DE4111150A1 - Sicherheitsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsschalter, der zwi­ schen zwei räumlich relativ zueinander beweglichen Gegen­ ständen angeordnet ist. Dabei soll an verschiedenen Punkten des Bewegungsablaufes durch die Stellung der Gegenstände zueinander eine Schaltfunktion ausgelöst werden. Gegenstände der genannten Art können Maschinenbauteile, Raumwände, Türrahmen o. ä. einerseits und Türen, Sicherungsbauteile, Deckel o. ä. sein, so daß beispielsweise beim Öffnen einer Tür eine Schaltfunktion, z. B. das Abschalten einer Maschine, ausgeführt wird.

Da derartige Sicherheitsschalter der Sicherung des Menschen im Produktionsprozeß dienen, müssen diese besonderen Anfor­ derungen genügen. So muß einerseits durch den Schalter die Schaltfunktion mit Sicherheit ausgeführt werden. Anderer­ seits sind diese überlistungssicher zu gestalten, d. h. eine Manipulation mit einfachen Mitteln, die darauf gerichtet ist, den Sicherheitsschalter unwirksam zu machen, muß ausgeschlossen werden. Des weiteren sollte gewährleistet sein, daß der Sicherheitsschalter gegen Fehlschließen gesichert ist, um somit beispielsweise das Anlaufen einer Maschine beim versehentlichen Zuschlagen einer Tür zu verhindern.

Ein Sicherheitsschalter der genannten Art ist aus der Deutschen Patentschrift 38 19 753 bekannt. Dieser bekannte Sicherheitsschalter besteht aus einem Schalterteil und aus einem in das Gehäuse des Schalterteiles einführbaren Betätigungsteil. Dabei ist das Schalterteil an dem einen und das Betätigungsteil an dem anderen Gegenstand befestigt. Mittels des Betätigungsteiles wird ein Schaltrad betätigt, welches durch seine Drehung einen Kontaktstößel bewegt, wodurch die Kontakte, die die Schaltfunktion auslösen, geöffnet oder geschlossen werden. Der Kontaktschluß kommt somit im Schaltergehäuse selbst zustande, das Betätigungs­ teil hat damit keine elektrische, sondern nur eine rein mechanische Funktion.

Eine Überlistungssicherung des bekannten Sicherheitsschal­ ters erfolgt dadurch, daß das Betätigungsteil einen beson­ deren mechanischen Aufbau aufweist. Das Schaltrad ist so konzipiert, daß es mit dem besonderen mechanischen Aufbau des Betätigungsteiles korrespondiert. Damit wird eine wirksame Verdrehung des Schaltrades nur mit dem Betätigungs­ teil erreicht.

Nachteilig ist bei diesem bekannten Sicherheitsschalter der relativ komplizierte Aufbau. Dieser erzwingt eine große Anzahl von einzelnen Bauteilen, die funktionell hintereinan­ der geschaltet sind. Damit sinkt die Zuverlässigkeit eines solchen Sicherheitsschalters.

Außerdem resultiert aus der funktionellen Reihenschaltung eine hohe mechanische Elastizität. Da die Kontakte nicht direkt, sondern nur über das Zusammenwirken der einzelnen mechanischen Bauteile geschlossen bzw. geöffnet werden, verringert sich mit der mechanischen Elastizität die Sicherheit der Kontaktbetätigung. So kann z. B. beim Bruch eines einzelnen Bauteiles der Sicherheitsschalter unwirksam werden oder die Kontakte öffnen sich nach einem Verschweißen nicht zuverlässig.

Zur Erhöhung der Sicherheit ist es in der Praxis deshalb üblich, einen zweiten, zumeist gleichartigen Sicherheits­ schalter anzuordnen, der mit dem ersten Sicherheitsschalter logisch UND-verknüpft ist. Nur wenn beide Schalter den gleichen logischen Schaltzustand einnehmen, wird die Schalt­ funktion tatsächlich ausgelöst. Eine derartige Selbstüber­ wachung stellt sich sehr aufwendig dar.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsschalter anzugeben, der eine geringe Anzahl von Bauteilen aufweist und die funktionsbedingte Reihenschaltung dieser Bauelemente erheblich verkürzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltfunktion durch die Bewegung der Gegenstände direkt ausgelöst wird. Dabei ist der Sicherheitsschalter zweige­ teilt und weist einen ersten und einen zweiten Schalterteil auf. Im ersten Schalterteil ist mindestens ein erstes Schaltfunktionselement angeordnet.

Als Schaltfunktionselemente können Kontakte, opto-elektroni­ sche oder piezo-elektronische Bauelemente, magnetische Geber o. ä. Verwendung finden.

Der zweite Schalterteil ist an einem der beiden Gegenstände befestigt und weist mindestens ein zweites Schaltfunktions­ element auf. Als zweites Schaltfunktionsbauelement ist eine dem ersten Schaltfunktionsbauelement in seiner Funktion entsprechendes eingesetzt. Der erste Schalterteil ist an dem anderen der beiden Gegenstände befestigt.

Jedem der ersten Schaltfunktionselemente ist eines der zweiten Schaltfunktionselemente derart zugeordnet, daß in einer ersten Stellung der Gegenstände zueinander die einander zugeordneten Schaltfunktionselemente funktionsaus­ lösend verbindbar gestaltet sind.

Wird der erste Schalterteil an einem Gegenstand wie z. B. einem Türrahmen, und der zweite Schalterteil an einem anderen Gegenstand, z. B. einer Türe, befestigt, kann die beschriebene erste Stellung der Gegenstände zueinander beispielsweise der geschlossene Zustand der Tür sein. In dieser Stellung können somit die Schaltfunktionselemente funktionsauslösend miteinander verbunden sein.

In einer zweiten Stellung der Gegenstände zueinander, z. B. beim Öffnen der Türe, weisen die einander zugeordneten Schaltfunktionselemente eine Trennung auf.

Mindestens an einem Schalterteil sind durch das andere Schalterteil entfernbare Abdeckungen der Schaltfunktions­ elemente angeordnet.

Wie dargestellt, sind die Schaltfunktionselemente den Gegenständen direkt zugeordnet, und die Funktionsauslösung wird durch die Gegenstände direkt vorgenommen. Eine funk­ tionelle Reihenschaltung der Bauelemente wird somit vermie­ den.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist mindestens eines der Schaltfunktionselemente in der ersten Stellung der Gegenstände zueinander von dem zugeordneten Schaltfunktions­ element trennbar gestaltet.

Mit einer derartigen Gestaltung kann die Lage eines Schaltfunktionselementes derart verändert werden, daß ein Auslösen einer Schaltfunktion in der ersten Stellung der Gegenstände zueinander verhindert wird. Dadurch kann eine Sperrung der Schaltfunktion erreicht werden. Wird eine derartige Schaltfunktionssperrung vorgenommen, kann z. B. verhindert werden, daß durch das versehentliche Schließen einer Tür eine Schaltfunktion, die beispielsweise das Anlaufen einer Maschine zur Folge hätte, ausgelöst wird.

Eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Sicherheits­ schalters sieht vor, daß der erste Schalterteil aus einem Grundkörper besteht, der mindestens einen Kontakt als Schaltfunktionselement aufweist. Auch der zweite Schalter­ teil besteht aus einem Grundkörper, der ebenfalls mindestens einen Kontakt als Schaltfunktionselement aufweist. Mit der Wahl je eines Kontaktes in beiden Schalterteilen kann genau eine Schaltfunktion realisiert werden. Besteht die Notwen­ digkeit, zwei oder mehrere Schaltfunktionen zu realisieren, so werden zwei oder mehrere Kontakte in jedem Grundkörper angeordnet.

Beide einander zugeordneten Kontakte liegen sich in der Richtung der Relativbewegung der Gegenstände zueinander gegenüber. Diese einander gegenüberliegenden Kontakte sind Teile eines durch sie schließbaren Stromkreises. Jeder Schalterteil besitzt Abdeckungen über seinen Kontakten. Diese Abdeckungen sind derart ausgeführt, daß die Abdeckung des ersten Schalterteiles durch ein Teil des zweiten Schalterteiles und die Abdeckung des zweiten Schalterteiles durch ein Teil des ersten Schalterteiles verschiebbar sind.

Damit wird erreicht, daß die beiden Schalterteile gegensei­ tig beim Erreichen der ersten Stellung der Gegenstände zueinander ihre Abdeckungen verschieben und somit die Kontakte für eine gegenseitige Kontaktierung frei legen.

Alternativ zur zweiten Ausgestaltung der Erfindung sieht eine dritte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der erste Schalterteil aus einem Grundkörper besteht, der mindestens zwei Kontakte als Schaltfunktionselemente aufweist. Der zweite Schalterteil besteht aus einem Grundkörper, der ebenfalls mindestens zwei Kontakte als Schaltfunktionsele­ mente besitzt. Die Kontakte des zweiten Schalterteiles liegen in Richtung der Relativbewegung der Gegenstände jeweils einem der Kontakte des ersten Schalterteiles gegenüber. Die Kontakte des zweiten Schalterteiles sind untereinander paarweise elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Kontakte des zweiten Schalterteiles sind Teile eines durch sie schließbaren Stromkreises. Über den Kontakten des ersten Schalterteiles ist mindestens eine Abdeckung vorgesehen, die durch einen Teil des zweiten Teiles verschiebbar angeordnet ist.

Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist es nicht nötig, eine elektrisch leitende Verbindung zum zweiten Schalterteil herzustellen, was sich besonders günstig dann auswirkt, wenn dieser zweite Schalterteil z. B. an einer Türe befestigt ist. Dies verhindert auch, daß die Kontakte am zweiten Schalter­ teil elektrisches Potential führen, weshalb an diesem Teil auf eine Abdeckung als Berührungsschutz verzichtet werden kann. Zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen beiden Kontakten am zweiten Schalterteil ist es auch möglich, für beide Kontakte und die elektrisch leitende Verbindung eine gemeinsame Kontaktbrücke vorzusehen.

Nur am ersten Schalterteil werden elektrisch leitende Verbindungen angeschlossen, weshalb dieser bevorzugterweise an feststehenden Gegenständen zu befestigen ist. Nur an dem ersten Schalterteil ist eine Abdeckung angeordnet, um einen Berührungsschutz mit evtl. potentialführenden Teilen zu erreichen und eine bewußt herbeigeführte Manipulierung des Schalters mit einfachen Mitteln zu verhindern.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Sicherheitsschalters ist zumindest jeweils einer der einander gegenüberliegenden Kontakte des ersten und des zweiten Schalterteiles als Kontaktstift ausgeführt. Dessen Mittelachse erstreckt sich im wesentlichen in Richtung der Relativbewegung der Gegenstände zueinander. Ein derartiger Kontaktstift ist zwischen zwei Anschlagspunkten axial beweglich gestaltet. In der zweiten Stellung der Gegenstände zueinander, beispielsweise wenn die beschriebene Tür geöff­ net ist, wird der Kontaktstift federbelastet gegen den dem anderen Schalterteil zugewandten Anschlagspunkt gedrückt. An dem Kontaktstift kann ein Kontaktträger aus isolierendem Material mit einer Kontaktbrücke zur Überwachung des Öffnen und Schließens des Stromkreises bzw. der Tür angeordnet sein.

Eine derartige Ausgestaltung der Kontakte ist einerseits herstellungsgünstig, und andererseits ermöglicht sie eine weitgehende Miniaturisierung des erfindungsgemäßen Sicher­ heitsschalters, so daß er in seinen Abmessungen nicht über bisherige Sicherheitsschalter hinausgeht. Darüber hinaus wird damit die Kontaktsicherheit erheblich erhöht, da Toleranzen ausgeglichen werden können.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß mindestens an einem Schalterteil eine Schaltfunk­ tionssperre angeordnet sind. Diese ist von außen zugängig und verstellbar. In einer als Ausschaltstellung bezeichneten Stellung der Schaltfunktionssperre steht diese mit einem Kontaktstift derart in Eingriff, daß dieser entgegen der Federwirkung an dem Anschlagspunkt anliegt, der dem anderen Schalterteil abgewandt ist.

Wie bereits weiter oben beschrieben, wird damit die geometrische Lage des Schaltfunktionselementes, in diesem Falle die axiale Stellung des Kontaktstiftes, dahingehend verändert, daß das Auslösen einer Schaltfunktion verhindert wird. Befindet sich somit die Schaltfunktionssperre in der Ausschaltstellung, wird eine Kontaktierung der beiden gegenüberliegenden Kontakte verhindert und damit das Schlie­ ßen einer elektrisch leitenden Verbindung vermieden. Bei­ spielsweise kann damit verhindert werden, daß durch ein unbeabsichtigtes Schließen einer Türe eine Maschine anläuft.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, daß der Sicherheitsschalter bezüglich der Schaltfunktionssperre dahin ergänzt wird, daß ein Schließmechanismus vorgesehen ist, der den Schalterteil mit der Schaltfunktionssperre unverstellbar verbindet.

Somit kann gesichert werden, daß die Schaltfunktionssperre nur von befugten Personen, z. B. für den Fall von Wartungs- und Instandsetzungsmaßnahmen, bedient werden kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß ein Schaltfunktionselement bei Nichtbefestigung des jeweiligen Schalterteils an dem betreffenden Gegenstand von dem zugeordneten Schaltfunktionselement trennbar gestaltet ist. Aufgrund dieser Maßnahme wird ein Schließen des Stromkreises nur dann gestattet, wenn das betreffende Schalterteil am Gegenstand, wie z. B. einer Tür, befestigt ist.

Diese zusätzliche Sicherheitsmaßnahme kann insbesondere so ausgebildet sein, daß ein Kontaktstift an der dem Gegenstand zugewandten Seite des Rundkörpers des betreffenden Schalter­ teils federbelastet gegen den Gegenstand drückt und daß bei Entfernung des Schalterteils vom Gegenstand der Kontaktstift aus dem Grundkörper heraus gegen einen Anschlag gedrückt ist, so daß er von dem zugeordneten Kontaktstift getrennt ist. Bei einer anderen Ausführung kann statt eines Kontaktstiftes auch ein Teil einer Kontaktbrücke durch federbelastete Führung oder andere Zwangsführung gegen den Gegenstand, z. B. eine Tür oder ein Schutzgitter zur Sicherung einer Maschine, gedrückt sein.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicher­ heitsschalters sieht vor, daß eine Abdeckung Führungsbahnen mit zwei Endpunkten aufweist. In diese Führungsbahnen greifen am Schalterteil angeordnete Führungselemente ein. Dabei ist der erste Endpunkt der Führungsbahn der Abdeckung in der zweiten Stellung der Gegenstände zueinander federbe­ lastet gegen die Führungselemente gedrückt.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß eine Abdeckung Führungselemente aufweist. Diese greifen in Führungsbahnen ein, die am Schalterteil angeordnet sind und zwei Endpunkte besitzen. Die Führungselemente sind dabei in der zweiten Stellung der Gegenstände zueinander federbelastet gegen den ersten Endpunkt gedrückt.

In beiden Fällen weist die Abdeckung Öffnungen auf, die in der ersten Stellung der Gegenstände zueinander in der Richtung der Relativbewegung der Gegenstände über den Schaltfunktionselementen angeordnet sind. Die Führungsbahnen können verschiedene Formen aufweisen. So besteht die Möglichkeit, daß die Abdeckung selbst als zylindrisches Bauelement ausgeführt ist, in dessen Mantelfläche die Führungsbahnen als spiralförmige Nuten eingebracht sind, in die als Führungselemente Stifte, die mit dem Grundkörper des Sicherheitsschalters verbunden sind, eingreifen. In der Abdeckung kann eine Spiralfeder die zylinderförmige Ab­ deckung an einen Endpunkt der spiralförmigen Nut drücken. Durch eine Kraftwirkung in axialer Richtung auf die zylindrische Abdeckung wird demnach eine Drehverschiebung der Abdeckung erreicht werden.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Führungsbahn in axialer Richtung in die Mantelfläche als Nut einzubringen oder eine Kombination aus spiralförmiger und axialer Nut zu wählen. Dementsprechend wird die Abdeckung eine geradlinige und/oder drehende Verschiebung erfahren.

Eine andere Möglichkeit der Ausgestaltung einer erfindungs­ gemäßen Abdeckung ist z. B. deren flächenförmige Ausbildung. Dabei können die Führungsbahnen parallel zur Flächenebene oder parallel zur Flächensenkrechten liegen oder als Schwenkbahnen ausgeführt sein.

Maßgebend für die Erfindung ist die Anordnung der Öffnungen. Diese Öffnungen sind einerseits geometrisch so angeordnet, daß sie das Auslösen einer Schaltfunktion der einander zugeordneten Schaltfunktionselemente in der ersten Stellung der Gegenstände nicht behindern. Andererseits können diese Öffnungen auch als Funktionalöffnungen ausgebildet sein, die nicht in jedem Falle als Öffnungen erkennbar sind. Werden beispielsweise Infrarotlichtschranken als Schaltfunktions­ elemente gewählt, so ist es ausreichend, als Öffnung ein Fenster vorzusehen, in dem sich ein infrarotdurchlässiges Material befindet.

Eine günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicher­ heitsschalters sieht vor, daß in der Stellung der Abdeckung am ersten Endpunkt, d. h. in der Stellung, in der die Schaltfunktionselemente keine Schaltfunktion auslösen, in der Richtung der Relativbewegung unter den Funktionalöffnun­ gen Dichtlippen am Schalterteil befestigt sind. Diese Dichtlippen liegen an der Abdeckung, die Funktionalöffnungen verschließend, an.

Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird ein zusätzli­ cher Schutz der Schaltfunktionselemente erreicht. Aggressive Dämpfe z. B. beschleunigen die Korrosion von Kontakten, Spritzwasser verringert die Potentialtrennung. Derartige Einflüsse werden durch diese Ausgestaltung weitgehend vermieden.

An einem ausgestalteten erfindungsgemäßen Sicherheitsschal­ ter sind zumindest an einem Schalterteil mehrere Befesti­ gungspunkte zur Montage des Schalterteiles in verschiedenen Wirkungsrichtungen vorgesehen. Die Befestigung des Sicher­ heitsschalters mit dem Gegenstand kann weiterhin so ausge­ staltet sein, daß zumindest ein Schalterteil über ein Kugelgelenk mit dem Gegenstand verbunden ist.

Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht den Einsatz des erfindungsgemäßen Sicherheitsschalters, da die Befestigung weitgehend unabhängig von der Richtung der Relativbewegung der beiden Gegenstände zueinander vorgenommen werden kann. Somit erübrigen sich verschiedene Typen von Schalterteilen, wodurch sich die Herstellung wesentlich vereinfacht.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Sicherheitsschalters ist darin zu sehen, daß dieser nach der Befestigung seiner beiden Schalterteile auf den relativ zueinander beweglichen Gegenständen bei Erreichen einer ersten Stellung der beiden Gegenstände zueinander eine Schaltfunktion auslöst. Dies wird dadurch erreicht, daß die Schaltfunktionselemente in dieser Stellung schaltfunktionsauslösend miteinander verbun­ den sind, sofern sich nicht die Mittel zur Fehlschließsiche­ rung in Ausschaltstellung befinden. Werden nunmehr die beiden Gegenstände relativ zueinander bewegt, wird die Verbindung der Schaltfunktionselemente getrennt und die Schaltfunktion aufgehoben bzw. eine andere Schaltfunktion eingeleitet.

Bei Erreichen der ersten Stellung der Gegenstände zueinander verschieben die Schalterteile gegenseitig ihre Abdeckungen so, daß die Schaltfunktionselemente für ihre wechselseitige Funktion freigelegt werden. Bei Verlassen dieser Stellung gehen die Abdeckungen automatisch in ihre Ausgangslage zurück.

Wenn ein Unbefugter versuchen sollte, den erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter zu manipulieren, so müßte er eine oder mehrere Abdeckungen verschieben und diese mit einem Mittel in der verschobenen Position festhalten. Gleichzeitig müßte er darüber hinaus zwischen allen Schaltfunktionselementen eine funktionswirksame Verbindung herstellen und diese mechanisch befestigen. Zu diesem Zweck müßte er sich mehrerer Mittel bedienen, weshalb eine solche Manipulation aber praktisch als ausgeschlossen angesehen werden kann. Weiterhin sind die Abdeckungen so gestaltet, daß auch ein Berührungsschutz zu den stromführenden Kontaktstiften ge­ währleistet ist.

Die Bewegung der Schaltfunktionselemente erfolgt durch die Gegenstände unmittelbar. Aus diesem Grunde ist eine mechani­ sche Elastizität durch die Vermeidung der funktionalen Aneinanderreihung verschiedener Bauelemente ausgeschlossen. Außerdem ist eine geringe Anzahl von Bauteilen zu verzeich­ nen, so daß die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Sicherheitsschalters außerordentlich hoch ist.

Damit ist die erfindungsgemäße Aufgabenstellung als gelöst anzusehen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Perspektivdarstellung eines erfindungsgemä­ ßen Sicherheitsschalters,

Fig. 2 eine Vorderansicht einer Abdeckung eines ersten Schalterteiles des erfindungsgemäßen Sicherheits­ schalters,

Fig. 3 eine Draufsicht aus der Sicht III auf die Abdeckung in Fig. 2,

Fig. 4 eine Vorderansicht eines als Dichtlippe wirkenden Dichtelementes im erfindungsgemäßen Sicherheits­ schalter,

Fig. 5 eine Unteransicht aus der Richtung V des Dicht­ elementes aus Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Grundkörper eines Schalterteiles des erfindungsgemäßen Sicherheits­ schalters,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII des Grundkörpers in Fig. 6,

Fig. 8 eine Vorderansicht einer Abdeckung eines zweiten Schalterteiles des erfindungsgemäßen Sicherheits­ schalters und

Fig. 9 eine Draufsicht aus der Richtung IX der Abdeckung aus Fig. 8.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist der erste Schalterteil 1 einen Grundkörper 2 auf. Als erstes Schaltfunktionselement ist in dem Grundkörper 2 ein Kontaktstift 3 axial beweglich angeordnet. Des weiteren weist der erste Schalterteil 1 eine Abdeckung 4 auf, die als Nuten ausgebildete Führungsbahnen 5 besitzt. In diese Führungsbahnen 5 greifen Führungsstifte 6 als Führungselemente ein. An ihrer Oberseite ist die Abdeckung 4 mit Öffnungen 7 versehen, die sich im Falle einer Verschiebung der Abdeckung 4 über den Kontaktstiften 3 befinden. Unter den Öffnungen 7 ist ein Dichtelement 8 eingebracht, welches in der dargestellten Position die Öffnungen 7 verschließt.

Der zweite Schalterteil 9 zeigt einen analogen Aufbau zum ersten Schalterteil 1. In einem Grundkörper 10 ist ein Kontaktstift 11 axial beweglich eingebracht. Eine Abdeckung 12 besitzt ebenfalls als Nuten ausgebildete Führungsbahnen 13, die in Fig. 8 ersichtlich sind. In diese Führungsbahnen 13 greifen Führungsstifte 14 als Führungselemente ein. An ihrer in Fig. 1 dargestellten Unterseite ist die Abdeckung 12 mit Öffnungen 15 versehen. Diese Öffnungen 15 befinden sich im Falle einer Verschiebung der Abdeckung 12 über den Kontaktstiften 11. Die Öffnungen 15 abdichtend, ist ein Dichtelement 16 im zweiten Schalterteil 9 angeordnet.

Die Abdeckungen 4 und 12 weisen eine im wesentlichen zylindrische Außenkontur auf, und die Öffnungen 7 und 15 sind in axialer Richtung eingebracht.

Wie in Fig. 2 dargestellt, weist die Führungsbahn 5 der Abdeckung 4 einen spiralförmigen Teil 17 und einen in axialer Richtung verlaufenden Teil 18 auf. Der Endpunkt 19 der Führungsbahn 5 befindet sich am unteren Ende des spiralförmigen Teils 17.

Aus Fig. 3 wird ersichtlich, daß sich an der Oberseite der Abdeckung 4 einerseits die Öffnungen 7 befinden und andererseits Mitnehmernasen 20 angeordnet sind.

In Fig. 4 und Fig. 5 ist das Dichtelement 8 dargestellt, welches an seiner Unterseite eine Spiralfeder 21 aufweist und an der Oberseite eine Dichtplatte 22 besitzt, von der aus sich Stifte 23 nach unten erstrecken.

Das Dichtelement 8 steht mit dem in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellten Grundkörper 2 derart in Wirkungsverbindung, daß sich die Spiralfeder 21 des Dichtelementes 8 auf dem Unterteil des Grundkörpers 2 abstützt, wobei sie in einer im Grundkörper 2 befestigten Federhülse 24 geführt wird. Die Stifte 23 sind in Stiftlöchern 25 eingebracht, wodurch das Dichtelement 8 in dem Grundkörper 2 geführt wird.

Nach einer Montage des ersten Schalterteiles 1 befindet sich die Abdeckung 4 in einer Abdeckungsführung 26 im Grundkörper 2. Dabei greifen die Führungsstifte 6 in die Führungsbahn 5 ein, wodurch eine Zwangsbewegung der Abdeckung 4 entlang der Führungsbahn realisiert wird. Unterhalb der Öffnungen 7 in der Abdeckung 4 befindet sich das Dichtelement 8 mit seiner Dichtplatte 22, wodurch die Öffnungen 7 verschlossen werden. Dabei drückt die Spiralfeder 21 die Dichtplatte gegen die Abdeckung 4. Damit wird gleichzeitig gewährleistet, daß die Endpunkte 19 der Führungsbahn 5 federbelastet gegen die Führungsstifte 6 gedrückt werden.

Der Grundkörper 10 des zweiten Schalterteiles 9 ist im Aufbau identisch zum Grundkörper 2 des ersten Schalterteiles 1. Ebenso ist die Gestaltung des Dichtelementes 16 identisch zum Dichtelement 8 und besitzt die gleiche Zuordnung wie oben beschrieben.

In Fig. 8 und Fig. 9 ist die Abdeckung 12 des zweiten Schalterteiles 9 dargestellt. In dieser Abdeckung 12 sind die Öffnungen 15 in axialer Richtung eingebracht. Wie dargestellt, besitzen die als Nuten ausgeführten Führungs­ bahnen 13 einen in axialer Richtung verlaufenden Teil 27 und einen spiralförmigen Teil 28 mit einem Endpunkt 29. Der Drehsinn des spiralförmigen Teils 28 ist entgegengesetzt dem Drehsinn des spiralförmigen Teils 17 der Führungsbahn 13 des zweiten Schalterteils 9. An der Oberseite der Abdeckung 12 sind Mitnehmer 30 angeordnet.

Nach der Montage des zweiten Schalterteiles 9 drückt die Spiralfeder 31, die in Fig. 1 ersichtlich ist, das Dicht­ element 16 gegen die Öffnungen 15 und verschließt diese damit. Gleichzeitig wird damit der Endpunkt 29 gegen die Führungsstifte 14 gedrückt.

Der erste Schalterteil 1 ist auf einem in Fig. 1 schematisch dargestellten Türrahmen 32 und der zweite Schalterteil an einer ebenfalls in Fig. 1 schematisch dargestellten Türe 33 angebracht. Der Pfeil 34 stellt die Richtung der Relativ­ bewegung zwischen Türe 33 und Türrahmen 32 dar.

Wird nunmehr die Türe 33 in Richtung zum Türrahmen 32 bewegt, greifen als erstes die Mitnehmer 30 zwischen die Mitnehmernasen 20. Beim weiteren Zusammenführen von Türe 33 und Türrahmen 32 üben die Abdeckungen 4 und 12 einen gegenseitigen Druck aufeinander aus. Dieser Druck bewirkt ein Zusammendrücken der Spiralfedern 21 und 31. Durch den Führungsstift 6 im spiralförmigen Teil 17 der Führungsbahn 5 geführt, führt die Abdeckung 4 eine Drehbewegung aus. Gleichzeitig ergibt sich eine gleichsinnige Drehbewegung der Abdeckung 12, die durch die Führung des Führungsstiftes 14 im spiralförmigen Teil 28 der Führungsbahn 13 hervorgerufen wird. Durch diese Verdrehungen der Abdeckungen 4 und 12 gelangen die Öffnungen 7 und 15 in axialer Richtung über die Kontaktstifte 3 und 11. Diese Stellung wird genau am Übergang des spiralförmigen Teils 17 zum in axialer Richtung verlaufenden Teil 18 der Führungsbahn 5 und am Übergang des spiralförmigen Teiles 28 zum in axialer Richtung verlaufen­ den Teil 27 der Führungsbahn 13 erreicht.

Beim weiteren Schließen der Türe 33 werden nunmehr die Abdeckungen 4 und 12 in axialer Richtung in ihre Grundkörper 2 und 10 gedrückt. Dabei durchdringen die Kontaktstifte 3 und 11 die zugehörigen Öffnungen 7 und 15.

Während des gesamten Vorganges wird das Dichtelement 8 mittels der Stifte 23 in den Stiftlöchern 25 geführt und in axialer Richtung in den Grundkörper hineingeschoben. Die Abdeckung 4 dreht sich also über der Dichtplatte 22 hinweg und gibt bereits bei der ersten Verdrehung die Öffnungen 7 frei. In gleicher Weise zeigt das Dichtelement 16 im zweiten Schalterteil 9 nur eine axiale Verschiebung. Die Dicht­ elemente 8 und 16 dienen somit im Ruhezustand dem Schließen der Öffnungen 7 und 15 und während des Schließens des Sicherheitsschalters als Gleitelemente zwischen den Spiral­ federn 21 und 31 und den Abdeckungen 4 und 12.

Ist die Türe 33 im Türrahmen 32 geschlossen, berühren sich die Kontaktstifte 3 und 11 gegenseitig.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist der Kontaktstift 3 in einer Stifthülse 35 axial beweglich angeordnet. Diese Stifthülse 35 weist einen Anschlagspunkt 36 auf, gegen den der Kontaktstift 3 mittels einer Spiralfeder 37 gedrückt wird, wenn die Türe 33 noch nicht am Türrahmen 32 anliegt.

In gleicher Weise ist der Kontaktstift 11 axial beweglich gestaltet. Bei der gegenseitigen Berührung der Kontaktstifte 3 und 11 werden die Kontaktstifte 3 und 11 in die Stifthülse 35 und die nicht näher dargestellte Stifthülse des Kontakt­ stiftes 11 gedrückt. Die Spiralfeder 37 und die nicht näher dargestellte Spiralfeder des Kontaktstiftes 11 sorgen für einen Kraftschluß zwischen beiden Kontaktstiften 3 und 11.

Der Kontaktstift 3 ist mit einer elektrisch leitenden Verbindung 38 und der Kontaktstift 11 mit einer elektrisch leitenden Verbindung 39 versehen. Durch das Berühren der Kontaktstifte 3 und 11 wird über die elektrisch leitende Verbindung 38 und 39 ein nicht näher dargestellter Strom­ kreis geschlossen und damit eine Schaltfunktion ausgeführt.

Eine derartige Schaltfunktion kann beispielsweise bewirken, daß die Betriebsspannung an einer Maschine zugeschaltet wird, die sich in dem durch die Türe 33 verschließbaren Raum befindet, um diese erst nach Schließen der Türe 33 in einen Betriebszustand versetzen zu können.

Zum universellen Einsatz des erfindungsgemäßen Sicherheits­ schalters sind die Grundkörper 2 und 10 mit zusätzlichen Befestigungspunkten 40 versehen, um die Schalterteile 1 und 9 in verschiedenen Wirkungsrichtungen befestigen zu können. Wird der erfindungsgemäße Sicherheitsschalter beispielsweise an einer Schiebetüre befestigt, so ändert sich die Bewe­ gungsrichtung 34 der Türe 33 im Verhältnis zu ihren Türrahmen 32. Dazu wäre eine liegende Montage, wie sie aus Fig. 1 vorstellbar wäre, nötig. Mittels der Befestigungs­ punkte 40 wäre eine solche Befestigungsart möglich, wodurch der erfindungsgemäße Sicherheitsschalter universell einsetz­ bar ist.

Zum Zwecke einer Schaltfunktionssperrung ist der Kontakt­ stift 11 in nicht näher dargestellter Weise auf der Seite zur Türe 33 hin derart verlängert, daß er die Türe 33 in einer eigens dafür eingebrachten Bohrung durchdringt. Auf der anderen Seite der Türe 33 ragt der Kontaktstift 11 somit hervor. Dort ist er mit einer Nut versehen, die mit einer spiralförmigen Nut in einem Drehknopf in Eingriff steht.

Durch Drehen dieses Drehknopfes wird der Stift 11 zur Türseite hingezogen, so daß auch bei Schließen der Türe 33 im Türrahmen 32 eine Kontaktierung mit dem Kontaktstift 3 verhindert wird. Damit kann verhindert werden, daß beim unbeabsichtigten Schließen der Türe 33 die dargestellte Schaltfunktion ausgelöst wird.

An dem Drehknopf ist ein Schloß angebracht, welches ein unbefugtes Verdrehen des Drehknopfes sowohl in der Lage, in der der Drehknopf den Stift 11 herauszieht, als auch in ihrer anderen Lage verhindert.

Durch diese Schaltfunktionssperre können beispielsweise Wartungsmaßnahmen an der Maschine durchgeführt werden, ohne daß das Wartungspersonal durch ein plötzliches Anlaufen der Maschine gefährdet wird.

Durch die in den Figuren dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitsschalters wird ersichtlich, daß die Schaltfunktion unmittelbar durch das Öffnen und Schlie­ ßen der Tür 33 im Verhältnis zum Türrahmen 32 vorgenommen wird und somit eine Fehlkontaktierung ausgeschlossen werden kann. Des weiteren muß der erfindungsgemäße Sicherheits­ schalter als überlistungssicher angesehen werden, da eine Manipulation mit einfachen Mitteln nicht möglich ist.

Bezugszeichenliste

 1 erster Schalterteil
 2 Grundkörper des ersten Schalterteiles
 3 Kontaktstift des ersten Schalterteiles
 4 Abdeckung des ersten Schalterteiles
 5 Führungsbahn in der Abdeckung 4
 6 Führungsstift im Grundkörper 2
 7 Öffnung in der Abdeckung 4
 8 Dichtelement des ersten Schalterteiles
 9 zweiter Schalterteil
10 Grundkörper des zweiten Schalterteiles
11 Kontaktstift des zweiten Schalterteiles
12 Abdeckung des zweiten Schalterteiles
13 Führungsbahn in der Abdeckung 12
14 Führungsstift im Grundkörper 10
15 Öffnung in der Abdeckung 12
16 Dichtelement des zweiten Schalterteiles
17 spiralförmiger Teil der Führungsbahn 5
18 axial verlaufender Teil der Führungsbahn 5
19 Endpunkt der Führungsbahn 5
20 Mitnehmernasen
21 Spiralfeder des ersten Schalterteiles
22 Dichtplatte des Dichtelementes 8
23 Stifte des Dichtelementes 8
24 Federhülse im Grundkörper 2
25 Stiftlöcher im Grundkörper 2
26 Abdeckungsführung im Grundkörper 2
27 axial verlaufender Teil der Führungsbahn 13
28 spiralförmiger Teil der Führungsbahn 13
29 Endpunkt der Führungsbahn 13
30 Mitnehmer
31 Spiralfeder des zweiten Schalterteiles
32 Türrahmen
33 Tür
34 Bewegung
35 Stifthülse
36 Anschlagspunkt
37 Spiralfeder
38, 39 elektrisch leitende Verbindung
40 Befestigungspunkt

Claims (14)

1. Sicherheitsschalter, der zwischen zwei räumlich relativ zueinander beweglichen Gegenständen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Schalterteil (1) mindestens ein erstes Schalt­ funktionselement (3) aufweist und an einem der beiden Gegenstände (32) befestigt ist und daß ein zweiter Schalterteil (9) mindestens ein zweites Schaltfunktions­ element (11) aufweist und an dem anderen der beiden Gegenstände (33) befestigt ist, wobei jedem der ersten Schaltfunktionselemente (3) eines der zweiten Schalt­ funktionselemente (11) derart zugeordnet ist, daß in einer ersten Stellung der Gegenstände (32; 33) zueinan­ der die einander zugeordneten Schaltfunktionselemente (3; 11) funktionsauslösend verbindbar gestaltet sind und in einer zweiten Stellung der Gegenstände (32; 33) zueinander die einander zugeordneten Schaltfunktions­ elemente (3; 11) eine Trennung aufweisen und daß mindestens an einem Schalterteil (1; 9) durch das andere Schalterteil (9; 1) entfernbare Abdeckungen (4; 12) der Schaltfunktionselemente (3; 11) angeordnet sind.

2. Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Schaltfunktionselemente (11) in der ersten Stellung der Gegenstände zueinander von dem zugeordneten Schaltfunk­ tionselement (3) trennbar gestaltet ist.

3. Sicherheitsschalter nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der erste Schalterteil (1) aus einem Grundkörper (2) besteht, der mindestens einen Kontakt (3) als Schaltfunktionselement aufweist, daß der zweite Schalterteil (9) aus einem Grundkörper (10) besteht, der ebenfalls mindestens einen Kontakt (11) als Schaltfunktionselement aufweist, der in Richtung der Relativbewegung (34) der Gegenstände (32; 33) dem Kontakt (3) des ersten Schalterteiles (1) gegenüberliegt, daß die einander derart gegenüberliegen­ den Kontakte (3; 11) jeweils Teile eines durch sie schließbaren Stromkreises sind und daß Abdeckungen (4; 12) sowohl über den Kontakten (3) des ersten (1) als auch des zweiten Schalterteiles (9) vorgesehen sind, wobei die Abdeckung (4) des ersten Schalterteiles (1) durch einen Teil (30) des zweiten Schalterteiles (9) und die Abdeckung (12) des zweiten Schalterteiles (9) durch einen Teil (20) des ersten Schalterteiles (1) verschieb­ bar angeordnet sind.

4. Sicherheitsschalter nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet,
daß der erste Schalterteil aus einem Grundkörper besteht, der min­ destens zwei Kontakte als Schaltfunktionselemente auf­ weist, daß der zweite Schalterteil aus einem Grundkör­ per besteht, der ebenfalls mindestens zwei Kontakte als Schaltfunktionselemente aufweist, die in Richtung der Relativbewegung der Gegenstände jeweils einem der Kontakte des ersten Schalterteiles gegenüberliegen, daß die Kontakte des zweiten Schalterteiles untereinander paarweise elektrisch leitend miteinander verbunden sind,
daß die Kontakte des ersten Schalterteiles jeweils Teile eines durch sie schließbaren Stromkreises sind und daß mindestens eine Abdeckung über den Kontakten des ersten Schalterteiles vorgesehen ist, die durch einen Teil des zweiten Schalterteiles verschiebbar angeordnet ist.

5. Sicherheitsschalter nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest jeweils einer der einander gegenüberliegenden Kontakte (3; 11) als Kontaktstift ausgeführt ist, dessen Mittel­ achse sich im wesentlichen in Richtung der Relativbewe­ gung (34) der Gegenstände (32; 33) erstreckt und der zwischen zwei Anschlagspunkten axial beweglich gestaltet ist, wobei er in der zweiten Stellung der Gegenstände (32; 33) zueinander federbelastet gegen den im anderen Schalterteil eingewandten Anschlagspunkt (36) gedrückt ist.

6. Sicherheitsschalter nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einem Schalterteil (9) eine Schaltfunktionssperre angeordnet ist und daß diese in einer Ausschaltstellung mit einem Kontaktstift (11) derart in Eingriff steht, daß der Kontaktstift (11) entgegen der Federwirkung an dem dem anderen Schalterteil abgewandten Anschlagpunkt anliegt.

7. Sicherheitsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schließmechanis­ mus vorgesehen ist, der den Schalterteil mit der Schaltfunktionssperre unverstellbar verbindet.

8. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltfunktionselement (11) bei Nichtbefestigung des jeweiligen Schalterteils (9) an dem betreffenden Gegen­ stand (33) von dem zugeordneten Schaltfunktionselement (3) trennbar gestaltet ist.

9. Sicherheitsschalter nach Anspruch 5 und 8, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Kontaktstift (11) an der dem Gegenstand (33) zugewandten Seite des Grundkörpers (10) eines Schalterteils (9) federbelastet gegen den Gegenstand (33) drückt und daß bei Entfernung des Schalterteils (9) vom Gegenstand (33) der Kontaktstift (11) aus dem Grundkörper (10) heraus gegen einen Anschlag gedrückt ist, so daß er von dem zugeordneten Kontaktstift (3) getrennt ist.

10. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckung (4; 12) Führungsbahnen (5; 13) mit zwei Endpunkten aufweist, in die am Schalterteil (1; 9) angeordnete Führungselemente (6; 14) eingreifen, wobei der erste Endpunkt (19; 29) der Führungsbahn (15; 13) der Abdeckung (4; 12) in der zweiten Stellung der Gegenstände (32; 33) federbelastet gegen die Führungs­ elemente (6; 14) gedrückt ist und die Abdeckung (4; 12) Funktionalöffnungen (7; 15) aufweist, die in der ersten Stellung der Gegenstände (32; 33) zueinander in der Richtung (34) der Relativbewegung der Gegenstände (32; 33) über den Schaltfunktionselementen (3; 4) angeordnet sind.

11. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckung Führungselemente aufweist, die in am Schalter­ teil angeordnete Führungsbahnen, die zwei Endpunkte besitzen, eingreifen, wobei die Führungselemente in der zweiten Stellung der Gegenstände federbelastet gegen den ersten Endpunkt gedrückt sind und die Abdeckung Funk­ tionalöffnungen aufweist, die in der ersten Stellung der Gegenstände zueinander in der Richtung der Relativbewe­ gung der Gegenstände über den Schaltfunktionselementen angeordnet sind.

12. Sicherheitsschalter nach Anspruch 10 oder 11, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Stellung der Abdeckung (4; 12) am ersten Endpunkt (19; 29) in der Richtung (34) der Relativbewegung unter den Funktionalöffnungen (7; 15) Dichtlippen (8; 16) am Schalterteil (1; 9) befestigt sind, die an der Abdeckung (4; 12) die Funktionalöffnungen (7; 15) verschließend anliegen.

13. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest an einem Schalterteil (1; 9) mehrere Befesti­ gungspunkte (40) zur Montage des Schalterteiles (1; 9) in verschiedenen Wirkungsrichtungen vorgesehen sind.

14. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest ein Schalterteil über ein Kugelgelenk mit dem Gegenstand verbunden ist.