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Die
Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere Sicherheitsschalter,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Sicherheitsschalter
werden dazu verwendet, den geschlossenen bzw. geöffneten
Zustand von Türen, Klappen und dergleichen insbesondere
bei Umzäunungen oder Gehäusen von sich bewegenden Maschinen
oder maschinellen Anlagen wie Robotern, die für das Personal
ein Gefahrenpotential darstellen, wenn es bei arbeitender Maschine
in die Nähe gelangt, zu überwachen. Hierzu werden
die Sicherheitsschalter üblicherweise an einem feststehenden
Teil befestigt, während an dem beweglichen Teil, der Tür,
Klappe und dergleichen, ein Betätiger für den Sicherheitsschalter
angebracht wird, der diesen infolge Schließens betätigt.
Im allgemeinen enthält der Sicherheitsschalter wenigstens
zwei Kontaktpaarungen, die eine Öffner- und/oder Schließerfunktion
aufweisen. Die entsprechenden Kontaktpaarungen sind über
elektrische Signalleitungen mit einer Steuerung verbunden, die auf
den ein- bzw. ausgeschalteten Zustand der Maschine reagiert, beispielsweise
bei einem Öffnen des beweglichen Teils die Maschine abschaltet
bzw. bei einem beabsichtigten Öffnen dieses erst zuläßt,
wenn die Maschine praktisch zum Stillstand gekommen ist bzw. das
Einschalten der Maschine erst bei geschlossenem beweglichen Teil
zuläßt.
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Die
Signalleitungen können in einem mit Außengewinde
versehenen Steckverbinder enden, der an der Außenseite
des Gehäuses des Sicherheitsschalters herausragt und auf
den ein Einschraubstecker aufschraubbar ist, wobei Nasen oder Nuten
zur Ausrichtung der beiden miteinander zu verbindenden Teile vorgesehen
sein können. Als Einschraubstecker werden dabei häufig
Winkelstecker zum Anschluß der Sicherheitsschalter verwendet.
Hierbei ist jedoch die Richtung der Anbringung von Winkelsteckern
weder von Schalter zu Schalter, noch an sich frei wählbar.
Andererseits hat man häufig beengte Raumverhältnisse,
die das Anbringen der Anschlußleitung zusätzlich
behindern.
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Aus
DE 20 2004 003 447 ist
ein Schalter bekannt, bei dem zur Ausrichtung von Steckverbinder und
Winkelstecker bei gelockerter Überwurfmutter der Steckverbinder
soweit gedreht werden kann, bis der Winkelstecker mit seiner Kabelführung
in die gewünschte Richtung zeigt, so daß der Winkelstecker
in einem beliebigen Winkel zum Gehäuse angeschlossen werden
kann.
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Nachteilig
dabei ist, daß zur Ausrichtung des Steckverbinders die
an diesen angeschlossenen Verbindungsdrähte gegeneinander
verdrillt und die Verbindung zwischen Steckverbindung und Verbindungsdraht
belastet wird, so daß es zu einer Beschädigung
eines Verbindungsdrahts und/oder der Verbindung zwischen diesem
und dem Steckverbinder kommen kann.
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Aus
DE 91 05 392 ist ein elektronischer
Nährungsschalter bekannt, der einen an ein Gehäuse
befestigbaren Wendewinkel zum Durchführen eines Kabels
mit einem Stecker in das Gehäuse aufweist. In den Wendewinkel
eingesetzt ist ein Sockel, an dessen rückwärtiger
Stirnseite eine kreisbogenförmige Nut ausgebildet ist.
Die Nut ist von einer Scheibe, deren Schnappfinger und einem über
die Scheibe hinausragenden Endabschnitt einer den Sockel umgreifenden
Metallhülse begrenzt. Die Nut ist an einer Umfangsstelle
durch einen an der Scheibe angebrachten Anschlagsteg unterbrochen,
der bei einer Drehung auf einen am Schenkel des Wendewinkels angeformten
und in die Nut eingreifenden Anschlagstift auftrifft und den Drehwinkel
des Steckers auf einen Winkelbereich von etwa 315° begrenzt.
Zur Fixierung des Sockels und damit des Steckers in dem Wendewinkel
ist eine Zentrierspitze vorgesehen, die in einer Bohrung senkrecht
zum Kabel verläuft und in eine Nut in dem Sockel in Eingriff
gelangen kann.
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Nachteilig
dabei ist, daß die Fixierung des Kabels senkrecht zur Kabelführung
verläuft, welches bei engen Platzverhältnissen
schwierig, wenn nicht gar unmöglich ist. Zudem ist die
beschriebene Lösung einer Drehung des Steckers mit dem
Wendewinkel, der Teil des Gehäuses bildet, aufwendig.
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Aus
US 5,698,975 ist eine Montier-
und Verbindungsanordnung für einen Näherungssensor
bekannt, bei der ein Gehäuse mit einem eine Zylinderbohrung
für den Durchtritt eines Kabels aufweisenden Block vorgesehen
ist. Die Zylinderbohrung weist verschiedene Abschnitte unterschiedlichen
Durchmessers auf, einschließlich eines ersten Abschnitts, eines
Abschnitts mit verringertem Durchmesser und einem Abschnitt mit
vergrößertem Durchmesser. Der erste Abschnitt
ist im wesentlichen innerhalb eines Außengewindes des Blocks
angeordnet und endet mit Widerlageroberflächen. In dem
ersten Abschnitt ist ein zylindrischer Steckverbinder zum Anschluß des
Kabels an einen Winkelstecker aufgenommen, wobei der Steckverbinder
einen geringfügig kleineren Durchmesser als der erste Abschnitt
aufweist, damit sich der Steckverbinder in dem ersten Abschnitt
drehen kann. Der Steckverbinder weist den Widerlagerflächen
des ersten Abschnitts entsprechende Widerlagerflächen auf,
so daß bei vollständiger Einführung des
Steckverbinders in den ersten Abschnitt die Widerlagerfächen
in Eingriff miteinander gelangen und der Steckverbinder drehfixiert
ist. Im Inneren des Gehäuses ist ein Vorsprung vorgesehen,
an den ein in eine Nut des Steckverbinders einsetzbarer Sprengring
mit seinen umgebördelten Enden in Anlage gelangen kann,
so daß eine Drehbewegung des Steckverbinders in ihrem Umfang
verringert werden kann.
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Nachteilig
dabei ist, daß die Montage des Gehäuses mit dem
Steckverbinder und der Drehsicherung aufwendig ist, und das Gehäuse
zur Montage einer Drehsicherung für einen Steckverbinder
geöffnet werden muß. Ferner ist aufgrund der Ausbildung
des an den Steckverbinder angepaßten Blocks nur eine Form
des Steckverbinders möglich. Bei einem anderen Steckverbinder
muß der Block komplett ausgetauscht werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 zu schaffen, an dem ein Winkelstecker in einem beliebigen Winkel bei
engen Platzverhältnissen fixiert angebracht werden kann
und die Drehung des Steckverbinders begrenzt sowie ein flexiblerer
Einsatz unterschiedlicher Steckverbinder ohne Aufwand möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Hierdurch
wird ein Schalter mit einem Schaltfunktionen und Anschlußklemmen
aufnehmenden Gehäuse geschaffen. Die Anschlußklemmen
sind über Verbindungsdrähte mit einem mit Außengewinde
versehenen, im Bereich einer Durchtrittsöffnung des Gehäuses
angeordneten Steckverbinder elektrisch verbunden. In die Durchtrittsöffnung
ist ein Adapter eingesetzt ist, dessen Axialbohrung den Steckverbinder
abgedichtet und verdrehbar aufnimmt. Durch den Adapter in der Axialbohrung
ist eine einfache Anpassung an den verwendeten Steckverbinder möglich,
es sind beispielsweise vierpolige oder achtpolige Steckverbinder
möglich, die in dem Adapter sicher gehalten werden. Der
Adapter kann an Gewindedurchmesser im Gehäuse, die unterschiedliche Abmessungen
bzw. Innendurchmesser aufweisen, angepaßt werden. Der Steckverbinder
kann in einer gewünschten Winkelstellung zum Gehäuse
mittels einer auf den Adapter aufgeschraubten Rändelmutter
gehalten werden, wobei an dem dem Gehäuseinneren zugewandten
Ende des Adapters ein Anschlag für eine am gehäuseseitigen
Ende ausgebildete Schulter des Steckverbinders vorliegt. Durch die Rändelmutter
wird die Schulter des Steckverbinders gegen das Ende des Adapters
gepresst und der Steckverbinder damit gegen eine Drehung gesichert. Der
Adapter weist an einem aus dem Gehäuse ragenden Vorsprung
eine sich in Richtung zu seiner Längsachse erstreckende
Erhöhung auf, die als Bewegungsbegrenzung für
ein mit dem Steckverbinder in Eingriff stehendes, außerhalb
des Gehäuses angeordnetes, eine Nase aufweisendes Anschlagblech, dient.
Das Anschlagblech dreht sich aufgrund dessen, daß es in
Eingriff mit dem Steckverbinder steht mit diesem mit. Die Nase des
Anschlagbleches stößt bei Erreichen einer bestimmten
Verdrehung des Steckverbinders gegenüber dem Adapter gegen
die Erhöhung am Vorsprung des Adapters; der Steckverbinder
kann nicht weiter gedreht werden. Durch die derartige Ausbildung
ist die Drehbegrenzung des Steckverbinders einfach gestaltet und
außerhalb des Gehäuses mit verschiedenen Adaptern,
die sich im Gewindedurchmesser unterscheiden, mit einfachen Mitteln
möglich.
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Der
Adapter ist vorzugsweise in die Durchtrittsöffnung eingeschraubt,
so daß er lösbar mit hoher Festigkeit mit dem
Gehäuse verbunden ist.
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Durch
die Anordnung eines O-Rings zwischen der Schulter und der dem Gehäuse
zugewandten Seite des Adapters ist eine Erhöhung der Dichtigkeit,
beispielsweise gegen Feuchtigkeit, auf einfache Weise möglich.
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Vorzugsweise
erstreckt sich die Erhöhung in Umfangsrichtung um den Steckverbinder,
so daß mit der Wahl der Größe bzw. Länge
der Erstreckung in Umfangsrichtung ein definierter Winkelbereich
kleiner als 360°, beispielsweise 340°, mit der
Drehung des Steckverbinders überstrichen wird.
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Bevorzugt
weist die Erhöhung eine Höhe von 0,1 bis 0,9 mm
auf, damit die Erstreckung entlang der Längsrichtung des
Steckverbinders klein gehalten wird.
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Bevorzugt
ist das Anschlagblech im wesentlichen etwa gleich dick wie die Höhe
der Erhöhung, wobei es insbesondere bevorzugt ungefähr
0,05 bis 0,5 mm dicker als die Erhöhung ist, damit eine
flächige Klemmung des Anschlagbleches mit der Rändelmutter
erzielbar ist. Besonders bevorzugt weist die Erhöhung eine
Höhe von 0,7 mm und das Anschlagblech eine Höhe
bzw. Dicke von 0,8 mm auf.
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Vorzugsweise
ist der Eingriff zwischen dem Anschlagblech und dem Steckverbinder
durch eine einfache Maßnahme gebildet, indem der Steckverbinder
sich durch eine Öffnung des Anschlagbleches erstreckt und
der Eingriff des Steckverbinders mit dem Anschlagblech durch in
Anlage miteinander befindliche geradlinige Bereiche der Außenkontur
des Steckverbinders mit der Innenkontur des Anschlagbleches erreicht
ist.
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Am
Außenumfang des Steckverbinders ist vorzugsweise eine Rastnase
vorgesehen, die das Anschlagblech in Richtung der Erhöhung
mit einer gewissen Toleranz hält, damit das Anschlagblech axial
nicht verrutscht.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
und den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten
Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert.
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1 zeigt
einen Sicherheitsschalter in Frontansicht.
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2 zeigt
teilweise den Sicherheitsschalter aus 1 im Schnitt
bzw. geöffnet in Seitenansicht.
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3 zeigt
einen Abschnitt X von 2 vergrößert.
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4 zeigt
den Sicherheitsschalter von 1 von unten.
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5a zeigt
eine Ausführungsform eines Steckverbinders eines Sicherheitsschalters
in einer Teilsansicht von 1.
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5b zeigt
einen Abschnitt einer Vergrößerung Y des Steckverbinders
von 5a.
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Der
dargestellte Sicherheitsschalter umfaßt ein Gehäuse 1,
das mittels Schrauben und entsprechenden Löchern 2 hierfür
an einem feststehenden Teil eines Gehäuses, einer Umzäunung
oder dergleichen befestigt werden kann. Im oberen Abschnitt des Gehäuses 1 befindet
sich ein Schlitz 3, in den ein Betätiger für
den Sicherheitsschalter einführbar ist, der sich an einem
beweglichen Teil befindet. Im geschlossenen Zustand des beweglichen
Teils betätigt der Betätiger nicht dargestellte
Kontakte (Öffner und/oder Schließer), die in dem
Gehäuse 1 untergebracht sind. Die Kontakte sind
mit Anschlußklemmen verbunden, die in einem von einem in 1 dargestellten
Deckel verschließbaren, unteren Abschnitt des Gehäuses 1 untergebracht
sind.
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Von
den Anschlußklemmen führen Verbindungsdrähte
zu einem Steckverbinder 6. Der Steckverbinder 6 wird
dabei von einem Adapter 7 aufgenommen, der in eine mit
Gewinde versehene Durchtrittsöffnung 8 an der
Unterseite des Gehäuses 1 eingeschraubt ist. Der
Adapter 7 ist im wesentlichen in Form eines langgestreckten
Rings bzw. Rohres ausgestaltet. Zur Aufnahme des Steckverbinders 6 in dem
Adapter 7 ist eine Axialbohrung 9 vorgesehen.
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Der
Adapter 7 besitzt an dem dem Gehäuseinneren zugewandten
Ende einen Anschlag 10 für eine am gehäuseseitigen
Ende des Steckverbinders 6 ausgebildete Schulter 11.
Im außenseitigen Bereich weist der Adapter 7 einen
O-Ring 12 zwecks Abdichtung der Durchtrittöffnung 8 mit
dem Adapter 7 auf. Zur Abdichtung zwischen der Schulter 11 des Steckverbinders 6 und
dem Anschlag 10 des Adapters 7 ist ein O-Ring 13 vorgesehen,
den der Steckverbinder 6 aufweist.
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Der
Steckverbinder 6 weist einen nach außen ragenden
Fortsatz 14 auf, der einen Gewindeabschnitt und Kontaktstifte 15 zum
Kontaktieren entsprechender Anschlüsse eines Winkelsteckers
aufweist. Der Winkelstecker besitzt eine unverlierbare Hülse,
die auf den Gewindeabschnitt des Steckverbinders 6 schraubbar
ist.
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Die
Schulter 11 des Steckverbinders 6 wird mittels
einer auf den nach außen ragenden Gewindeabschnitt des
Adapters 7 aufschraubbaren Rändelmutter 16 gegen
die Schulter 11 des Adapters 7 gedrückt
bzw. gezogen, wodurch der Steckverbinder 6 in der eingenommenen
Position bezüglich des Adapters 7 und letztlich
relativ zu dessen Position im Gehäuse 1 festgeklemmt
wird.
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Unabhängig
davon, ob Nasen oder Nuten zur Ausrichtung von Steckverbinder 6 und
Winkelstecker vorgesehen sind, kann bei gelockerter Rändelmutter 16 der
Steckverbinder 6 gedreht werden, bis der Winkelstecker
mit seiner Kabelabführung in die gewünschte Richtung
zeigt, so daß der Winkelstecker in einem beliebigen Winkel
zum Gehäuse 1 angeschlossen werden kann.
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Abgesehen
davon ist es infolge der Verwendung des Adapters 7 nicht
notwendig, ein anders ausgebildetes Gehäuse 1 für
andere Anschlußtechniken, etwa eine Kabelverschraubung,
zu verwenden. Vielmehr kann das bisherige Gehäuse 1 generell
benutzt werden. Der Adapter 7 kann an unterschiedliche
Durchmesser von Durchtrittsöffnungen 8 angepaßt
sein, ohne daß unterschiedliche Steckverbinder 6 verwendet
werden müssen. Zudem ist durch die Verwendung unterschiedlicher
Adapter 7 eine Anpassung an den Außenumfang der
Steckverbinder 6 an unterschiedliche Gewindedurchmesser
in den Durchbrechungen bzw. Durchtrittsöffnungen des Gehäuses 1 möglich.
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Der
Adapter 7 besitzt einen nach außen ragenden Vorsprung 17,
der umfangsseitig um die Durchtrittsöffnung 8 angeordnet
ist und den Rand der Durchtrittsöffnung 8 überdeckt.
An dem Vorsprung 17 ist eine sich in Richtung zur Längsachse
des Adapters 7 erstreckende Erhöhung 18 ausgebildet.
Die Erhöhung 18 weist die Form eines auf dem Vorsprung 17 gebildeten
Plateaus auf. Die Erhöhung 18 kann mit einer Nase 19 eines
um den Steckverbinder 6 in Eingriff befindlichen Anschlagbleches 20 zusammenwirken,
indem die fixiert zum Gehäuse 1 vorliegende Erhöhung 18 eine
Bewegungsbegrenzung für das mit der Nase 19 ausgebildete
Anschlagblech 20 bildet. Das ringförmig ausgebildete
Anschlagblech 20 liegt auf dem Vorsprung 17 auf.
Bei einer Drehung des Steckverbinders 6 dreht sich das
Anschlagblech 20 mit diesem und eine Seite 19a, 19b der
Nase 19 gelangt mit der Erhöhung 18 in
Anlage. Die Drehbewegung des Steckverbinders 6 ist in dieser
Richtung begrenzt. Wird der Steckverbinder 6 nun in die
andere Richtung gedreht, gelangt die andere Seite 19a, 19b der
Nase 19 in Anlage mit der Erhöhung 18.
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Der
Eingriff des Anschlagbleches 20 mit dem Steckverbinder 6 wird
durch geradlinige Abschnitte im Bereich der Außenkontur
des Steckverbinders 6 und entsprechenden geradlinigen Abschnitten
des Anschlagbleches 20, die in Anlage zu den geradlinigen
Abschnitten des Steckverbinders 6 sind und wie sie in 4 zu
erkennen sind, erreicht. Das Anschlagblech 20 dreht sich
somit mit dem Steckverbinder 6. In 4 sind zwei
geradlinige Abschnitte im Bereich der Außenkontur des Steckverbinders 6 gezeigt,
die einander gegenüber liegen. Es kann ferner vorgesehen
sein, daß zwei zusätzliche geradlinige Abschnitte
vorgesehen sind, die jeweils um 90° in Umfangsrichtung
des ringförmig ausgebildeten Anschlagblechs 20 zu
den beiden gezeigten geradlinigen Abschnitten vorliegen. Eine gleichmäßige
Verteilung in Umfangsrichtung erhöht eine Verdrehsicherheit
und vereinfacht den Herstellungsaufwand für das Anschlagblech 20.
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Die
Erhöhung 18 weist eine Erstreckung in Umfangsrichtung
zum Außenumfang des Steckverbinders 6 auf. Die
Erhöhung 18 ist kreissegmentförmig gebildet.
Je größer die Erstreckung in Umfangsrichtung ist,
desto kleiner ist der Bereich der Drehbewegung des Steckverbinders 6.
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Die
Erstreckung der Nase 19 in Umfangsrichtung des Steckverbinders 6,
beschränkt die Drehbewegung in Bezug auf die Erhöhung 18.
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In 5a ist
eine Ausführungsform des Steckverbinders 6 gezeigt,
bei dem am Außenumfang eine Rastnase 21 vorgesehen
ist. Die Rastnase 21 ist keilförmig mit einer
Erstreckung in Richtung der Längsachse des Steckverbinders 6 angeordnet. 5b zeigt
den Steckverbinder 6 mit der Rastnase 21 vergrößert.
Die in Richtung der Längsachse keilförmig ausgebildete
Rastnase 21 bildet eine Anschlagfläche für
das Anschlagblech 20 in axialer Richtung des Steckverbinders 6.
Die Anschlagfläche der Rastnase 21 ist bevorzugt
so angeordnet, daß der Abstand zwischen Anschlagfläche
und Anschlagblech 20 ungefähr 0,2 mm beträgt.
Dadurch wird eine gewisse Toleranz bei der Fertigung erreicht, aber gleichzeitig
sichergestellt, daß das Anschlagblech 20 nicht
axial verrutscht und zusammen mit dem Steckverbinder 6 bei
einer Drehung in Anlage mit der Erhöhung 18 kommen
kann, um die Drehung zu begrenzen. Die Anzahl der Rastnasen 21 kann
variiert werden. Es können beispielsweise um den Außenumfang
des Steckverbinders 6 verteilte Rastnasen 21 vorgesehen
sein, deren jeweilige Anschlagfläche für das Anschlagblech 20 im
wesentlichen auf gleicher Höhe des Steckverbinders 6 geordnet
sind. Die Rastnasen 21 können um den Außenumfang
des Steckverbinders 6 gleichmäßig beabstandet
voneinander angeordnet sein.
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Auch
bei anderen Schaltern wie Positionsschaltern, Scharnierschaltern
und dergleichen können die vorstehend bezüglich
Sicherheitsschaltern geschilderten Probleme auftreten und entsprechend der
vorliegenden Erfindung gelöst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202004003447 [0004]
- - DE 9105392 [0006]
- - US 5698975 [0008]