiert wird, so dass der Einfluss auf den Differenzwert gering bis nicht vorhanden ist. Das Ausgabesignal wird dann erzeugt, wenn der Differenzwert der beiden Messwerte einen vordefinierten Vorgabewert, d.h. einen einstellbaren Schwellwert für das Ausgabesignal, überschreitet. Dabei kann der Schwellwert für das Ausgabesignal deutlich kleiner gehalten werden, als dies bei einem absoluten Schwellwert der Fall wäre.In a relative comparison of the two measured values, which takes place by forming the difference value, two relative measured variables are compared with one another - an absolute default value is not required for this. The measurement method is therefore independent of any environmental influences that distort the measurement results, since these affect both illuminant units equally, with the resulting incorrect deviation of the two measured values being eliminated again by their difference value formation, so that the influence on the difference value is small to is not available. The output signal is generated when the difference between the two measured values exceeds a predefined value, i.e. an adjustable threshold value for the output signal. The threshold value for the output signal can be kept significantly lower than would be the case with an absolute threshold value.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Beleuchtungsvorrichtung ist der Komparator-Schaltung eine Logik-Schaltung nachgeschaltet, wobei das Ausgabesignal der Komparator-Schaltung das Eingangssignal der Auswerteeinheit darstellt.In an advantageous development of the lighting device, the comparator circuit is followed by a logic circuit, the output signal of the comparator circuit representing the input signal of the evaluation unit.

Die Logik-Schaltung kann beispielsweise als Auswerte-Einheit, zur Aufzeichnung der Messwerte oder zur Kommunikation mit einer übergeordneten Einheit, beispielsweise einer Leitstelle oder Leitwarte, verwendet werden. Hierzu weist die Logik-Schaltung vorteilhafter Weise einen Mikroprozessor und/oder eine Speichereinrichtung und/oder ein Kommunikationsmodul, beispielsweise WLAN, Bluetooth oder ZigBee, auf. Auf diese Weise können die erfassten Messdaten extern gespeichert und im Anschluss bei Bedarf nach verschiedenen Kriterien ausgewertet werden.The logic circuit can be used, for example, as an evaluation unit, for recording the measured values or for communication with a higher-level unit, for example a control center or control room. For this purpose, the logic circuit advantageously has a microprocessor and/or a memory device and/or a communication module, for example WLAN, Bluetooth or ZigBee. In this way, the recorded measurement data can be stored externally and then evaluated according to various criteria if required.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Beleuchtungsvorrichtung weist die erste Leuchtmittel-Einheit eine vordefinierte Anzahl elektrisch zueinander in Reihe geschalteter erste Leuchtmittel auf, und die zweite Leuchtmittel-Einheit weist eine identische Anzahl elektrisch zueinander in Reihe geschalteter zweite Leuchtmittel auf.In a further advantageous development of the lighting device, the first lamp unit has a predefined number of first lamps electrically connected in series with one another, and the second lamp unit has an identical number of second lamps electrically connected in series with one another.

Erfindungsgemäß weist jede Leuchtmittel-Einheit zumindest ein Leuchtmittel auf. Durch die Verwendung mehrerer Leuchtmittel je Leuchtmittel-Einheit kann eine gleichmäßige Ausleuchtung des Betätigungselements des Notausschalters gewährleistet werden. Vorteilhafter Weise sind die Leuchtmittel einer Leuchtmittel-Einheit dabei elektrisch in Reihe zueinander geschaltet.According to the invention, each illuminant unit has at least one illuminant. A uniform illumination of the actuating element of the emergency stop switch can be ensured by using several lamps per lamp unit. The lighting means of a lighting means unit are advantageously electrically connected in series with one another.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Beleuchtungsvorrichtung sind die ersten und zweiten Leuchtmittel als LEDs ausgebildet.In a further advantageous development of the lighting device, the first and second lighting means are in the form of LEDs.

LEDs (Leuchtdioden) haben den Vorteil, dass sie ein deutlich geringeres Bauvolumen benötigen als beispielsweise Glühlämpchen, so dass mehrere LEDs je Leuchtmittel-Einheit in einem begrenzten Bauvolumen untergebracht werden können, als dies bei Glühlämpchen der Fall wäre. Darüber hinaus weisen LEDs gegenüber Glühlämpchen eine deutlich höhere Lichtausbeute auf.LEDs (light-emitting diodes) have the advantage that they require a significantly smaller construction volume than, for example, incandescent lamps, so that meh ere LEDs per lamp unit can be accommodated in a limited volume than would be the case with incandescent lamps. In addition, LEDs have a significantly higher light output than incandescent lamps.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Beleuchtungsvorrichtung sind der erste Sensor und der zweite Sensor zur Messung der elektrischen Spannung der dem jeweiligen Sensor zugeordneten Leuchtmittel-Einheit ausgebildet.In a further advantageous development of the lighting device, the first sensor and the second sensor are designed to measure the electrical voltage of the lamp unit assigned to the respective sensor.

Mit Hilfe zweier Spannungssensoren kann ein Spannungsabfall in der ersten oder der zweiten Leuchtmittel-Einheit erfasst werden, welcher als Indiz für den Ausfall zumindest eines der Leuchtmittel einer der beiden Leuchtmittel-Einheiten gewertet werden kann. Auf diese Weise ist ein Ausfall eines der Leuchtmittel - und damit eine Fehlfunktion der Beleuchtungsvorrichtung - einfach und kostengünstig detektierbar. Bei Verwendung von LEDs kann ein Ausfall auf unterschiedliche Ursachen zurückzuführen sein: Alterungseffekte, Halbleiterfehler, Produktionsfehler oder auch thermischer Ausfall sind hier beispielhaft als mögliche Ursachen genannt. Indem der Strom durch die LEDs sowie der Spannungsabfall über die LEDs erfasst und ausgewertet werden, kann ein Ausfall einer einzelnen LED oder einer Reihe von LEDs zuverlässig erfasst werden.With the help of two voltage sensors, a voltage drop in the first or the second lamp unit can be detected, which can be evaluated as an indication of the failure of at least one of the lamps in one of the two lamp units. In this way, a failure of one of the light sources—and thus a malfunction of the lighting device—can be detected easily and inexpensively. When using LEDs, a failure can be traced back to various causes: aging effects, semiconductor defects, production errors or even thermal failure are examples of possible causes. By detecting and evaluating the current through the LEDs and the voltage drop across the LEDs, a failure of a single LED or a row of LEDs can be reliably detected.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Beleuchtungsvorrichtung sind der erste Sensor und der zweite Sensor über eine Brückengleichrichterschaltung mit der Komparator-Schaltung elektrisch leitend verbunden.In a further advantageous development of the lighting device, the first sensor and the second sensor are electrically conductively connected to the comparator circuit via a bridge rectifier circuit.

Mit Hilfe der Brückengleichrichterschaltung ist es unerheblich, ob der durch Differenzbildung der beiden Messwerte ermittelte Differenzwert größer oder kleiner Null ist. Die Brückengleichrichterschaltung liefert stets einen positiven Differenzwert an die Komparator-Schaltung, welcher dann ein Ausgabesignal erzeugt, sofern der Differenzwert den vordefinierten Vorgabewert überschreitet.With the help of the bridge rectifier circuit, it is irrelevant whether the differential value determined by taking the difference between the two measured values is greater than or less than zero. The bridge rectifier circuit always delivers a positive differential value to the comparator circuit, which then generates an output signal if the differential value exceeds the predefined default value.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Beleuchtungsvorrichtung ist die Brückengleichrichterschaltung über eine Verstärker-Schaltung mit der Komparator-Schaltung elektrisch leitend verbunden.In a further advantageous development of the lighting device, the bridge rectifier circuit is electrically conductively connected to the comparator circuit via an amplifier circuit.

Mit Hilfe der Verstärker-Schaltung ist sichergestellt, dass auch kleine Differenzwerte als solche von der Komparator-Schaltung erfasst werden. Die Fehlerhäufigkeit der Beleuchtungsvorrichtung wird dadurch deutlich reduziert, wodurch sich die Fehleranfälligkeit deutlich verbessert.The amplifier circuit ensures that even small difference values are recorded as such by the comparator circuit. The frequency of errors in the lighting device is thereby significantly reduced, as a result of which the susceptibility to errors is significantly improved.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Beleuchtungsvorrichtung ferner einen mit der ersten Leuchtmittel-Einheit gekoppelten weiteren ersten Sensor zur Ermittlung eines weiteren ersten physikalischen Messwertes einer zweiten physikalischen Eigenschaft der ersten Leuchtmittel-Einheit sowie einen mit der zweiten Leuchtmittel-Einheit gekoppelten weiteren zweiten Sensor zur Ermittlung eines weiteren zweiten physikalischen Messwertes der zweiten physikalischen Eigenschaft der zweiten Leuchtmittel-Einheit auf.In a further advantageous development, the lighting device also has an additional first sensor, coupled to the first illuminant unit, for determining an additional first physical measured value of a second physical property of the first illuminant unit, and an additional second sensor, coupled to the second illuminant unit, for determining a further second physical measured value of the second physical property of the second illuminant unit.

Mit Hilfe der weiteren Sensoren - weiterer erster Sensor und weiterer zweiter Sensor - kann die Überwachung der Beleuchtungsvorrichtung redundant ausgelegt werden. Dabei ermitteln die weiteren Sensoren Messwerte einer zweiten physikalischen Eigenschaft, welche ebenfalls Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit der Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht.With the help of the additional sensors—an additional first sensor and an additional second sensor—the monitoring of the lighting device can be designed to be redundant. The additional sensors determine measured values of a second physical property, which also allows conclusions to be drawn about the functionality of the lighting device.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Beleuchtungsvorrichtung sind der weitere erste Sensor sowie der weitere zweite Sensor zur Messung der Helligkeit der Leuchtmittel der dem jeweiligen weiteren Sensor zugeordneten Leuchtmittel-Einheit oder zur Messung des Stromflusses durch die dem jeweiligen weiteren Sensor zugeordneten Leuchtmittel-Einheit ausgebildet.In a further advantageous development of the lighting device, the additional first sensor and the additional second sensor are designed to measure the brightness of the lamps of the lamp unit assigned to the respective additional sensor or to measure the current flow through the lamp unit assigned to the respective additional sensor.

Mit Hilfe der beiden weiteren Sensoren, kann die Leuchtstärke der ersten bzw. zweiten Leuchtmittel-Einheit oder der elektrische Stromfluss durch die erste bzw. zweite Leuchtmittel-Einheit gemessen bzw. erfasst werden. Als Helligkeitssensoren können der weitere erste Sensor und der weitere zweite Sensor beispielsweise als Optokoppler ausgebildet sein. Auf diese Weise ist eine redundante Überwachung der Beleuchtungsvorrichtung realisierbar. In diesem Zusammenhang ist unter dem Begriff der Redundanz zu verstehen, dass die Funktionsfähigkeit der Beleuchtungsvorrichtung auf verschiedene Arten überwacht werden kann: einerseits durch eine Überwachung des Stromflusses durch die jeweilige Leuchtmittel-Einheit mittels eines Helligkeits- oder Stromsensors, andererseits durch Messung der elektrischen Spannung der dem jeweiligen Sensor zugeordneten Leuchtmittel-Einheit.With the aid of the two additional sensors, the luminosity of the first or second illuminant unit or the electric current flow through the first or second illuminant unit can be measured or recorded. The further first sensor and the further second sensor can be configured as optocouplers, for example, as brightness sensors. In this way, redundant monitoring of the lighting device can be implemented. In this context, the term redundancy means that the functionality of the lighting device can be monitored in various ways: on the one hand by monitoring the current flow through the respective lighting unit using a brightness or current sensor, on the other hand by measuring the electrical voltage of the illuminant unit assigned to the respective sensor.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Beleuchtungsvorrichtung sind der weitere erste Sensor sowie der weitere zweite Sensor mit der Logik-Schaltung elektrisch leitend verbunden.In a further advantageous development of the lighting device, the further first sensor and the further second sensor are electrically conductively connected to the logic circuit.

Auf diese Weise werden alle Messwerte, sowohl die des ersten und zweiten Sensors als auch die des weiteren ersten und weiteren zweiten Sensors an die Logik-Schaltung übertragen und können dort verarbeitet werden. Die Erzeugung eines Ausgabesignals kann dabei auf unterschiedlichen logische Verknüpfungen basieren - sei es, dass sowohl die Überwachung der ersten physikalischen Eigenschaft als auch die der zweiten physikalischen Eigenschaft einen Defekt der Beleuchtungsvorrichtung nahelegt, was eine Versetzung in den inaktiven Zustand rechtfertigt, oder aber, dass es bereits ausreichend ist, wenn lediglich eine der beiden physikalischen Eigenschaften einen derartigen Defekt nahelegt.In this way, all measured values, both those of the first and second sensors and those of the additional first and additional second sensors, are transmitted to the logic circuit and can be processed there. The generation of an output signal can be based on different logical links - be it that both the monitoring of the first physical Property as well as that of the second physical property suggests a defect in the lighting device, which justifies a transfer to the inactive state, or that it is already sufficient if only one of the two physical properties suggests such a defect.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Beleuchtungsvorrichtung sind der weitere erste Sensor über einen ersten Inverter und der weitere zweite Sensor über einen zweiten Inverter mit der Logik-Schaltung verbunden.In a further advantageous development of the lighting device, the additional first sensor is connected to the logic circuit via a first inverter and the additional second sensor is connected via a second inverter.

Ein logischer Inverter invertiert das eingehende Signal. Bei Verwendung von Optokopplern als weiteren ersten Sensor sowie weiteren zweiten Sensor wird bei ordnungsgemäß funktionierender Beleuchtungsvorrichtung durch die Optokoppler ein Stromsignal erzeugt, welches dann durch die nachgeschalteten Inverter invertiert der Logik-Schaltung zugeführt werden. Mit anderen Worten: Die Logik-Schaltung erhält bei ordnungsgemäß funktionierender Beleuchtungsvorrichtung kein Signal, erst bei Abweichungen wird durch den Inverter ein Signal generiert und an die Logik-Schaltung weitergeleitet.A logical inverter inverts the incoming signal. If optocouplers are used as a further first sensor and as a further second sensor, a current signal is generated by the optocoupler when the lighting device is functioning properly, which current signal is then fed to the logic circuit in inverted form by the downstream inverter. In other words: the logic circuit does not receive a signal when the lighting device is functioning properly; only in the event of deviations is a signal generated by the inverter and forwarded to the logic circuit.

Der erfindungsgemäße Notausschalter zur Initiierung einer Notabschaltfunktion für eine sicherheitsgerichtete Abschaltung einer Maschine oder automatisierten Anlage weist einen aus einem zumindest teiltransparenten Werkstoff gefertigten, beweglich gelagerten Drucktaster mit einer Betätigungsfläche zur manuellen Betätigung des Notausschalters sowie eine gemäß der vorstehend beschriebenen Art gebildete Beleuchtungsvorrichtung zur Hinterleuchtung der Betätigungsfläche des Drucktasters auf.The emergency stop switch according to the invention for initiating an emergency shutdown function for a safety-related shutdown of a machine or automated system has a movably mounted pushbutton made from an at least partially transparent material with an actuating surface for manual actuation of the emergency stop switch and a lighting device formed according to the type described above for backlighting the actuating surface of the push button up.

Das Betätigungselement des Notausschalters, hier der Drucktaster, ist aus transparentem oder zumindest teiltransparentem Werkstoff gefertigt. Er kann damit sowohl mittels der Beleuchtungsvorrichtung hinterleuchtet werden als auch - bei Auswahl eines hierfür geeigneten Materials - als Lichtleiter verwendet werden, um den aktuellen Zustands des Notausschalters - aktiv oder inaktiv - optisch darstellen zu können. Die Beleuchtungsvorrichtung ist dabei an einer der manuell betätigbaren Betätigungsfläche abgewandten Seite des Drucktasters montiert. Hinsichtlich der weiteren Vorteile des erfindungsgemäßen Notausschalters wird auf die vorstehenden Ausführungen die Vorteile der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung betreffend verwiesen.The actuating element of the emergency stop switch, in this case the push button, is made from a transparent or at least partially transparent material. It can thus be backlit both by means of the lighting device and--if a suitable material is selected--can be used as a light guide in order to be able to optically represent the current state of the emergency stop switch--active or inactive. The lighting device is mounted on a side of the pushbutton that faces away from the manually actuable actuating surface. With regard to the further advantages of the emergency stop switch according to the invention, reference is made to the above statements relating to the advantages of the lighting device according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer gemäß der vorstehend beschriebenen Art gebildeten Beleuchtungsvorrichtung für einen Notausschalter zur Initiierung einer Notabschaltfunktion für eine sicherheitsgerichtete Abschaltung einer Maschine oder automatisierten Anlage, weist die Schritte

a) Erfassen eines ersten physikalischen Messwertes einer ersten physikalischen Eigenschaft der ersten Leuchtmittel-Einheit bzw. eines zweiten physikalischen Messwertes der ersten physikalischen Eigenschaft der baugleichen zweiten Leuchtmittel-Einheit,
b) Vergleichen der beiden Messwerte durch Bildung eines Differenzwertes,
c) Erzeugen eines Ausgabesignals, wenn der ermittelte Differenzwert einen vordefinierten Vorgabewert überschreitet,

auf. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens kann die ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit der Beleuchtungsvorrichtung auf einfache Art und Weise überwacht werden. Der vordefinierte, d.h. einstellbare Vorgabewert stellt dabei einen Schwellwert für die Ausgabe des Ausgabesignals dar. Der relative Vergleich der beiden Messwerte miteinander ermöglicht dabei eine höhere Genauigkeit, als dies bei einem Vergleich der Messwerte mit einem absoluten Vorgabewert der Fall wäre, da im zweiten Fall Umgebungseinflüsse, welche das Messergebnis verfälschen könnten, berücksichtigt werden müssen, wodurch ein größerer Differenzwert erforderlich ist, um eine zuverlässige Aussage zu einem Ausfall der Beleuchtungsvorrichtung treffen zu können. Hinsichtlich der weiteren Vorteile des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wird wiederum auf die vorstehenden Ausführungen die Vorteile der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung betreffend verwiesen.The method according to the invention for operating a lighting device formed according to the type described above for an emergency stop switch for initiating an emergency shutdown function for a safety-related shutdown of a machine or automated system has the steps

a) detecting a first physical measured value of a first physical property of the first lighting means unit or a second physical measured value of the first physical property of the identical second lighting means unit,
b) comparing the two measured values by forming a differential value,
c) generation of an output signal if the difference value determined exceeds a predefined default value,

on. With the help of the operating method according to the invention, the proper functionality of the lighting device can be monitored in a simple manner. The predefined, i.e. adjustable default value represents a threshold value for the output of the output signal. The relative comparison of the two measured values with one another enables a higher level of accuracy than would be the case with a comparison of the measured values with an absolute default value, since in the second case environmental influences , which could falsify the measurement result, must be taken into account, which means that a larger difference value is required in order to be able to make a reliable statement about a failure of the lighting device. With regard to the further advantages of the operating method according to the invention, reference is again made to the above statements relating to the advantages of the lighting device according to the invention.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Verfahren die zusätzlichen Schritte

d) Erfassen eines weiteren ersten physikalischen Messwertes einer zweiten physikalischen Eigenschaft der ersten Leuchtmittel-Einheit bzw. eines weiteren zweiten physikalischen Messwertes der zweiten physikalischen Eigenschaft der baugleichen zweiten Leuchtmittel-Einheit,
e) Erzeugen zumindest eines weiteren Ausgabesignals, wenn ein weiterer Differenzwert der beiden weitern Messwerte einen weiteren vordefinierten Vorgabewert überschreitet oder wenn einer der beiden Messwerte von einem vordefinierten Absolutwert um einen maximal zulässigen Wert abweicht,

auf, wobei die zusätzlichen Schritte d) und e) zeitlich parallel zu den Schritten a) bis c) ausführbar sind. Durch die Messung einer zweiten physikalischen Eigenschaft der beiden Leuchtmittel-Einheiten ist das Betriebsverfahren redundant ausgelegt. Mit dem Begriff Redundanz ist wiederum gemeint, dass die Funktionsfähigkeit der Beleuchtungsvorrichtung auf zweierlei Art überwacht wird: einerseits durch eine Überwachung des Stromflusses durch die jeweilige Leuchtmittel-Einheit mittels eines Helligkeits- oder Stromsensors, andererseits durch Messung der elektrischen Spannung der dem jeweiligen Sensor zugeordneten Leuchtmittel-Einheit. Auf diese Weise kann die Aussagegenauigkeit einer Fehlerdetektion weiter verbessert werden.In an advantageous development, the method has the additional steps

d) detecting a further first physical measured value of a second physical property of the first light source unit or a further second physical measured value of the second physical property of the identical second light source unit,
e) generating at least one further output signal if a further differential value of the two further measured values exceeds a further predefined default value or if one of the two measured values deviates from a predefined absolute value by a maximum permissible value,

on, wherein the additional steps d) and e) can be carried out at the same time as steps a) to c). By measuring a second physical property of the two light source units, the operating procedure is redundant. With The term redundancy in turn means that the functionality of the lighting device is monitored in two ways: on the one hand by monitoring the current flow through the respective lamp unit using a brightness or current sensor, on the other hand by measuring the electrical voltage of the lamp assigned to the respective sensor Unit. In this way, the accuracy of an error detection can be further improved.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist das Verfahren die zusätzlichen Schritte

f) Logisches Verarbeiten des Ausgabesignals sowie des zumindest einen weiteren Ausgabesignals und
g) Erzeugen eines gemeinsamen Auswertesignals

auf. Vorteilhafter Weise werden an die übergeordnete Einheit nicht einzelne Messdaten gesendet, sondern ein aus diesen Messdaten generiertes, gemeinsames Auswertesignal, welches durch Verarbeiten der einzelnen Messdaten mit Hilfe der Logik-Schaltung generiert wurde.In a further advantageous development, the method has the additional steps

f) logical processing of the output signal and the at least one further output signal and
g) generating a common evaluation signal

on. Advantageously, it is not individual measurement data that is sent to the higher-order unit, but rather a common evaluation signal generated from this measurement data, which was generated by processing the individual measurement data with the aid of the logic circuit.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Beleuchtungsvorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;

Exemplary embodiments of the lighting device are explained in more detail below with reference to the attached figures. In the figures are:

1 a schematic representation of a first embodiment of the lighting device according to the invention;
2 a schematic representation of a second embodiment of the lighting device according to the invention;
3 a schematic representation of a third embodiment of the lighting device according to the invention;

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.In the various figures of the drawing, the same parts are always provided with the same reference numbers. The description applies to all drawing figures in which the corresponding part can also be seen.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 100. Die Beleuchtungsvorrichtung 100 weist eine erste Leuchtmittel-Einheit 110 auf, welche ihrerseits aus fünf elektrisch in Reihe geschalteten Leuchtmitteln 111 besteht, die in der Darstellung der 1 als Leuchtdioden (LEDs) ausgebildet sind. Weiterhin weist die Beleuchtungsvorrichtung 100 eine zur ersten Leuchtmittel-Einheit 110 baugleiche zweite Leuchtmittel-Einheit 120 auf, welche ebenfalls aus fünf elektrisch in Reihe geschalteten Leuchtmitteln 121 besteht, welche wiederum als LEDs ausgebildet sind. Da die erste Leuchtmittel-Einheit 110 und die zweite Leuchtmittel-Einheit 120 baugleich sind, weisen sie Leuchtmittel gleicher Bauart, d.h. mit im Wesentlichen gleichen physikalischen Eigenschaften, in identischer Anzahl auf. Die erste Leuchtmittel-Einheit 110 sowie die zweite Leuchtmittel-Einheit 120 sind elektrisch parallel zueinander geschaltet und jeweils an ihrem einen, oberen Ende mit einer gemeinsamen Spannungsquelle 101 elektrisch leitend verbunden. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of the lighting device 100 according to the invention. The lighting device 100 has a first light source unit 110, which in turn consists of five light sources 111 electrically connected in series, which in the representation of FIG 1 are designed as light-emitting diodes (LEDs). Furthermore, the lighting device 100 has a second light source unit 120 which is structurally identical to the first light source unit 110 and which likewise consists of five light sources 121 electrically connected in series, which in turn are designed as LEDs. Since the first illuminant unit 110 and the second illuminant unit 120 are structurally identical, they have illuminants of the same design, ie with essentially the same physical properties, in an identical number. The first illuminant unit 110 and the second illuminant unit 120 are electrically connected in parallel to one another and are each electrically conductively connected to a common voltage source 101 at their one, upper end.

An ihrem anderen, unteren Ende sind die erste Leuchtmittel-Einheit 110 und die zweite Leuchtmittel-Einheit 120 jeweils über einen elektrischen Widerstand 116 bzw. 126 geerdet. Zwischen der erste Leuchtmittel-Einheit 110 und dem dieser zugeordneten elektrischen Widerstand 116 bzw. zwischen der zweiten Leuchtmittel-Einheit 120 und dem dieser zugeordneten elektrischen Widerstand 126 erfolgt jeweils ein Spannungsabgriff, über den die die erste Leuchtmittel-Einheit 110 und die zweite Leuchtmittel-Einheit 120 mit einer Brückengleichrichterschaltung 130, welche aus jeweils zwei elektrisch parallel zueinander geschalteten Diodenpaaren 131, 132 besteht, elektrisch leitend verbunden sind. Anstelle der beiden Widerstände 116 und 126 können auch andere Bauelemente, beispielsweise zwei Dioden oder zwei LEDs verwendet werden. Wesentlich ist dabei lediglich, dass der durch die erste Leuchtmittel-Einheit 110 bzw. durch die zweite Leuchtmittel-Einheit 120 fließende Strom über dieses Bauelement gegen Erde fließt und dabei einen Spannungsabfall U₁ bzw. U₂ erzeugt. Auf diese Weise ist eine Ausfallerkennung der ersten Leuchtmittel-Einheit 120 bzw. der zweiten Leuchtmittel-Einheit 120 realisierbar.At their other, lower end, the first illuminant unit 110 and the second illuminant unit 120 are each grounded via an electrical resistor 116 and 126, respectively. Between the first illuminant unit 110 and the associated electrical resistor 116 and between the second illuminant unit 120 and the associated electrical resistor 126 there is a voltage tap, via which the first illuminant unit 110 and the second illuminant unit 120 are electrically conductively connected to a bridge rectifier circuit 130, which consists of two pairs of diodes 131, 132 electrically connected in parallel with one another. Instead of the two resistors 116 and 126, other components, for example two diodes or two LEDs, can also be used. It is only important that the current flowing through the first illuminant unit 110 or through the second illuminant unit 120 flows to ground via this component and thereby generates a voltage drop U ₁ or U ₂ . In this way, a failure detection of the first illuminant unit 120 or the second illuminant unit 120 can be implemented.

Die elektrisch leitende Verbindung der ersten Leuchtmittel-Einheit 110 mit der Brückengleichrichterschaltung 130 stellt dabei einen ersten Sensor 112 zur Messung der elektrischen Spannung über die erste Leuchtmittel-Einheit 110 dar. Dementsprechend stellt die elektrisch leitende Verbindung der zweiten Leuchtmittel-Einheit 120 mit der Brückengleichrichterschaltung 130 einen zweiten Sensor 122 zur Messung der elektrischen Spannung über die zweite Leuchtmittel-Einheit 120 dar. Die elektrischen Eingangsanschlusspunkte der Brückengleichrichterschaltung 130, welche mit der ersten Leuchtmittel-Einheit 110 bzw. der zweiten Leuchtmittel-Einheit 120 elektrisch leitend verbunden sind, befinden sich dabei jeweils zwischen den beiden Dioden 131 bzw. 132 des jeweiligen Diodenpaares.The electrically conductive connection of the first illuminant unit 110 to the bridge rectifier circuit 130 represents a first sensor 112 for measuring the electrical voltage across the first illuminant unit 110. Accordingly, the electrically conductive connection of the second illuminant unit 120 to the bridge rectifier circuit 130 a second sensor 122 for measuring the electrical voltage across the second illuminant unit 120. The electrical input connection points of the bridge rectifier circuit 130, which are electrically conductively connected to the first illuminant unit 110 and the second illuminant unit 120, are located in each case between the two diodes 131 and 132 of the respective diode pair.

Die Brückengleichrichterschaltung 130 bewirkt, dass unabhängig von der Stromrichtung an der Eingangsseite der Strom auf der Ausgangsseite gleichgerichtet ist, d.h. immer in dieselbe Richtung fließt. Ausgangsseitig ist die Brückengleichrichterschaltung 130 über eine Instrumenten-Differenz-Verstärker-Schaltung 140 mit einer Komparator-Schaltung 150 elektrisch leitend verbunden. Die beiden Leuchtmittel-Einheiten 110 und 120 sind elektrisch symmetrisch, d.h. baugleich aufgebaut, wobei die Anzahl der jeweils verwendeten Leuchtmittel/LEDs 111, 121 variieren kann, solange sie in beiden Leuchtmittel-Einheiten 110 und 120 dieselbe ist. Kommt es nun zu einem Einzelausfall eines Leuchtmittels / einer LED 111, 121 - beispielsweise aufgrund eines internen Kurzschlusses - so ändern sich die Spannungsverhältnisse zwischen den beiden Leuchtmittel-Einheiten 110 und 120. Der Spannungsabfall über eine bzw. mehrere LEDs 111 der ersten Leuchtmittel-Einheit 110 wird dann mit dem Spannungsabfall über die gleiche Anzahl an elektrisch parallel geschalteter LEDs 121 der zweiten Leuchtmittel-Einheit 120 verglichen. Eine möglicherweise auftretende Spannungsdifferenz zwischen der ersten Leuchtmittel-Einheit 110 und der zweiten Leuchtmittel-Einheit 120 wird mittels der Verstärker-Schaltung 140 auf eine Komparator-Schaltung 150 gegeben, welche die gemessene Spannungs-Differenzwert mit einem einstellbaren Vorgabewert, d.h. einem Schwellwert, vergleicht und bei Überschreiten des Vorgabewertes ein Ausgabesignal 151 erzeugt. Das Ausgabesignal 151 könnte direkt an eine übergeordnete Einheit (nicht dargestellt), beispielsweise eine Leitstelle, übermittelt werden, als Hinweis, dass die Beleuchtungsvorrichtung 100 nicht einwandfrei funktioniert.The bridge rectifier circuit 130 ensures that the current on the output side is rectified, ie always flows in the same direction, regardless of the current direction on the input side. On the output side, the bridge rectifier circuit 130 is via an instrument differential amplifier circuit 140 with a comparator circuit device 150 electrically conductively connected. The two illuminant units 110 and 120 are electrically symmetrical, ie constructed identically, the number of illuminants/LEDs 111, 121 used in each case being able to vary as long as it is the same in both illuminant units 110 and 120. If there is a single failure of a light source/LED 111, 121 - for example due to an internal short circuit - the voltage ratios between the two light source units 110 and 120 change. The voltage drop across one or more LEDs 111 of the first light source unit 110 is then compared with the voltage drop across the same number of LEDs 121 of the second light source unit 120 electrically connected in parallel. Any voltage difference that may occur between the first lighting unit 110 and the second lighting unit 120 is sent to a comparator circuit 150 by means of the amplifier circuit 140, which compares the measured voltage difference value with an adjustable default value, i.e. a threshold value, and an output signal 151 is generated when the default value is exceeded. The output signal 151 could be transmitted directly to a higher-level unit (not shown), for example a control center, as an indication that the lighting device 100 is not functioning properly.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Ausgabesignal 151 jedoch als Eingangssignal an eine Logik-Schaltung 160 gegeben, welche beispielsweise als Auswerte-Einheit, zur Aufzeichnung der Messwerte oder zur Kommunikation mit einer übergeordneten Einheit fungieren kann. Das Ausgangssignal der Logik-Schaltung 160, welches hier aus Auswertesignal 161 bezeichnet wird, ist dann wiederum an die übergeordnete Einheit übertragbar. Die Übertragung des Ausgabesignals 151 oder des Auswertesignals 161 kann dabei sowohl leitungsgebunden als auch drahtlos erfolgen. Als drahtlose Übertragungsstandards kommen hierzu beispielsweise WLAN, Bluetooth oder ZigBee in Betracht.In the exemplary embodiment shown, however, the output signal 151 is sent as an input signal to a logic circuit 160, which can function, for example, as an evaluation unit, for recording the measured values or for communication with a higher-level unit. The output signal of logic circuit 160, which is referred to here as evaluation signal 161, can then in turn be transmitted to the superordinate unit. The transmission of the output signal 151 or the evaluation signal 161 can take place both in a wired and wireless manner. For example, WLAN, Bluetooth or ZigBee can be considered as wireless transmission standards.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 100, welches eine Erweiterung des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels mit einer redundanten Zustandsüberwachung der beiden Leuchtmittel-Einheiten 110 und 120 darstellt. Hierzu weist die Beleuchtungsvorrichtung 100 einen weiteren ersten Sensor 113 zur Überwachung des Stromflusses durch die erste Leuchtmittel-Einheit 110 auf, um den Stromfluss durch deren Leuchtmittel 111 zu überwachen. Der weitere erste Sensor ist hierzu als erster Optokoppler 113 ausgebildet und elektrisch in Reihe zur ersten Leuchtmittel-Einheit 110 geschaltet. Der erste Optokoppler 113 weist hierzu eine Sendediode 113a sowie einen Transistor 113b auf. Fließt kein Strom durch die Sendediode 113a, so wird der Transistor 113b nicht durchgeschaltet. Leuchten die Leuchtmittel 111 der ersten Leuchtmittel-Einheit 110, so wird der Transistor 113b durchgeschaltet und der Optokoppler 113 erzeugt ein Stromsignal (logischer Wert =1). Leuchten die Leuchtmittel 111 hingegen nicht, so erzeugt der Optokoppler 113 kein Stromsignal (logischer Wert =0). Mit Hilfe einer nachgelagerten Schaltung wird dieses (logische) Signal dann verarbeitet und ein weiteres Ausgabesignal 115 erzeugt. Hierzu ist der erste Optokoppler 113 über einen ersten Inverter 114 mit der Logik-Schaltung 160 elektrisch leitend verbunden. Diese Art der logischen Auswertung des Optokoppler-Signals ist jedoch nur beispielhaft zu verstehen: Es wäre ebenso möglich, die logischen Werte bereits schaltungstechnisch zu invertieren oder der Logik-Schaltung 160 invertierte Werte zuzuführen. 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of the lighting device 100 according to the invention, which is an extension of the 1 illustrated first embodiment with a redundant status monitoring of the two lighting units 110 and 120 represents. For this purpose, the lighting device 100 has a further first sensor 113 for monitoring the current flow through the first light source unit 110 in order to monitor the current flow through its light source 111 . For this purpose, the additional first sensor is in the form of a first optocoupler 113 and is electrically connected in series with the first illuminant unit 110 . For this purpose, the first optocoupler 113 has a transmitting diode 113a and a transistor 113b. If no current flows through the transmitting diode 113a, then the transistor 113b is not turned on. If the lamps 111 of the first lamp unit 110 light up, then the transistor 113b is turned on and the optocoupler 113 generates a current signal (logical value=1). On the other hand, if the lamps 111 do not light up, the optocoupler 113 does not generate a current signal (logical value=0). This (logical) signal is then processed with the aid of a downstream circuit and a further output signal 115 is generated. For this purpose, the first optocoupler 113 is electrically conductively connected to the logic circuit 160 via a first inverter 114 . However, this type of logical evaluation of the optocoupler signal is only to be understood as an example: it would also be possible to already invert the logical values in terms of circuitry or to supply inverted values to the logic circuit 160 .

Zum Zweck der redundanten Zustandsüberwachung der zweiten Leuchtmittel-Einheit 120 weist die Beleuchtungsvorrichtung 100 ferner einen weiteren zweiten Sensor zur Überwachung des Stromflusses durch die zweiten Leuchtmittel-Einheit 120 auf, um den Stromfluss durch deren Leuchtmittel 121 zu überwachen. Der weitere zweite Sensor ist hierzu wiederum als zweiter Optokoppler 123 ausgebildet und elektrisch in Reihe zur zweiten Leuchtmittel-Einheit 120 geschaltet. Der zweite Optokoppler 123 weist hierzu ebenfalls eine Sendediode 123a sowie einen Transistor 123b auf. Fließt kein Strom durch die Sendediode 123a, so wird der Transistor 123b nicht durchgeschaltet. Auch hier wird mit Hilfe einer nachgelagerten Schaltung, in der auch ein Mindeststrom eingestellt werden kann, das Signal dann verarbeitet und ein weiteres Ausgabesignal 125 erzeugt. Hierzu ist auch der zweite Optokoppler 123 über einen zweiten Inverter 124 mit der Logik-Schaltung 160 elektrisch leitend verbunden.For the purpose of redundant monitoring of the state of the second light source unit 120, the lighting device 100 also has a further second sensor for monitoring the current flow through the second light source unit 120 in order to monitor the current flow through its light source 121. For this purpose, the additional second sensor is in turn designed as a second optocoupler 123 and is electrically connected in series with the second illuminant unit 120 . For this purpose, the second optocoupler 123 likewise has a transmitting diode 123a and a transistor 123b. If no current flows through the transmitting diode 123a, then the transistor 123b is not turned on. Here, too, the signal is then processed with the aid of a downstream circuit, in which a minimum current can also be set, and a further output signal 125 is generated. For this purpose, the second optocoupler 123 is also electrically conductively connected to the logic circuit 160 via a second inverter 124 .

Beide Überwachungsarten - sowohl der elektrischen Spannung über die beiden Leuchtmittel-Einheiten 110, 120 als auch des Stromflusses durch die Leuchtmittel 111, 121 der beiden Leuchtmittel-Einheiten 110, 120 können dabei sowohl bei konstanter Stromversorgung als auch bei getakteter Stromversorgung der LEDs 111, 121 eingesetzt werden. Dies wird durch die Brückengleichrichterschaltung 130 ermöglicht.Both types of monitoring - both the electrical voltage across the two illuminant units 110, 120 and the current flow through the illuminants 111, 121 of the two illuminant units 110, 120 can be carried out both with a constant power supply and with a clocked power supply to the LEDs 111, 121 be used. This is made possible by the bridge rectifier circuit 130 .

3 zeigt schematisch eine drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 100, welches eine alternative Ausführungsform des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels darstellt. Im Unterschied dazu weist diese Ausführungsform keine Sensoren zur Spannungsmessung über die erste bzw. zweite Leuchtmittel-Einheit 110 bzw. 120 auf. Stattdessen erfolgt die Zustandsüberwachung der ersten und zweiten Leuchtmittel-Einheit 110 und 120 lediglich mittels der im zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Optokoppler 113 und 123. Der Vergleich der beiden Messwerte erfolgt hier mit Hilfe der Logik-Schalung 160, in die die aus 1 bekannte Komparator-Schaltung aus 1 integriert werden kann. Alternativ dazu kann anstelle der Logik-Schalung 160 auch die Komparator-Schaltung 150 verwendet werden, um die beiden Messwerte miteinander zu vergleichen und bei einer entsprechenden Abweichung ein Ausgabesignal zu erzeugen. Die beiden Optokoppler können somit auch als erster bzw. zweiter Sensor 112 bzw. 122 im Sinne des Anspruchs 1 fungieren. 3 shows schematically a third embodiment of the lighting device 100 according to the invention, which is an alternative embodiment of the 1 illustrated first embodiment. In contrast to this, this embodiment has no sensors for measuring the voltage across the first or second illuminant unit 110 or 120, respectively. Instead, the condition monitoring of the first and second illuminant unit 110 and 120 only by means of the optocouplers 113 and 123 described in the second exemplary embodiment. The two measured values are compared here with the aid of the logic circuit 160, in which the 1 known comparator circuit 1 can be integrated. As an alternative to this, the comparator circuit 150 can also be used instead of the logic circuit 160 in order to compare the two measured values with one another and to generate an output signal if there is a corresponding deviation. The two optocouplers can thus also act as a first or second sensor 112 or 122 within the meaning of claim 1.

BezugszeichenlisteReference List

100100: Beleuchtungsvorrichtunglighting device
101101: Spannungsquelle voltage source
110110: erste Leuchtmittel-Einheitfirst illuminant unit
111111: erstes Leuchtmittelfirst illuminant
112112: erster Sensorfirst sensor
113113: weiterer erster Sensor / Optokoppleranother first sensor / optocoupler
113a113a: Sendediodetransmitting diode
113b113b: Transistortransistor
114114: erster Inverterfirst inverter
115115: weiteres Ausgabesignalanother output signal
116116: elektr. Widerstandelectr. Resistance
120120: zweite Leuchtmittel-Einheitsecond illuminant unit
121121: zweites Leuchtmittelsecond illuminant
122122: zweiter Sensorsecond sensor
123123: weiterer zweiter Sensoranother second sensor
123a123a: Sendediodetransmitting diode
123b123b: Transistortransistor
124124: zweiter Invertersecond inverter
125125: weiteres Ausgabesignalanother output signal
126126: elektr. Widerstand electr. Resistance
130130: Brückengleichrichterschaltungbridge rectifier circuit
131131: Diodediode
132132: Diode diode
140140: Verstärker-Schaltung amplifier circuit
150150: Komparator-Schaltungcomparator circuit
151151: Ausgabesignal output signal
160160: Logik-Schaltunglogic circuit
161161: Auswertesignalevaluation signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 19919012 A1 [0005]

Claims

Lighting device (100) for an emergency stop switch for optically signaling a current status of the emergency stop switch, - with a first lamp unit (110) and a structurally identical second lamp unit (120), which are electrically connected in parallel to one another, - having a first sensor (112) coupled to the first illuminant unit (110) for determining a first physical measured value of a first physical property of the first illuminant unit (110), - With a second sensor (122) coupled to the second light source unit (120) for determining a second physical measured value of the first physical property of the second light source unit (120), - With a comparator circuit (150) coupled to the two sensors (112, 122), which compares the two measured values with one another and generates an output signal (151) on the basis of a difference value determined in this way if the difference value exceeds a predefined default value.

Lighting device (100) after claim 1 , characterized in that - the comparator circuit (150) is followed by a logic circuit (160), the output signal (151) of the comparator circuit (150) representing the input signal of the evaluation unit (160).

Lighting device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first illuminant unit (110) has a predefined number of first illuminants (111) electrically connected in series with one another, - that the second illuminant unit (120) has an identical Has a number of second lamps (121) electrically connected in series with one another.

Lighting device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second lighting means (111, 121) are in the form of LEDs.

Lighting device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first sensor (112) and the second sensor (122) for measuring the electrical voltage of the respective sensor (112, 122) associated illuminant unit (110, 120) are trained.

Lighting device (100) after claim 5 , characterized in that the first sensor (112) and the second sensor (122) are electrically conductively connected to the comparator circuit (150) via a bridge rectifier circuit (130).

Lighting device (100) after claim 6 , characterized in that the bridge rectifier circuit (130) is electrically conductively connected to the comparator circuit (150) via an amplifier circuit (140).

Lighting device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the lighting device (100) also has a further first sensor (113) coupled to the first illuminant unit (110) for determining a further first physical measured value of a second physical property of the first Lamp unit (110) and with the second lamp unit (120) coupled further second sensor (123) for determining a further second physical measured value of the second physical property of the second lamp unit (120).

Lighting device (100) after claim 8 , characterized in that the further first sensor (113) and the further second sensor (123) for measuring the brightness of the light sources (111, 121) of the light source unit (110, 120) assigned to the respective further sensor (113, 123) or are designed to measure the current flow through the lamp unit (110, 120) assigned to the respective further sensor (113, 123).

Lighting device (100) according to one of Claims 8 or 9 , characterized in that the further first sensor (113) and the further second sensor (123) are electrically conductively connected to the logic circuit (160).

Lighting device (100) after claim 10 , characterized in that the further first sensor (113) via a first inverter (114) and the further second sensor (123) via a second inverter (124) are connected to the logic circuit (160).

Emergency stop switch for initiating an emergency shutdown function for a safety-related shutdown of a machine or automated system, - with a movably mounted pushbutton made of an at least partially transparent material, having an actuating surface for manual actuation of the emergency stop switch, - with a lighting device (100) for backlighting the actuating surface of the push button ters, which after one of the Claims 1 until 11 is trained.

A method of operating according to one of Claims 1 until 11 formed lighting device (100) for an emergency stop switch for initiating an emergency shutdown function for a safety-related shutdown of a machine or automated system, with the steps: a) detecting a first physical measured value of a first physical property of the first illuminant unit or a second physical measured value of the first physical property of the structurally identical second illuminant unit, b) comparing the two measured values by forming a differential value, c) generating an output signal (151) if the determined differential value exceeds a predefined default value.

procedure after Claim 13 , characterized by the additional steps: d) detecting a further first physical measured value of a second physical property of the first illuminant unit or a further second physical measured value of the second physical property of the structurally identical second light source unit, e) generating at least one further output signal (115, 125) if a further differential value of the two further measured values exceeds a further predefined default value or if one of the two measured values of one predefined absolute value deviates by a maximum permissible value, it being possible for steps d) and e) to be carried out at the same time as steps a) to c).

procedure after Claim 14 , characterized by the additional steps: f) logical processing of the output signal (151) and the at least one further output signal (115, 125) and g) generation of a common evaluation signal (161).