DE3923663A1 - Sicherheitsschalter mit ausloesbarer sperre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsschalter mit auslösbarer Sperre, der ein Schaltergehäuse mit einem von diesem umschlossenen Schalter und einen diesem zugeordneten Betätigungsbügel umfaßt, wobei der Be­ tätigungsbügel durch einen Schlitz im Schaltergehäuse in dieses einführbar ist und mit seinem sich im Schalterge­ häuse befindenden Ende die Betätigung des Schalters bewirkt und wobei die Sperre eine Verriegelung des Betätigungsbügels im Schaltergehäuse bewirkt, die erst zu einem gewünschten Zeitpunkt auslösbar ist.

Sicherheitsschalter der genannten Art werden bei Maschi­ nen eingesetzt, bei denen es aus Sicherheitsgründen erforderlich ist, daß der Betrieb der Maschine beim Herausziehen des Betätigungsbügels aus dem Schalterge­ häuse unterbrochen wird. Wenn z. B. der Sicherheitsschal­ ter an einer Tür oder einem Schutzgitter angebracht ist und in den Stromkreis einer dahinter befindlichen Maschine eingeschaltet ist, wird beim Öffnen der Tür oder des Schutzgitters der Schalter zwangsläufig ausge­ schaltet und damit die Maschine stromlos.

In vielen Fällen besitzt aber die betreffende Maschine eine erhebliche Auslaufzeit. Beim Öffnen der Tür oder des Schutzgitters wird dann zwar die Maschine abgeschal­ tet, bewegt sich aber noch einige Zeit weiter und stellt eine Gefahr für das Bedienungspersonal dar. In einem solchen Falle muß die Tür oder das Schutzgitter durch eine zusätzliche Sperre geschlossen gehalten werden, die erst dann auslösbar ist, wenn der vollständige Still­ stand der Maschine erreicht ist.

Ein Sicherheitsschalter mit auslösbarer Sperre der genannten Art ist aus der PS 33 09 372 bekannt. Bei diesem Schalter wird die auslösbare Sperre durch einen Elektromagneten betätigt, der bei Erregung einen Sperr­ stift gegen die Wirkung einer Feder aus einer Verklin­ kung mit dem Betätigungsbügel im Schaltergehäuse zieht. Im nicht erregten Zustand des Elektromagneten ist der Sperrstift durch die Feder in seine Verklinkungsstellung mit dem Betätigungsbügel gedrückt. Ein Stillstandswäch­ ter, z. B. ein Drehzahlwächter, erfaßt und überwacht mit entsprechender Signalverarbeitung den Stillstand der gefahrbringenden Bewegung. Erst bei vollständigem Still­ stand der Bewegung wird durch ein Signal der Elektromag­ net erregt und damit die Sperre gelöst. Eine solche Entriegelung über einen Elektromagneten eignet sich insbesondere für Maschinen mit unterschiedlicher Aus­ laufzeit. Bei Maschinen mit bekannten Auslaufzeiten kann anstelle des Drehzahlwächters auch ein elektrisches Zeitwerk eingesetzt werden.

Daneben sind auch von Hand betätigbare mechanische Entriegelungen, z. B. durch Schrauben oder Spindeln, bekannt, die erst nach einer bestimmten Verzögerungszeit ein Auslösen der Sperre ermöglichen. Die Zeit für das manuelle Entsperren muß länger als die Auslaufzeit der Maschine sein. Eine solche Vorrichtung eignet sich nur für konstante Auslaufzeiten.

Die bisher bekannten Sperren sind entweder technisch relativ aufwendig oder bieten keinen ausreichenden Schutz gegen Manipulation der Zeit für das Entsperren. Die erwähnte elektromagnetische Entsperrung erfordert neben dem Sperrmechanismus einen Elektromagneten und einen Stillstandswächter bzw. ein elektrisches Zeitwerk. Diese sind mit höheren Kosten für den Sicherheitsschal­ ter verbunden. Die erwähnten mechanischen Entsperrungen lassen sich in ihrem zeitlichen Ablauf manipulieren und bieten daher nicht die erforderliche Sicherheit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sicher­ heitsschalter mit auslösbarer Sperre der eingangs genannten Art zu schaffen, der keinen größeren techni­ schen Aufwand erfordert und eine optimale Sicherheit gegen Manipulation des zeitlichen Ablaufs der Entsper­ rung bietet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein mechanisches Zeitwerk mit einem Gehäuseteil und einem relativ zum Gehäuseteil um eine erste Achse drehbaren und durch eine Feder spannbaren Steuerteil, wobei das Gehäuseteil um eine von der ersten Achse versetzt angeordnete zweite Achse gelagert und um diese zwischen einem ersten Anschlag und einem zweiten Anschlag schwenkbar ist, das Steuerteil an einer Stirnseite einen Steuerstift aufweist und an dem Steuerteil ein elasti­ sches Element zur Erzeugung einer elastischen Kraft in einer Drehrichtung des Steuerteils angreift, wobei die elastische Kraft kleiner als die bei Spannung des Zeitwerks wirkende Federkraft und mit dieser gleichge­ richtet ist und das Steuerteil mit dem Gehäuseteil gegen den ersten Anschlag hält, durch eine Betätigungsvorrich­ tung, die über eine sich längs der ersten Achse erstreckende Welle fest mit dem Steuerteil verbunden ist, und durch ein quer zur ersten und zweiten Achse drehbares Schaltteil, das einen der Stirnseite des Steuerteils gegenüberliegenden Nocken und ein elasti­ sches Element zur Erzeugung einer elastischen Kraft in einer Drehrichtung des Schaltteils aufweist, wobei das Schaltteil über einen Sperriegel mit dem Schalter so zusammenwirkt, daß es in Richtung der elastischen Kraft um einen bestimmten Weg drehbar ist, wenn der Be­ tätigungsbügel im Schaltergehäuse verriegelt ist, und der Nocken eine in Richtung der elastischen Kraft weisende Fläche besitzt und mit dem Steuerstift des Zeitwerks so zusammenwirkt, daß bei Drehung des Zeit­ werks um die zweite Achse und Spannung des Zeitwerks um die erste Achse durch die Betätigungsvorrichtung der Steuerstift am Nocken vorbei bewegbar ist und bei anschließender Rückdrehung des Zeitwerks um die zweite Achse vermöge der elastischen Kraft bei Freigabe der Betätigungsvorrichtung gegen die besagte Fläche des Nockens anliegt.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion wird mit einfachen mechanischen Mitteln eine Sperre geschaffen, die in einer durch das Zeitwerk vorgegebenen Zeit auslösbar ist. Die Zeit kann z. B. fünf Minuten betragen. Das heißt, daß nach dem Spannen des Zeitwerkes bei vorzeitigem Abschalten der Maschine eine Entriegelung des Betätigungsbügels im Schaltergehäuse und damit z. B. das Öffnen einer Tür oder eines Schutzgitters nach dieser Zeit erfolgen kann. Eine Manipulation der Ablaufzeit des Zeitwerkes ist nicht möglich, da eine Beeinflussung des Zeitwerkes nur über die Betätigungs­ vorrichtung erfolgen kann. Der Zugang zur Betätigungs­ vorrichtung kann durch entsprechende Maßnahmen ver­ hindert werden. Er kann z. B. durch die geschlossene und verriegelte Tür oder das Schutzgitter unterbunden werden, wobei die Betätigungsvorrichtung von außen nur durch einen durch die Tür oder das Schutzgitter reichenden Seilzug zugänglich ist.

Das Entsperren des Sicherheitsschalters geschieht nach der erfindungsgemäßen Konstruktion wie folgt. Es wird davon ausgegangen, daß das Schaltteil sich in der Stellung befindet, in der der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse verriegelt ist. Das Zeitwerk liegt am ersten Anschlag an. Dann wird die Betätigungsvorrichtung bedient, mit der das Zeitwerk vom ersten Anschlag weg um die zweite Achse zum zweiten Anschlag gedreht wird. Liegt das Zeitwerk am zweiten Anschlag an, so wird bei weiterer Bedienung der Betätigungsvorrichtung das Steuerteil um die erste Achse gedreht und dabei das Zeitwerk aufgezogen. Bei dieser Drehung des Steuerteils zunächst um die zweite und dann um die erste Achse wird der Sperrstift am Nocken des Schaltteils vorbei bewegt. Nach dem Aufziehen des Zeitwerks wird bei Freigabe der Betätigungsvorrichtung das Zeitwerk vermöge der an ihm angreifenden elastischen Kraft wieder zum ersten An­ schlag hin zurückgezogen. Dabei legt sich der Schalt­ stift gegen die besagte Fläche des Nockens, wodurch das Schaltteil beim Ablauf des Zeitwerks entgegen der an ihm angreifenden elastischen Kraft bewegt wird. Nach Ablauf des Zeitwerks hat das Schaltteil eine Stellung erreicht, in der die Betätigungsbügel im Schaltergehäuse ent­ riegelt ist, so daß eine mit dem Betätigungsbügel verbundene Tür oder ein Schutzgitter geöffnet werden kann.

Zum Verriegeln des Betätigungsbügels im Schaltergehäuse kann das Zeitwerk durch die Betätigungsvorrichtung um die zweite Achse gedreht werden, wobei das Schaltteil durch die an ihm angreifende elastische Kraft über den Sperrstift gezogen und in eine Stellung gebracht wird, in der der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse ver­ riegelt werden kann.

Der erste und zweite Anschlag für das Zeitwerk bei Drehung um die zweite Achse können an einem den Sicherheitsschalter und das Zeitwerk aufnehmenden Gehäu­ se angeordnet sein. Das an dem Steuerteil des Zeitwerks angreifende elastische Element sowie das an dem Schalt­ teil angreifende elastische Element können als Zugfedern ausgebildet sein.

Die Ausbildung des Schaltteils mit dem mit dem Steuer­ teil zusammenwirkenden Nocken und dem mit dem Schalter zusammenwirkenden Sperriegel kann in verschiedener Weise vorgenommen werden, so daß sich die oben beschriebene Schaltung ergibt. Die technische Ausführung des Zusam­ menwirkens des Sperriegels mit dem Schalter kann bekannten Sicherheitsschaltern entnommen oder in geeig­ neter, ähnlicher Weise gewählt werden.

Mechanische Zeitwerke zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer und durch eine geringe Störanfälligkeit aus. Im Handel erhältliche mechanische Zeitwerke sind in Kunststoffschalen eingebettet, so daß Partikel, wie z. B. Staub, nicht in das Zeitwerk eindringen können.

Die erfindungsgemäße Konstruktion ist weitgehend gegen Fehler abgesichert. Bei Bruch des am Steuerteil des Zeitwerks angreifenden elastischen Elements wird das Zeitwerk nicht am ersten Anschlag gehalten. Das aufgezo­ gene Zeitwerk liegt am zweiten Anschlag an. In dieser Position des Steuerteils bewegt sich der Schaltstift am Nocken des Schaltteils vorbei, so daß dieses nicht in die Entriegelungsstellung gedreht werden kann. Der Betätigungsbügel wird daher nicht freigegeben, d. h., eine mit dem Betätigungsbügel verbundene Tür oder ein Schutzgitter kann nicht geöffnet werden.

Bricht andererseits das an dem Schaltteil angreifende elastische Element, so kann das Schaltteil nicht durch dieses in die Verriegelungsstellung gedreht werden. Der Betätigungsbügel kann nicht im Schaltergehäuse ver­ riegelt werden, d. h., daß eine damit verbundene Tür oder ein Schutzgitter nicht geschlossen werden kann. Es kann vorgesehen sein, daß dann die Maschine nicht anläuft.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Schaltteil beim Ablauf des Zeitwerks vor der Entriege­ lung des Betätigungsbügels im Schaltergehäuse durch den Steuerstift längs einer Leerstrecke drehbar, die so bemessen ist, daß bei Drehung des Steuerteils, nach Ablauf des Zeitwerks, vom ersten Anschlag zum zweiten Anschlag hin der Nocken von dem Steuerstift abgleitet und das Schaltteil durch die elastische Kraft von einem Ende der Leerstrecke, in der der Betätigungsbügel entriegelt worden ist, bis zu dem anderen Ende, in der der Betätigungsbügel noch immer entriegelt ist, bewegt wird.

Aufgrund dieser Leerstrecke kann das Schaltteil in eine Position gebracht werden, in der der Steuerstift nicht mehr am Nocken angreift und der Betätigungsbügel noch nicht im Schaltergehäuse verriegelt ist. Die Verriege­ lung des Betätigungsbügels kann nur durch eine weitere Drehbewegung des Schaltteils in Richtung der an ihm angreifenden elastischen Kraft erfolgen.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann ein Sperrmittelschalter vorgesehen sein, der mit dem Sicher­ heitsschalter in Reihe geschaltet ist. Ein am Schaltteil angeordnetes Steuerelement wirkt mit dem Kontakt des Sperrmittelschalters über eine Schaltvorrichtung so zusammen, daß der Kontakt bei Drehung des Schaltteils in die Position, in der der Betätigungsbügel im Schalterge­ häuse verriegelt ist, geschlossen und bei entgegenge­ richteter Drehung des Schaltteils in die Position, in der der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse entriegelt ist, gegebenenfalls im Bereich der Leerstrecke, geöffnet ist. Eine durch den Sicherheitsschalter einzuschaltende Maschine kann also erst dann anlaufen, wenn auch der Sperrmittelschalter geschlossen ist, wodurch ein zusätz­ liche Sicherheit erreicht wird.

Ist der Kontakt des Sperrmittelschalters durch einen Fehler, z. B. durch Verschweißen, geschlossen, so schafft es die Federkraft des Zeitwerks nicht, den Kontakt über das Steuerelement und die Schaltvorrichtung zu öffnen. Eine Drehung des Schaltteils in die Entriegelungs­ position ist nicht möglich.

Bei einem eventuellen Bruch des an dem Schaltteil angreifenden elastischen Elements wird das Schaltteil nicht in die Verriegelungsposition gedreht. Der Kontakt des Sperrmittelschalters kann nicht schließen, so daß die Maschine nicht anlaufen kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist ein dritter Schalter vorgesehen, der mit dem Sicherheitsschalter und dem Sperrmittelschalter in Reihe geschaltet ist. Ein am Steuerteil des Zeitwerks angeord­ netes Steuerelement wirkt mit dem Kontakt des dritten Schalters über eine Schaltvorrichtung so zusammen, daß der Kontakt bei Drehung des Zeitwerks um die zweite Achse vom ersten Anschlag weg geöffnet und kurz vor Ablauf des Zeitwerks und nach dem Öffnen des Kontakts des Sperrmittelschalters geschlossen ist. Dieser dritte Schalter bewirkt, daß bereits vor dem Aufspannen des Zeitwerks beim Schwenken des Zeitwerks um die zweite Achse die Maschine vorzeitig abgeschaltet wird. Das Steuerelement ist so ausgelegt, daß der Kontakt erst kurz vor Ablauf des Zeitwerkes wieder schließen kann, wenn der Kontakt des Sperrmittelschalters mit Sicherheit geöffnet ist.

Wird durch irgendeinen Fehler der Kontakt des dritten Schalters nicht geöffnet, so wird der Stromkreis der Maschine bei vorhandenem Sperrmittelschalter auf jeden Fall unterbrochen, ehe die Entriegelung des Betätigungs­ bügels im Schaltergehäuse stattfinden kann. Die zeitli­ che Differenz zwischen dem Öffnen des Sperrmittelschal­ ters und der Entriegelung entspricht gegebenenfalls der Zeitspanne, in der das Schaltteil die oben erwähnte Leerstrecke durchläuft.

Zweckmäßigerweise kann an der Stirnseite des Steuerteils ein zum Steuerstift parallel angeordneter Sperrstift vorgesehen sein, der mit einem am Schaltteil angeordne­ ten Nocken, der eine der an dem Schaltteil angreifenden elastischen Kraft entgegengerichtete Fläche aufweist, so zusammenwirkt, daß der Sperrstift in der Position des Schaltteils, in der der Betätigungsbügel im Schalterge­ häuse nicht verriegelt ist, bei Drehung des Zeitwerks um die zweite Achse an der besagten Fläche des Nockens anliegt und in der Position des Schaltteils, in der der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse verriegelt ist, bei Drehung des Zeitwerks um die zweite Achse und Spannung des Zeitwerks um die erste Achse am Nocken vorbei bewegbar ist. Auf diese Weise verhindert der Sperrstift ein Aufspannen des Zeitwerks bei nicht verriegeltem Betätigungsbügel, d. h. bei geöffneter Tür oder geöffne­ tem Schutzgitter. Nur in der Verriegelungsposition des Schaltteils kann das Zeitwerk um die erste Achse gespannt werden.

Das Schaltteil weist vorzugsweise eine in sich geschlos­ sene Kulisse auf, die der Stirnseite des Steuerteils gegenüberliegt und in der der erste und gegebenenfalls der zweite Nocken ausgebildet sind. Die in sich geschlossene Kulisse ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich der erste und zweite Nocken bei entsprechender Anordnung des Steuerstiftes und Sperrstiftes in etwa gegenüberliegen. Die geschlossene Kulisse bildet dann eine stabile Konfiguration für die beiden Nocken.

In einer bevorzugten Ausbildung des Schaltteils weist dieses einen um seine Achse drehbaren Schaltring auf, in dessen Umfangswand die Kulisse geformt ist. An dem Schaltring können durch einfache Anordnung das Steuer­ teil für die Betätigung des Sperrmittelschalters, z. B. in Form einer Steuerkurve, und die die Sperre bewirkende Vorrichtung angebracht sein.

Die Kulisse weist vorzugsweise eine im wesentlichen rechteckige Form auf, wobei der erste Nocken an einer zur Achse des Schaltteils quer gerichteten Seite des Rechtecks hervorsteht und gegebenenfalls der zweite Nocken als ein Rechteck ausgebildet ist, daß die in Richtung der elastischen Kraft weisende, der besagten Seite gegenüberliegenden Ecke des Rechtecks ausfüllt.

Das am Schaltteil angeordnete Steuerelement für den Sperrmittelschalter ist zweckmäßig als eine auf dem Schaltring angebrachte Steuerkurve ausgebildet, die mit einem Kontaktstößel zusammenwirkt.

Das an dem Steuerteil angeordnete Steuerelement für den dritten Schalter kann ebenfalls als eine auf dem Steuerteil angebrachte Steuerkurve ausgebildet sein, die über ein um das Schaltergehäuse für den Sicherheits­ schalter greifendes Zwischenglied mit einem Kontakt­ stößel zusammenwirkt. Dieses Zwischenglied kann z. B. als Drahtrahmen ausgebildet sein, der durch die Steuerkurve gegen den Kontaktstößel bewegbar ist.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das Gehäuseteil des Zeitwerks an der von der Stirnseite des Steuerteils abgewandten Seite einen Nocken auf, an dem beim Herausziehen des Betätigungsbügels aus dem Schal­ tergehäuse ein Steuerarm angreift, wobei das Zeitwerk nach seinem Ablauf um die zweite Achse in Richtung der elastischen Kraft so weit drehbar ist, daß der Nocken von dem Steuerstift abgleitet. Aufgrund dieser Maßnahme wird beim Öffnen einer Tür oder eines Schutzgitters das Schaltteil automatisch durch die an ihm angreifende elastische Kraft längs der Leerstrecke in eine Position bewegt, in der der Steuerstift vom Nocken freigegeben und eine Verriegelung des Betätigungsbügels im Schalter­ gehäuse noch nicht vorgenommen ist.

In einer bevorzugten Ausbildung der Betätigungsvorrich­ tung weist diese eine mit dem Steuerteil des Zeitwerks fest verbundene Betätigungsscheibe und einen in Dreh­ richtung elastisch mit der Betätigungsscheibe verbun­ denen Betätigungshebel auf. Aufgrund der elastischen Verbindung zwischen dem Betätigungshebel und der mit dem Steuerteil fest verbundenen Betätigungsscheibe werden die vom Steuerteil auf das Schaltteil übertragenen Kräfte gedämpft. Dadurch kann z. B. ein Abbrechen des Steuerstiftes oder des Sperrstiftes und eine Beschädi­ gung der Nocken des Schaltteils vermieden werden.

Die elastische Verbindung kann zweckmäßig durch eine Drehfeder hergestellt sein, die mit dem einen Ende an der Betätigungsscheibe befestigt ist und mit dem anderen Ende so am Betätigungshebel angreift, daß dieser in Spannrichtung des Zeitwerks gegen die Drehfeder und in der anderen Richtung frei drehbar ist. Aufgrund dieser nur in der Aufspannrichtung des Zeitwerks wirkenden Kupplung zwischen Betätigungshebel und Betätigungsschei­ be ist eine Beeinflussung der Ablaufzeit des Zeitwerks durch eine der Aufziehrichtung entgegengerichtete Be­ wegung des Betätigungshebels nicht möglich, da die Drehfeder bei dieser Bewegung leer durchdreht.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Sicherheitsschalter mit auslösbarer Sperre,

Fig. 2 einen Schnitt längs I in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt längs II in Fig. 1.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist der Sicherheitsschalter ein Schaltergehäuse 1 mit einer Ausschnittblende 2 auf, in deren Schlitz ein (in der Zeichnung nicht dargestell­ ter) Betätigungsbügel eingreifen kann. Der Betätigungs­ bügel bewirkt mit seinem sich im Schaltergehäuse 1 befindenden Ende die Betätigung des Schalters. Dabei wird durch die Bewegung eines Stößels 3 ein Kontakt 4 des Sicherheitsschalters geschlossen, wobei sich ein Kontakt 5 des Sicherheitsschalters öffnet.

Der Betätigungsbügel kann im Schaltergehäuse 1 nur über ein mit einem Schaltteil 6 des Sicherheitsschalters zusammenwirkendes mechanisches Zeitwerk freigegeben werden.

Das mechanische Zeitwerk besteht aus einem Gehäuseteil 7 und einem relativ zum Gehäuseteil 7 um eine erste Achse 8 drehbaren und durch eine Feder spannbaren Steuerteil 9. Das Gehäuseteil 7 ist um eine von der ersten Achse 8 versetzt angeordnete zweite Achse 10 gelagert und um diese zwischen einem ersten Anschlag 11 und einem zweiten Anschlag 12 schwenkbar. Das Steuerteil 9 weist an einer Stirnseite einen Steuerstift 13 und einen Sperrstift 14 auf. An dem Steuerteil 9 greift an seiner Umfangsseite ein elastisches Element 15 zur Erzeugung einer elastischen Kraft in einer Drehrichtung des Steuerteils 9 an. Das elastische Element 15 ist als Zugfeder ausgebildet, die an ihrem einem Ende am Steuerteil 9 und an ihrem anderen Ende an einem den Sicherheitsschalter und das Zeitwerk aufnehmenden Außen­ gehäuse 16 befestigt ist. Die durch das elastische Element erzeugte Kraft ist kleiner als die bei Spannung des Zeitwerks wirkende Federkraft und mit dieser gleichgerichtet. Das elastische Element 15 hält das Steuerteil 9 mit dem Gehäuseteil 7 gegen den ersten Anschlag 11.

Das Steuerteil 9 ist über eine sich längs der ersten Achse 8 erstreckende Welle fest mit einer Betätigungs­ vorrichtung 17 verbunden. Beim Verschwenken der Be­ tätigungsvorrichtung 17 wird das Steuerteil 9 mit dem Gehäuseteil 7 des Zeitwerks um die zweite Achse 10 gegen die Kraft des elastischen Elements 15 geschwenkt, bis das Gehäuseteil 7 am zweiten Anschlag 12 anliegt. Bei weiterer Drehung der Betätigungsvorrichtung 17 wird das Steuerteil 9 gegen das Gehäuseteil 7 gedreht, wodurch das Zeitwerk gespannt wird. Nach dem Spannen des Zeitwerks wird bei Freigabe der Betätigungsvorrichtung 17 das Steuerteil 9 mit dem Gehäuseteil 7 durch das elastische Element 15 um die Achse 10 wieder gegen den ersten Anschlag 11 zurückgeschwenkt. Das Zeitwerk läuft nun ab, wobei sich das Steuerteil 9 um die erste Achse 8 in Richtung der durch das elastische Element 15 erzeugten Kraft bewegt.

In Fig. 2 ist das zwischen den beiden Anschlägen 11 und 12 am Außengehäuse 16 um die zweite Achse 10 schwenkbare und um die erste Achse 8 aufziehbare Zeitwerk verdeut­ licht. Zur Durchführung dieser Bewegung wird die Betätigungsvorrichtung 17 in Richtung A bewegt.

Das Zeitwerk wirkt über den Steuerstift 13 und den Sperrstift 14 mit dem Schaltteil 6 zusammen, das als um die Achse des Sicherheitsschalters drehbarer Schaltring ausgebildet ist. Das Schaltteil 6 weist in dem der Stirnseite des Steuerteils 9 gegenüberliegenden Bereich seiner Umfangswand eine Kulisse 18 auf.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist die Kulisse 18 im wesentlichen rechteckig ausgebildet, wobei zwei gegen­ überliegende Seiten des Rechtecks quer zur Achse des Schaltteils 8 angeordnet sind. Diese beiden Seiten weisen je einen Nocken 19 bzw. 20 auf. Der erste Nocken 19 steht in Form eines Dreiecks an der betreffenden Seite der Kulisse 18 hervor, während der zweite Nocken 20 als Rechteck ausgebildet ist, daß eine Ecke der rechteckförmigen Kulisse 18 ausfüllt.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, greift an der Umfangswand des Schaltteils 6 ein elastisches Element 21 in Form einer Zugfeder an. Diese ist an ihrem einen Ende mit der Außenseite des Schaltteils 6 und an ihrem anderen Ende mit dem Außengehäuse 12 verbunden. Das elastische Element 21 erzeugt eine auf das Schaltteil 6 in einer Drehrichtung wirkende elastische Kraft. Die Richtung der elastischen Kraft ist in Fig. 3 mit 8 gekennzeichnet.

Der in Fig. 3 gezeigte erste, dreieckförmige Nocken 19 besitzt eine in Richtung 8 der elastischen Kraft weisende Fläche 22. Der zweite, rechteckförmige Nocken 20 ist in der in Richtung 8 der elastischen Kraft weisenden Ecke der betreffenden Seite der Kulisse 18 angeordnet, so daß der Nocken 20 eine der elastischen Kraft entgegengerichtete Fläche 23 aufweist.

Der Steuerstift 13 des Steuerteils 9 des Zeitwerks wirkt mit dem ersten Nocken 19 des Schaltteils 6 wie folgt zusammen. Dazu wird auf Fig. 3 verwiesen.

Die in Fig. 3 gezeigte Stellung des Steuerstiftes 13 und des Nockens 19 entspricht der Situation, in der der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse 1 nicht verriegelt ist, d. h., daß z. B. eine zu sichernde Tür oder ein Schutzgitter einer Maschine geöffnet ist. Wird nun der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse 1 verriegelt, d. h., die Tür oder das Schutzgitter geschlossen, so erfolgt eine Drehbewegung des Schaltteils 6 längs einer bestimm­ ten Strecke in Richtung 8 der auf das Schaltteil 6 wirkenden elastischen Kraft. Der Nocken 19 wird dabei in die Position 19′ gebracht.

Zur Entriegelung des Betätigungsbügels im Schaltergehäu­ se 1 wird die Betätigungsvorrichtung 17 in Richtung A bewegt. Dabei wird zunächst das Zeitwerk um die zweite Achse 10 geschwenkt, bis das Gehäuseteil 7 am zweiten Anschlag 12 des Außengehäuses 16 anliegt. Der Steuer­ stift 13 beschreibt dabei den in Fig. 3 eingezeichneten Weg C. Nachdem das Gehäuseteil 7 am zweiten Anschlag 12 anliegt, wird durch die Drehbewegung der Betätigungsvor­ richtung 17 das Zeitwerk um die erste Achse 8 gespannt. Dabei bewegt sich der Steuerstift 13 längs des Weges D weiter. Nach dem Aufspannen des Zeitwerks wird die Betätigungsvorrichtung 17 freigegeben, wodurch das Zeitwerk vermöge des elastischen Elements 15 gegen den ersten Anschlag 11 zurückgeschwenkt wird. Der Steuer­ stift 13 beschreibt nun den Weg E, wobei er schließlich an der Fläche 22 des in der Position 19′ befindlichen Nockens 19 anliegt. Beim Ablauf des Zeitwerks wird dann das Schaltteil 6 durch Einwirkung des Steuerstiftes 13 auf den Nocken 19 entgegen der Richtung B der elasti­ schen Kraft gedreht. Der Steuerstift 13 bewegt sich dabei längs des Weges F, und der Nocken 19 wird von seiner Position 19′ aus in die Position 19′′ gebracht. In dieser Position ist der Betätigungsbügel im Schalter­ gehäuse 1 entriegelt, d. h., die Tür oder das Schutzgit­ ter für die Maschine kann geöffnet werden.

Das Öffnen der Tür oder des Schutzgitters bewirkt, daß ein Nocken 24 an der von der Stirnseite des Steuerteils 9 abgewandten Seite des Gehäuseteils 7 durch einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Steuerarm betätigt wird. Der Steuerarm greift an dem Nocken 24 so an, daß das Zeitwerk um die zweite Achse in Richtung der am Steuerteil 9 angreifenden elastischen Kraft geschwenkt wird, wobei der Steuerstift 13 von der Fläche 22 des Nockens 19 abgleitet. Das Schaltteil 6 wird dann vermöge der an ihm angreifenden elastischen Kraft in die ursprüngliche Position zurückbewegt. Dabei durchläuft das Schaltteil 6 eine bestimmte Leerstrecke, in der die Entriegelung aufrechterhalten wird.

Der Sperrstift 14 dient dazu, das Spannen des mechani­ schen Zeitwerks bei nicht verriegeltem Betätigungsbügel zu verhindern. Im nicht verriegelten Zustand befindet sich das Schaltteil 6, wie schon erwähnt, in der in Fig. 3 gezeigten Stellung. Bei Bewegung der Betätigungs­ vorrichtung 17 wird der Sperrstift nach dem Verschwenken des Zeitwerks um die zweite Achse 10 in Anlage an die Fläche 23 des Nockens 20 gebracht. Eine weitere Drehung der Betätigungsvorrichtung 17, die zu einem Spannen des Zeitwerks um die erste Achse 8 führen würde, kann dann nicht erfolgen. Nur in der Verriegelungsposition 20′ des Nockens 20 kann der Sperrstift 14 beim Aufspannen des Zeitwerks um die erste Achse 8 am Nocken 20 vorbei bewegt werden.

Der in Fig. 1 gezeigte Sicherheitsschalter weist einen mit ihm in Reihe geschalteten Sperrmittelschalter 25 und einen ebenfalls in Reihe geschalteten dritten Schalter 26 auf.

Der Sperrmittelschalter 25 wird durch ein am Schaltteil 6 angeordnetes Steuerelement 27 über eine Schaltvorrich­ tung 28 betätigt. Das Steuerelement 27 ist als eine auf dem Schaltteil 6 angebrachte Steuerkurve ausgebildet. Als Schaltvorrichtung 28 wird ein Kontaktstößel verwen­ det, der mit dem Steuerelement 27 so zusammenwirkt, daß der Kontakt 29 des Sperrmittelschalters 25 bei Drehung des Schaltteils 6 in die Position, in der der Be­ tätigungsbügel im Schaltergehäuse 1 verriegelt ist, geschlossen und längs der Leerstrecke, in der der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse entriegelt ist, geöffnet ist.

Der dritte Schalter 26 wird durch Drehung des Steuer­ teils 9 des Zeitwerks betätigt. Er wirkt mit einem am Steuerteil 9 angeordneten Steuerelement 30 über eine Schaltvorrichtung so zusammen, daß der Kontakt 31 des dritten Schalters 26 bei Drehung des Zeitwerks um die zweite Achse 10 vom ersten Anschlag 11 weg geöffnet und kurz vor Ablauf des Zeitwerks und nach Öffnen des Kontakts 29 des Sperrmittelschalters 25 geschlossen ist. Das Steuerelement 30 ist als eine auf dem Steuerteil 9 angebrachte Steuerkurve ausgebildet. Die mit der Steuer­ kurve zusammenwirkende Schaltvorrichtung besteht aus einem Drahtrahmen 32 und einem Kontaktstößel 33, auf den der Drahtrahmen 32 einwirkt.

In Fig. 1 ist ein Zustand der Schaltung gezeigt, in der der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse 1 nicht ver­ riegelt ist. Bei der Verriegelung werden, wie schon beschrieben, der Kontakt 5 des Sicherheitsschalters und durch Drehung des Schaltteils 6 in die Verriegelungs­ position auch der Kontakt 29 des Sperrmittelschalters 25 geschlossen. Bei Betätigung der Taste T kann der Motor der betreffenden Maschine anlaufen. Die Schützspule vom Schaltschütz zieht an und geht über b1 in Selbsthaltung. Der Kontakt b2 ist geschlossen, wenn der Motor läuft.

Um ein weiches Ansteuern des Schaltteils 6 zu erreichen, weist die Betätigungsvorrichtung 17 eine mit dem Steuerteil 9 des Zeitwerks fest verbundene Betätigungs­ scheibe 34 und einen in Drehrichtung A elastisch mit der Betätigungsscheibe 34 verbundenen Betätigungshebel 35 auf. Die elastische Verbindung ist durch eine zwischen der Betätigungsscheibe 34 und dem Betätigungshebel 35 angeordnete (in der Zeichnung nicht dargestellte) Drehfeder hergestellt, die mit dem einen Ende an der Betätigungsscheibe 34 befestigt ist und mit dem anderen Ende einseitig an einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Vorsprung des Betätigungshebels 35 an­ liegt, so daß dieser in Spannrichtung des Zeitwerks gegen die Drehfeder und in der anderen Richtung frei drehbar ist.

Bezugszeichenliste

 1 Schaltergehäuse
 2 Ausschnittblende
 3 Stößel
 4 Kontakt
 5 Kontakt
 6 Schaftteil
 7 Gehäuseteil
 8 erste Achse
 9 Steuerteil
10 zweite Achse
11 erster Anschlag
12 zweiter Anschlag
13 Steuerstift
14 Sperrstift
15 elastisches Element
16 Außengehäuse
17 Betätigungsvorrichtung
18 Kulisse
19 Nocken
19′ Verriegelungsposition des Nockens 19
19′′ Entriegelungsposition des Nockens 19
20 Nocken
20′ Verriegelungsposition des Nockens 20
21 elastisches Element
22 Fläche
23 Fläche
24 Nocken
25 Sperrmittelschalter
26 dritter Schalter
27 Steuerelement
28 Schaltvorrichtung
29 Kontakt des Sperrmittelschalters
30 Steuerelement
31 Kontakt des dritten Schalters
32 Drahtrahmen
33 Kontaktstößel
34 Betätigungsscheibe
35 Betätigungshebel
A Schwenkrichtung des Betätigungselements
B Richtung der auf das Schaltteil 6 wirkenden elastischen Kraft
C Weg des Steuerstiftes 13
D Weg des Steuerstiftes 13
E Weg des Steuerstiftes 13
F Weg des Steuerstiftes 13
T Taste
b1 Kontakt
b2 Kontakt

Claims (14)

1. Sicherheitsschalter mit auslösbarer Sperre, der ein Schaltergehäuse mit einem von diesem umschlossenen Schalter und einen diesem zugeordneten Betätigungs­ bügel umfaßt, wobei der Betätigungsbügel durch einen Schlitz im Schaltergehäuse in dieses einführbar ist und mit seinem sich im Schaltergehäuse befindenden Ende die Betätigung des Schalters bewirkt und wobei die Sperre eine Verriegelung des Betätigungsbügels im Schaltergehäuse bewirkt, die erst zu einem gewünschten Zeitpunkt auslösbar ist, gekenn­ zeichnet durch ein mechanisches Zeitwerk mit einem Gehäuseteil (7) und einem relativ zum Gehäuseteil (7) um eine erste Achse (8) drehbaren und durch eine Feder spannbaren Steuerteil (9), wobei das Gehäuseteil (7) um eine von der ersten Achse (8) versetzt angeordnete zweite Achse (10) gelagert und um diese zwischen einem ersten Anschlag (11) und einem zweiten Anschlag (12) schwenkbar ist, das Steuerteil (9) an einer Stirnseite einen Steuerstift (13) aufweist und an dem Steuerteil (9) ein elastisches Element (15) zur Erzeugung einer elastischen Kraft in einer Drehrichtung des Steuer­ teils (9) angreift, wobei die elastische Kraft kleiner als die bei Spannung des Zeitwerks wirkende Federkraft und mit dieser gleichgerichtet ist und das Steuerteil (9) mit dem Gehäuseteil (7) gegen den ersten Anschlag (11) hält, durch eine Betätigungs­ vorrichtung (17), die über eine sich längs der ersten Achse (8) erstreckende Welle fest mit dem Steuerteil (9) verbunden ist, und durch ein quer zur ersten (8) und zweiten Achse (10) drehbares Schalt­ teil (6), das einen der Stirnseite des Steuerteils (9) gegenüberliegenden Nocken (19) und ein elasti­ sches Element (21) zur Erzeugung einer elastischen Kraft in einer Drehrichtung (B) des Schaltteils (6) aufweist, wobei das Schaltteil (6) über einen Sperriegel mit dem Schalter so zusammenwirkt, daß es in Richtung (B) der elastischen Kraft um einen bestimmten Weg gedreht ist, wenn der Betätigungsbü­ gel im Schaltergehäuse (1) verriegelt ist, und der Nocken (19) eine in Richtung (B) der elastischen Kraft weisende Fläche (22) besitzt und mit dem Steuerstift (13) des Zeitwerks so zusammenwirkt, daß bei Drehung des Zeitwerks um die zweite Achse (10) und Spannung des Zeitwerks um die erste Achse (8) durch die Betätigungsvorrichtung (17) der Steuer­ stift (13) am Nocken (19) vorbei bewegbar ist und bei anschließender Rückdrehung des Zeitwerks um die zweite Achse (10) vermöge der elastischen Kraft bei Freigabe der Betätigungsvorrichtung (17) gegen die besagte Fläche (22) des Nockens (19) anliegt.

2. Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (6) bei Ablauf des Zeitwerks vor der Entriegelung des Betätigungsbügels im Schaltergehäuse (1) durch den Steuerstift (13) längs einer Leerstrecke drehbar ist, die so bemessen ist, daß bei Drehung des Steuerteils (9), nach Ablauf des Zeitwerks, vom ersten Anschlag (11) zum zweiten Anschlag (12) hin der Steuerstift (13) von dem Nocken (19) abgleitet und das Schaltteil (6) durch die elastische Kraft von einem Ende der Leerstrecke, in der der Be­ tätigungsbügel entriegelt worden ist, bis zu dem anderen Ende, in der der Betätigungsbügel noch immer entriegelt ist, bewegbar ist.

3. Sicherheitsschalter nach Anspruch 1 oder 2, ge­ kennzeichnet durch einen Sperrmit­ telschalter (25), der mit dem Sicherheitsschalter in Reihe geschaltet ist, und durch ein am Schaltteil (6) angeordnetes Steuerelement (27), das mit dem Kontakt (29) des Sperrmittelschalters (25) über eine Schaltvorrichtung (28) so zusammenwirkt, daß der Kontakt (29) bei Drehung des Schaltteils (6) in die Position, in der der Betätigungsbügel im Schalterge­ häuse (1) verriegelt ist, geschlossen und bei entgegengerichteter Drehung des Schaltteils (6) in die Position, in der der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse (1) entriegelt ist, gegebenenfalls im Bereich der Leerstrecke, geöffnet ist.

4. Sicherheitsschalter nach Anspruch 3, gekenn­ zeichnet durch einen dritten Schalter (26), der mit dem Sicherheitsschalter und dem Sperrmittelschalter (25) in Reihe geschaltet ist, und durch ein am Steuerteil (9) des Zeitwerks angeordnetes Steuerelement (30), das mit dem Kontakt (31) des dritten Schalters (26) über eine Schaltvor­ richtung so zusammenwirkt, daß der Kontakt (31) bei Drehung des Zeitwerks um die zweite Achse (10) vom ersten Anschlag (11) weg geöffnet und kurz vor Ablauf des Zeitwerks und nach Öffnen des Kontakts (29) des Sperrmittelschalters (25) geschlossen ist.

5. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen am Schaltteil (6) angeordneten Nocken (20), der eine der am Schaltteil (6) angreifenden elastischen Kraft entgegengerichtete Fläche (23) aufweist, und einen an der Stirnseite des Steuerteils (9) parallel zum Steuerstift (13) angeordneten Sperrstift (14), der mit dem Nocken (20) so zusammenwirkt, daß der Sperrstift (14) in der Position des Schaltteils (6), in der der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse (1) nicht verriegelt ist, bei Drehung des Zeitwerks um die zweite Achse (10) an der besagten Fläche (23) des Nockens (20) anliegt und in der Position des Schaltteils (6), in der der Betätigungsbügel im Schaltergehäuse (1) verriegelt ist, bei Drehung des Zeitwerks um die zweite Achse (10) und Spannung des Zeitwerks um die erste Achse (8) am Nocken (20) vorbei bewegbar ist.

6. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (6) eine in sich geschlossene Kulisse (18) aufweist, die der Stirnseite des Steuerteils (9) gegenüberliegt und in der erste (19) und gegebenenfalls der zweite Nocken (20) ausgebildet sind.

7. Sicherheitsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil (6) einen um die Achse des Schaltteils (6) drehbaren Schaltring aufweist, in dessen Umfangswand die Kulisse (18) ausgebildet ist.

8. Sicherheitsschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Nocken (19) in einem quer zur Achse des Schaltrings angeordneten Bereich und gegebenenfalls der zweite Nocken (20) in einem diesem Bereich gegenüberliegen­ den, quer zur Achse des Schaltrings angeordneten Bereich ausgebildet sind.

9. Sicherheitsschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (18) eine im wesentlichen rechteckige Form hat, wobei der erste Nocken (19) an einer Seite des Rechtecks hervorsteht und gegebenenfalls der zweite Nocken (20) als ein Rechteck ausgebildet ist, das die in Richtung (B) der elastischen Kraft weisende, der besagten Seite gegenüberliegende Ecke des Rechtecks ausfüllt.

10. Sicherheitsschalter nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das am Schaltteil (6) angeord­ nete Steuerelement (27) für den Sperrmittelschalter (25) als eine auf dem Schaltring angebrachte Steuerkurve ausgebildet ist, die mit einem Kontakt­ stößel zusammenwirkt.

11. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das am Steuerteil (9) angeordnete Steuerelement (30) für den dritten Schalter (26) als eine auf dem Steuerteil angebrachte Steuerkurve ausgebildet ist, die über ein um das Schaltergehäuse (1) für den Sicherheitsschalter greifendes Zwischenglied (Draht­ rahmen 32) mit einem Kontaktstößel (33) zusammen­ wirkt.

12. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (7) des Zeitwerks an der von der Stirnseite des Steuerteils (9) abgewandten Seite einen Nocken (24) aufweist, an dem beim Herausziehen des Betätigungsbügels aus dem Schaltergehäuse (1) ein Steuerarm angreift, wobei das Zeitwerk nach seinem Ablauf um die zweite Achse (10) in Richtung der elastischen Kraft so weit drehbar ist, daß der Steuerstift (13) von der Fläche (22) des Nockens (19) abgleitet.

13. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (17) eine mit dem Steuer­ teil (9) des Zeitwerks fest verbundene Betätigungs­ scheibe (34) und einen in Drehrichtung (A) elastisch mit der Betätigungsscheibe (34) verbundenen Be­ tätigungshebel (35) aufweist.

14. Sicherheitsschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verbindung durch eine Drehfeder hergestellt ist, die mit dem einen Ende an der Betätigungsscheibe (34) befestigt ist und mit dem anderen Ende so am Betätigungshebel (35) angreift, daß dieser in Spannrichtung des Zeitwerks gegen die Drehfeder und in der anderen Richtung frei drehbar ist.