DE4328296C1 - Sicherheitsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsschalter, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.

Bei einem bekannten Sicherheitsschalter dieser Art (DE 43 03 367 C1) sind eine größere Anzahl von Schalträdern zu einer Walze zusammengesetzt. Die einzelnen Mitnehmerelemente der Schalträder bilden infolge ihrer unterschiedlichen Größe eine kodierte Reihe von Einführungsöffnungen für korrespondie­ rend ausgebildete Vorsprünge am Quersteg des zugeordneten Schlüssels. Nur mittels des zugeordneten Schlüssels können deshalb alle Schalträder gleichzeitig gedreht werden, was Vor­ aussetzung für eine Schalterbetätigung ist. Wenn nämlich nicht alle Schalträder gleichzeitig und zwangsläufig mittels des Schlüssels gedreht werden, verklemmt ein Querstift des Schal­ terbetätigungsgliedes, der einen die Kurvenbahn bildenden Schlitz jedes Schaltrades durchdringt, im Schlitz. Zwar wird dadurch eine Betätigung des Schalters verhindert. Solche Ver­ klemmungen können aber im Laufe der Zeit zu Störungen selbst bei einer Benutzung des zugehörigen Schlüssels führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sicher­ heitsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der den Einsatz kodierter Schlüssel ermöglicht, dennoch aber nur einen geringen Mehraufwand gegenüber Sicherheitsschaltern mit nicht kodiertem Schlüssel benötigt und insbesondere störunanfällig ist. Diese Aufgabe löst ein Sicherheitsschalter mit den Merk­ malen des Anspruches 1.

Weder durch ein zusätzliches Schaltrad noch durch eine zusätz­ liche, in Schlüssellängsrichtung versetzte Längszone des Schlüssels werden der Aufwand wesentlich erhöht. Auch die UND-Verknüpfung zwischen dem Schalterbetätigungsglied und den Schalträdern läßt sich sehr einfach realisieren, weil hierzu das Schalterbetätigungsglied nur für jede Kurvenbahn ein rela­ tiv zu ihm unbewegliches Abtastelement benötigt, die durch nebeneinanderliegende Bereiche des gegen das Schaltrad weisen­ den Teils des Schalterbetätigungsgliedes gebildet sein können. Außerdem stellt eine solche UND-Verknüpfung sicher, daß Ver­ suche einer Schalterbetätigung mit anderen Mitteln als dem zugehörigen Schalter zu keinen Störungen bei einer späteren Schalterbetätigung mittels des zugehörigen Schlüssels führen können.

Sofern die Mitnehmerelemente der Schalträder ausreichend weit vorspringen, genügt es, in jeder Längszone des Schalters eine Materialpartie, die als Quersteg bezeichnet werden kann, vorzusehen, die beim Einführen des Schlüssels in den Sicher­ heitsschalter in Anlage an das zugeordnete Mitnehmerelement kommt. Da ein zwangsläufiges Drehen der Schaltwalzen beim Herausziehen des Schlüssels aus dem Sicherheitsschalter verlangt wird, muß jeder Quersteg des Schlüssels so ausgebil­ det sein, daß er zwischen zwei Flanken des zugeordneten Mit­ nehmerelementes eintreten kann. Es ist deshalb vorteilhaft, das Mitnehmerelement jedes Schaltrades als einen zum Umfang hin offenen Schlitz im Schaltrad auszubilden. Dann ist es allerdings erforderlich, im Anschluß an jeden der Querstege eine Aufnahme im Schlüssel vorzusehen, in welche die sich an den Schlitz in Umfangsrichtung anschließende Materialpartie des zugeordneten Schaltrades eintreten kann.

Ein an seinem vorderen Ende entsprechend der Anordnung der Querstege gestufter Schlüssel kann dadurch vermieden werden, daß man zwischen dem vorderen Ende und dem Quersteg eine Aussparung vorsieht, in dem das Schaltrad eintreten kann. Die die Aussparungen seitlich begrenzenden Zungen können dazu dienen, eine Drehsperre der Schalträder zu lösen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Schalträder und den Schlüssel in der Stellung zu Beginn der Drehbewegung der Schalt­ räder beim Einführen des Schlüssels,

Fig. 2 eine Seitenansicht des ersten Schaltrades, des ihm zugeordneten Teils des Schlüssels und des Schalters mit Schalterbetätigungsglied in der Stellung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des zweiten Schaltrades, des ihm zugeordneten Teils des Schlüssels und des Schalters mit Stößel in der Stellung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Schalträder und den Schlüssel am Ende der Drehbewegung der Schalter beim Einführen des Schlüssels,

Fig. 5 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 2 des ersten Schaltrades in der Stellung gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine Seitenansicht des zweiten Schaltrades in der Stellung gemäß Fig. 4.

Ein mechanisch kodierter Sicherheitsschalter weist in einem Gehäuse 1 einen Schalter 2 auf, der mittels eines in seiner Längsrichtung verschiebbaren Stößels 3 entgegen der Kraft einer Feder 4 geöffnet oder geschlossen und, wenn der Stößel 3 es gestattet, von der Feder 4 geschlossen oder geöffnet werden kann.

Das vom Schalter 2 wegweisende Ende 3′ des Stößels 3, das die Form eines an seiner Spitze abgerundeten Keiles hat, weist gegen ein erstes Schaltrad 5 und ein neben diesem angeordne­ tes, zweites Schaltrad 6 auf, die unabhängig voneinander drehbar im Gehäuse 1 gelagert sind, wobei die Drehachse die Längsachse des Stößels 3 lotrecht schneidet. Sowohl das erste Schaltrad 5 als auch das zweite Schaltrad 6 ist mit je einem radial verlaufenden, zum Umfang hin offenen Schlitz 7 bzw. 8 sowie je einer Steuerkurve 9 bzw. 10 versehen, welche durch einen Teil der Umfangsfläche des Schaltrades 5 bzw. 6 gebildet ist. Beide in ihrem Verlauf gleich ausgebildete Steuerkurven 9 und 10 bilden an ihrem einen Ende eine keilförmige Nut 9′ bzw. 10′, deren Querschnittsprofil etwa demjenigen des Endes 3′ des Stößels 3 entspricht, damit dieses Ende 3′ in die beiden Nuten 9′ und 10′ eindringen kann. Der Grund der Nuten 9′ und 10′ weist den geringsten Abstand aller Abschnitte der Steuerkurve von der Drehachse der Schalträder 5 und 6 auf. Von der Nut 9′ bzw. 10′ an steigt die Steuerkurve 9 bzw. 10 ständig bis zu ihrem anderen Ende an. Die beiden Schalträder 5 und 6 unter­ scheiden sich nur durch unterschiedliche Winkel zwischen dem Schlitz 7 und der Nut 9′ bzw. zwischen dem Schlitz 8 und der Nut 10′. Im Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel beim ersten Schaltrad 7 je nach Zählrichtung 225° bzw. 135° und beim zweiten Schaltrad 6 180°.

Der Sicherheitsschalter weist ferner einen kodierten Schlüssel 11 auf, der die Form einer Flachschiene hat und in einen Schlüsselkanal 12 des Gehäuses einführbar ist, welcher in einer zur Drehachse der Schalträder 5 und 6 parallelen Ebene liegt und lotrecht zur Längsachse des Stößels 3 verläuft. In den Schlüsselkanal 12 ragen beide Schalträder 5 und 6 hinein. Der im Schlüsselkanal 12 seitlich geführte Schlüssel 11 weist zwei Längszonen auf, von denen die eine auf das erste Schalt­ rad 5 und die andere auf das zweite Schaltrad 6 ausgerichtet ist, wenn sich der Schlüssel 11 zumindest auf einem Teil seiner Länge im Schlüsselkanal 12 befindet. Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, ist in der auf das erste Schaltrad 5 ausgerich­ teten Längszone im Abstand vom vorderen Ende 11′ des Schlüs­ sels ein Quersteg 13 vorgesehen, dessen Stärke so gewählt ist, daß er in den Schlitz 7 eingreifen kann. Zwischen dem Quersteg 13 und dem vorderen Ende 11′ des Schlüssels 11 ist eine Aus­ sparung 14 vorhanden, deren Breite größer ist als die Breite des ersten Schaltrades 5. Der Quersteg 13 trennt diese Aus­ sparung 14 von einer schlitzförmigen Ausnehmung 15, welche ebenso wie die Aussparung 14 so breit ist, daß in sie das erste Schaltrad 5 eintreten kann. Außerdem ist ihre Länge etwas größer gewählt als die in der Längsrichtung der Ausneh­ mung 15 gemessene Länge der in die Ausnehmung 15 eintretenden Materialpartie des ersten Schaltrades 5.

Auch die neben der ersten Längszone liegende zweite Längszone des Schlüssels 11, welche auf das zweite Schaltrad 6 ausge­ richtet ist, wenn sich der Schlüssel 11 im Schlüsselkanal befindet, ist mit einer Aussparung 16 versehen, welcher sich von einem Quersteg 17 bis zum vorderen Ende des Schlüssels 11 erstreckt und wie die Aussparung 14 eine Breite aufweist, die etwas größer ist als die in axialer Richtung gemessene Breite des zweiten Schaltrades 6. Wie insbesondere die Fig. 1 und 4 zeigen, ist der Quersteg 17 der zweiten Längszone gegenüber dem Quersteg 13 der ersten Längszone nach hinten versetzt, weshalb die Aussparung 16 eine größere Erstreckung in Schlüs­ sellängsrichtung hat als die Aussparung 14. Der Quersteg 17 trennt die Aussparung 16 von einer schlitzförmigen Ausnehmung 18, welche die gleiche Breite wie die Aussparung 16 hat. Daher kann in sie das zweite Schaltrad 6 eindringen, wenn es vom Quersteg 17 in die in Fig. 6 dargestellte Einschaltposition gedreht wird. Da derjenige Umfangsteil des Schaltrades 2, welcher bei seiner Drehung in die schlitzförmige Ausnehmung 18 eindringt, entsprechend dem kleineren Drehwinkel des zweiten Schaltrades 6 und damit der Versetzung des Quersteges 17 gegenüber dem Quersteg 13 kürzer ist, endet die schlitzförmige Ausnehmung 18 in gleichem Abstand vom vorderen Schlüsselende wie die schlitzförmige Ausnehmung 15. Die Summe aus der in Schlüssellängsrichtung gemessenen Erstreckung der schlitzför­ migen Ausnehmung, des Quersteges und der Aussparung ist des­ halb bei beiden Längszonen gleich.

Für das Drehen der Schalträder 5 und 6 mittels der Querstege 13 bzw. 17 sind die Aussparungen 14 und 16 nicht erforderlich. Die Querstege 13 und 17 könnten deshalb das vordere Schlüs­ selende im Bereich der ersten bzw. zweiten Längszone bilden. Der Grund, warum im Ausführungsbeispiel die Aussparungen 14 und 16 vorsehen sind, das vordere Schlüsselende also durch drei Zungen gebildet wird, liegt darin, daß den beiden Schalt­ rädern 5 und 6 nicht dargestellte Verriegelungselemente zuge­ ordnet sind, welche in ihre Entriegelungsposition gebracht werden müssen, ehe die Schalträder 2 und 3 gedreht werden können. Diese Entriegelung der beiden Schalträder 5 und 6 erfolgt mittels der die Aussparungen 14 und 16 seitlich be­ grenzenden Zungen des Schlüssels 11.

Beim Einführen des vorderen Endes des Schlüssels 11 in den Schlüsselkanal 12 werden also zunächst diese Verriegelungsele­ mente entgegen der Kraft von Rückstellfedern in die Entriege­ lungsstellung gebracht. Dabei kommt der Quersteg 13 der ersten Längszone in die in Fig. 2 dargestellte Position, in welcher er in den Schlitz 7 des ersten Schaltrades 5 eingreift. Zu diesem Zeitpunkt deckt sich noch der Schlitz 8 des zweiten Schaltrades 6 mit dem Schlitz 7, wie Fig. 3 zeigt. Wird nun der Schlüssel 11 tiefer in den Schlüsselkanal 12 eingeführt, dann kommt nach einer Drehbewegung des ersten Schaltrades 5, welche der Versetzung das Quersteges 17 gegenüber dem Quersteg 13 entspricht und im Ausführungsbeispiel 45° beträgt, der Quersteg 17 der zweiten Längszone in Eingriff mit dem Schlitz 8 des zweiten Schaltrades 6. Die bis zu diesem Zeitpunkt erfolgte Drehbewegung des ersten Schaltrades 5 entspricht dem Winkel, um den die beiden keilförmigen Nuten 9′ und 10′ gegen­ einander versetzt sind. Deshalb sind zu Beginn der Drehbewe­ gung der zweiten Schaltwalze 6 diese beiden keilförmigen Nuten 9′ und 10′ aufeinander ausgerichtet.

Wenn nunmehr der Schlüssel 11 in die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Endstellung gebracht wird, in der er vollständig in den Schlüsselkanal 12 eingeführt ist, werden die beiden Schaltwalzen 5 und 6 synchron gedreht. Deshalb bleiben auch die beiden Nuten 9′ und 10′ aufeinander ausgerichtet. In der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Endstellung sind die beiden Nuten 9′ und 10′ auf das Ende 3′ des Stößels 3 ausgerichtet, der deshalb von der Feder 4 in die Nuten 9′ und 10′ eingeführt werden kann und dabei den Schalter 2 betätigt, und zwar im Sinne des Schließens. Beim Herausziehen des Schlüssels 11 aus dem Schlüsselkanal 12 wird der Schalter 2 zwangsläufig geöff­ net.

Beim Herausziehen des Schlüssels 11 aus dem Schlüsselkanal 12 werden zunächst die beiden Schalträder 5 und 6 synchron ge­ dreht und der Schalter 2 betätigt. Sobald das zweite Schaltrad 6 die in Fig. 3 dargestellte Position erreicht hat, wird nur noch das erste Schaltrad 5 gedreht, bis dessen Schlitz 7 mit dem Schlitz 8 fluchtet und den Quersteg 13 der ersten Längs­ zone freigibt.

Claims (7)

1. Sicherheitsschalter mit einem Schalterbetätigungsglied, wenigstens zwei nebeneinander angeordneten, drehbar ge­ lagerten Schalträdern mit je einer Kurvenbahn zur Steuerung der Bewegung des Schalterbetätigungsgliedes sowie je einem Mitnehmerelement an einer in Umfangsrichtung gegenüber der Kurvenbahn versetzten Stelle und mit einem in einen Schlüs­ selkanal einführbaren Schlüssel mit einem Quersteg, der zur Übertragung der Schlüsselbewegung auf die unabhängig von­ einander drehbaren Schalträder mit den Mitnehmerelementen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Schlüssel (11) neben der den Quersteg (13) auf­ weisenden Längszone wenigstens eine zusätzliche Längs­ zone mit einem Quersteg (17) aufweist,
• b) zumindest einer der Querstege (13, 17) des Schlüssels (11) in der Bewegungsrichtung des Schlüssels (11) ge­ genüber wenigstens einem der anderen Querstege versetzt ist, und
• c) das Schalterbetätigungsglied (3) über eine logische UND- Verknüpfung mit jedem der Schalträder (5, 6) gekoppelt ist.

2. Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zum Zwecke der UND-Verknüpfung das Schalterbetäti­ gungsglied (3) je ein relativ zum ihm unbewegliches Abtast­ element für jede Kurvenbahn (9, 9′, 10, 10′) aufweist.

3. Sicherheitsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abtastelemente durch nebeneinander liegende Bereiche eines gegen die Schalträder (5, 6) weisenden Teils (3′) des Schalterbetätigungsgliedes (3) gebildet sind.

4. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalterbetätigungsglied ein in seiner Längsrichtung verschiebbarer Stößel (3) ist.

5. Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Mitnehmerelement durch einen zum Umfang hin offenen Schlitz (7, 8) im Schaltrad (5, 6) gebildet ist und der Schlüssel (11) für jedes Schaltrad (5, 6) im Anschluß an die Querstege (13, 17) je eine Ausnehmung (15, 18) aufweist, in welche die sich an den Schlitz (7, 8) in Umfangsrichtung anschließende Mate­ rialpartie des zugeordneten Schaltrades (5, 6) eintreten kann.

6. Sicherheitsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Quersteg (13, 17) sich zwischen einer zum Schlüsselanfang hin offenen Aussparung (14, 16) und der Ausnehmung (15, 18) befindet und die Aussparung (14, 16) eine den Eintritt des zugeordneten Schalterrades (5, 6) gestattende Breite hat.

7. Sicherheitsschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Summe der Erstreckungen der Aussparung (14, 16), des Quersteges (13, 17) und der Ausnehmung (15, 18) in der Bewegungsrichtung des Stößels (11) für alle Längszonen gleich groß ist.