DE3841458C1 - Safety switch to be actuated by a person - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen von einer Person zu betätigen­ den Sicherheitsschalter mit wenigstens einem mittels eines Betätigungsgliedes entgegen einer Rückstellkraft von seiner Ausschaltstellung in seine Einschaltstellung bewegbaren Kon­ taktstück.

Die bekannten Sicherheitsschalter dieser Art sind als Druck­ knopfschalter ausgebildet, der nur so lange geschlossen ist, als seine Drucktaste mit der Hand oder dem Fuß niedergedrückt ist. Im Gefahrenfalle braucht deshalb nur die Drucktaste freigegeben zu werden, um die Maschine oder das Gerät, von dem die Gefahr ausgeht, abzuschalten.

Bei Unfällen hat sich jedoch gezeigt, daß manche der Gefahr ausgesetzte Personen infolge des durch die Gefahr ausgelösten Schrecks die Taste des Sicherheitsschalters nicht freiga­ ben, sondern weiterhin niederhalten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch dann seine Sicherheitsaufgabe erfüllt, wenn im Gefahrenfalle die ihn bedienende Person nicht in der Lage ist, das Betätigungs­ glied freizugeben. Diese Aufgabe löst ein Schalter mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Ein derartiger Sicherheitsschalter trägt der Tatsache Rechnung, daß der Schreck, der sich im Gefahrenfalle bei der der Ge­ fahr ausgesetzten Person einstellen kann, unbewußt zu einer auf eine Verkrampfung zurückzuführenden Erhöhung der Kraft führt, mit welcher das Betätigungsglied von Hand oder mit dem Fuß beaufschlagt wird. Diese über das für das Schließen des Sicherheitsschalters notwendige Maß hinausgehende Betä­ tigungskraft führt bei dem erfindungsgemäßen Schalter zu einem Lösen der Verbindung zwischen den beiden Teilen des Betätigungsgliedes, da hierbei die von dem Magnetsystem vom einen auf den anderen Teil übertragbare Mitnahmekraft über­ schritten wird. Das Lösen der Verbindung hat zur Folge, daß das Kontaktstück zusammen mit dem ihm zugeordneten Teil des Betätigungsgliedes durch die an ihm angreifende Rückstell­ kraft in die Ausschaltstellung des Sicherheitsschalters zu­ rückgeführt wird, auch wenn weiterhin der von der Bedienungs­ person belastete Teil des Betätigungsgliedes in der Einschalt­ stellung gehalten wird. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Schalters besteht darin, daß nach einer Trennung der Verbindung zwischen den beiden Teilen des Betä­ tigungsgliedes die Freigabe des von der Bedienungsperson belasteten Teiles nur zu einer selbsttätigen Rückkehr dieses Teiles in seine Ausgangslage führt, nicht aber zu einem er­ neuten, vorübergehenden Einschalten des Gerätes oder der Maschine. Ein derartiges, wenn auch nur vorübergehendes Wiedereinschalten könnte nämlich zu dem Unfall führen, der zunächst noch durch das Öffnen des Sicherheitsschalters ab­ gewendet werden konnte.

Es ist zwar ein Geräteschalter, insbesondere für Bohrmaschinen, bekannt (GB 12 29 219), der bei einer Verstärkung des Betä­ tigungsdruckes über das für das Einschalten erforderliche Maß hinaus in seine Ausschaltstellung gelangt und danach erst dann wieder in die Einschaltstellung gebracht werden kann, wenn zuvor das Betätigungsglied vollständig freigegeben worden ist. Diese Funktionsweise wird aber nicht durch eine lösbare Verbindung zwischen zwei Teilen des Schalterbetätigungsglie­ des erreicht. Vielmehr weist das Schalterbetätigungsglied einen drehbar an ihm gelagerten und in der einen Drehrichtung durch eine Feder vorgespannten Schaltnocken auf, der von einer wirk­ samen Drehstellung in eine unwirksame Drehstellung gedreht wird, wenn das Betätigungsglied über die der Einschaltstellung des Schalters entsprechende Position hinaus bewegt wird. Auch während der Rückkehr des Betätigungsgliedes in dessen Ausgangs­ stellung bleibt der Schaltnocken in seiner unwirksamen Stel­ lung stehen, wodurch dabei keine Schalterbetätigung erfolgt.

Aus Sicherheits- und Kostengründen ist es vorteilhaft, das Magnetsystem nicht mit einem Elektromagneten auszurüsten, sondern mit wenigstens einem Permanentmagneten. Mit diesem Permanentmagneten kann wenigstens ein zweiter Permanentmagnet als Ankerelement zusammenwirken. Kostengünstiger ist jedoch ein nicht magnetisiertes Ankerelement.

Eine konstruktiv einfache und kostengünstige Ausbildung der beiden Teile des Betätigungsgliedes sowie der Zuordnung der zusammenwirkenden Teile des Magnetsystems ist Gegenstand des Anspruches 4.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung die prinzipielle Ausbildung des Ausführungsbeispiels.

Ein als Ganzes mit 1 bezeichneter Sicherheitsschalter weist eine mit der Hand oder dem Fuß zu betätigende Drucktaste 2 auf, die mit dem einen Ende eines ersten Stößels 3 fest verbunden ist, der in seiner Längsrichtung in einer Führung 4 verschiebbar im Schaltergehäuse 5 angeordnet ist. Das der Drucktaste 2 abgekehrte Ende des ersten Stößels 3 ist von einer ersten, vorgespannten Rückstellfeder 6 beaufschlagt, die andererseits am Schaltergehäuse 5 abgestützt ist. Das Niederdrücken der Drucktaste 2 von der Ausschaltstellung des Sicherheitsschalters 1 in dessen Einschaltstellung erfolgt deshalb entgegen der Kraft der ersten Rückstellfeder 6.

Ein zweiter Stößel 7, der parallel zum ersten Stößel 3 im Abstand neben diesem im Schaltergehäuse 5 angeordnet und in einer Führung 8 längsverschiebbar geführt ist, betätigt über eine nicht dargestellte Isolation mit demjenigen Ende, das bei einer Längsverschiebung in derjenigen Richtung, in der sich der erste Stößel 3 beim Niederdrücken der Druck­ taste 2 bewegt, vorauseilt, ein bewegliches Kontaktstück 9 im Sinne eines Schließens des Sicherheitsschalters 1. Bei dieser Verschiebung des zweiten Stößels 7 wird nämlich das bewegliche Kontaktstück 9 gegen zwei feste Kontaktstücke 10 bewegt. Am zweiten Stößel 7 greift eine von der Rückstell­ feder 6 unabhängige, vorgespannte Rückstellfeder 11 an, welche das bewegliche Kontaktstück 9 in der Ausschaltstellung zu halten sucht.

Vom ersten Stößel 3 steht gegen den zweiten Stößel 7 hin ein erster Mitnehmer 12 ab. Dieser erste Mitnehmer 12 ragt in die Bewegungsbahn eines zweiten Mitnehmers 13, der am zweiten Stößel 7 vorgesehen ist und sich gegen den ersten Stößel 3 hin erstreckt. Die freien Endabschnitte der beiden Mitnehmer 12 und 13 überlappen sich derart, daß der zweite Mitnehmer 13 dem ersten Mitnehmer 12 folgt, wenn beide mit­ einander verbunden sind und die Drucktaste 2 niedergedrückt wird. An einem der Endabschnitte der Mitnehmer 12 und 13, und zwar im Ausführungsbeispiel an demjenigen des ersten Mitnehmers 12, ist auf dessen dem Endabschnitt des zweiten Mitnehmers 13 zugekehrter Seite ein Permanentmagnet 14 angeord­ net und fest mit dem ersten Mitnehmer 12 verbunden. Die dem ersten Mitnehmer 12 abgekehrte Fläche des Permanentmagne­ ten 14 dient als Anlagefläche für den ein Ankerelement 15 bildenden freien Endabschnitt des zweiten Mitnehmers 13. Zumindest das Ankerelement besteht deshalb aus einem magne­ tisch gut leitenden, weichmagnetischen Material. Der vom Permanentmagneten 14 erzeugte magnetische Fluß schließt sich über das Ankerelement 15, wenn dieses am Permanentmagneten 14 anliegt.

Die Haltekraft des aus dem Permanentmagneten 14 und dem An­ kerelement 15 bestehenden Magnetsystems ist so gewählt, daß die Verbindung sich löst, wenn die auf die Drucktaste 2 aus­ geübte Betätigungskraft denjenigen Wert überschreitet, der für eine sichere Kontaktierung der beiden festen Kontakt­ stücke 10 durch das bewegliche Kontaktstück 9 erforderlich ist. Falls notwendig, ist eine Einstellung dieser Kraft da­ durch möglich, daß man die maximale Haltekraft des Magnet­ systems etwas höher wählt als erforderlich und durch einen Spalt zwischen dem Permanentmagneten 14 und dem Ankerele­ ment 15 oder durch einen magnetischen Bypass die Haltekraft auf den gewünschten Wert reduziert.

Wenn der Sicherheitsschalter 1 nicht betätigt ist, drückt die Rückstellfeder 11 den zweiten Stößel 7 gegen einen ge­ häusefesten Anschlag 16. Die Rückstellfeder 6 hält den ersten Stößel 3 in seiner Ausgangsstellung, in der das Ankerele­ ment 15 einen mechanischen Anschlag für den Permanentmagneten 14 bildet. Es ist daher gewährleistet, daß der durch die Drucktaste 2 und den ersten Stößel 3 gebildete Teil des Be­ tätigungsgliedes mit dem durch den zweiten Stößel 7 gebildeten Teil verbunden ist. Wird nun die Drucktaste 2 niedergedrückt, dann wird wegen dieser Verbindung der zweite Stößel 7 mit­ genommen und das bewegliche Kontaktstück 9 in Anlage an die beiden festen Kontaktstücke 10 gebracht, wodurch zwischen den beiden Anschlußklemmen 17 des Sicherheitsschalters ein Kurzschluß vorhanden ist. Wird bei geschlossenem Schalter auf die Drucktaste 2 eine Betätigungskraft ausgeübt, die die Haltekraft des aus dem Permanentmagneten 14 und dem An­ kerelement 15 bestehenden Magnetsystems überschreitet und die deutlich größer ist als die zum Schließen des Schalters notwendige Betätigungskraft, dann löst sich der Permanent­ magnet 14 vom Ankerelement 15. Dies hat zur Folge, daß der erste Stößel 3 noch ein Stück weit entgegen der Kraft der Rückstellfeder 6 in Längsrichtung verschoben wird, der zweite Stößel 7 und mit ihm zusammen das bewegliche Kontaktstück 11 jedoch durch die Kraft der Rückstellfeder 11 in die Aus­ schaltstellung zurückbewegt werden. Wegen der geringen Masse dieser Teile läßt sich eine sehr hohe Ausschaltgeschwindig­ keit erreichen. Wird schließlich die Drucktaste 2 freige­ geben, dann bleibt der Schalter unverändert in seiner Aus­ schaltstellung. Es werden nur der erste Stößel 3 und die Drucktaste 2 durch die Kraft der Rückstellfeder 6 in die Ausgangsstellung zurückgeführt, in der der Permanentmagnet 14 wieder in Anlage an das Verankerungselement 15 kommt und dadurch selbsttätig die Verbindung wieder hergestellt wird.

Claims (4)

1. Von einer Person zu betätigender Sicherheitsschalter mit wenigstens einem mittels eines Betätigungsgliedes entge­ gen einer Rückstellkraft von seiner Ausschaltstellung in seine Einschaltstellung bewegbaren Kontaktstück, da­ durch gekennzeichnet, daß

• a) das Betätigungsglied (2, 3, 7) zwischen dem am beweg­ baren Kontaktstück (9) angreifenden Ende und demjenigen Ende, auf das die Person die Betätigungskraft ausübt, eine sich beim Überschreiten eines oberen Grenzwertes der Betätigungskraft lösende Verbindung aufweist,
• b) diese Verbindung durch ein Magnetsystem (14, 15) gebildet ist, und
• c) beide Teile (2, 3; 7) des Betätigungsgliedes durch die an ihnen angreifende Rückstellkraft bei gelöster Verbindung unabhängig voneinander in ihre Ausgangs­ stellung zurückbewegbar sind.

2. Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Magnetsystem wenigstens einen Permanentmag­ neten (14) und wenigstens ein bei hergestellter Verbin­ dung in dessen Magnetfeld liegendes Ankerelement (15) aufweist.

3. Sicherheitsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Permanentmagnet (14) am einen Teil (1, 12) und das vorzugsweise an ihn anlegbare Ankerelement (15) am anderen Teil (7, 13) des Betätigungsgliedes vorgesehen sind.

4. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß

• a) der am bewegbaren Kontaktstück (9) angreifende Teil (7) des Betätigungsgliedes parallel zum anderen Teil (3) verschiebbar im Schaltergehäuse (1) geführt ist,
• b) beide Teile (3, 7) je einen radial abstehenden Mitnehmer (12, 13) aufweisen,
• c) der Mitnehmer (12) desjenigen Teils (3), auf den die Person die Betätigungskraft ausübt, in die Bewegungsbahn des Mitnehmers (13) des anderen Teils (7) ragt, und
• d) an den beiden Mitnehmern (12, 13) in demjenigen Bereich, in dem sie sich überlappen, der Permanentmagnet (14) bzw. das Ankerelement (15) angeordnet sind.