DE4408024C5

DE4408024C5 - Sicherheitsschalter

Info

Publication number: DE4408024C5
Application number: DE4408024A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Rapp (Fh); Peter Schmidt
Original assignee: Euchner GmbH and Co KG
Current assignee: Euchner GmbH and Co KG
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2014-03-11
Also published as: ATE158108T1; EP0749629B1; JPH09510042A; WO1995024726A1; DE4408024A1; DE4408024C2; EP0749629A1; US5703339A

Abstract

Sicherheitsschalter mit
a) einem Schaltergehäuse (2, 5),
b) einem in seiner Längsrichtung entgegen der Kraft einer Feder verschiebbar im Schaltergehäuse (2, 5) angeordneten Stößel (3) zum Betätigen eines im Schaltergehäuse (2, 5) angeordneten Schalters,
c) einer im Schaltergehäuse (2, 5) mit rechtwinklig zur Längsachse des Stößels (3) verlaufender Drehachse (6) gelagerten Kurvenscheibe (7), an deren die Steuerkurve (8) bildender Mantelfläche der Stößel (3) anliegt,
d) einem Schlüsselkanal (9) im Schaltergehäuse (2, 5), in den die Kurvenscheibe (7) ragt,
e) einem Schlüssel (1), der beim Einführen in und beim Herausziehen aus dem Schlüsselkanal (3) die Kurvenscheibe (7) zwangsläufig um ihre quer zum Schlüsselkanal (9) verlaufenden Drehachse (6) dreht und dabei den Schalter umschaltet, und
f) einer in Einführrichtung des Schlüssels (1) neben der Kurvenscheibe (7) angeordneten, mittels des Schlüssels (1) beim Einführen in den Schlüsselkanal (9) zwangsläufig lösbaren, formschlüssigen Sperrvorrichtung für die Kurvenscheibe (7) mit...

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsschalter, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.
Bei einem bekannten, dem in der DE 39 43 376 C1 ähnlichen Schalter dieser Art ist das Sperrglied als ein metallischer, längsverschiebbarer Sperrstift ausgebildet, der in der Sperrstellung ein Stück weit in eine Querbohrung einer neben der Kurvenscheibe angeordneten und mit dieser einstückig ausgebildeten Scheibe eingreift. In dieser Querbohrung, die mit reduziertem Querschnitt zum Schlüsselkanal hin offen ist, ist als Betätigungsglied ein metallischer Betätigungsstift angeordnet. In der Sperrstellung hält der Sperrstift den Betätigungsstift in einer Position, in welcher letzterer in den Schlüsselkanal ragt. Wenn der Schlüssel in den Schlüsselkanal eingeführt wird, muß er zunächst den Betätigungsstift so weit verschieben, daß der Sperrstift nicht mehr in die Bohrung eingreift. Da nach der Entriegelung der Schlüssel die Kurvenscheibe dreht, liegt in der Freigabestellung der Betätigungsstift nicht mehr am Sperrstift an. Damit dennoch sowohl der Betätigungsstift als auch der Sperrstift ihre Positionen beibehalten, müssen noch für beide Stifte entsprechende Anlageflächen vorgesehen sein. Der bekannte Sicherheitsschalter ist deshalb relativ aufwendig.
Aus der DE 93 08 260 U1 ist ein Sicherheitsschalter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Die Drehbewegung der Kurvenscheibe wird dabei durch Arretierungsblöcke gesperrt, deren erste Widerlagerflächen in Sperrstellung mit unmittelbar an der Mantelfläche der Kurvenscheibe ausgebildeten zweiten Widerlagerflächen sperrend zusammenwirken. In Abhängigkeit davon, über welchen von zwei möglichen Eintrittsschlitzen der Schlüssel in einen von zwei Schlüsselkanälen eingeführt wird, wirkt der Schlüssel zum Lösen der Sperrvorrichtung unmittelbar mit dem Arretierungsblock zusammen oder wirkt mit einem den Arretierungsblock betätigenden und gegenüber dem Arretierungsblock unter einem Winkel von 45° translatorisch bewegbaren Gleitblock zusammen. Ein derartiger Sicherheitsschalter besteht aus einer Vielzahl von Einzelteilen und ist dadurch bei der Herstellung, Montage und Wartung kostenintensiv.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigeren Sicherheitsschalter zu schaffen. Diese Aufgabe löst ein Sicherheitsschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Dadurch, daß das Sperrglied in seiner Sperrstellung in formschlüssigem Eingriff mit einer neben der Kurvenscheibe angeordneten Aufnahme ist, ist die Realisierung der Sperrvorrichtung mit wenigen Einzelteilen möglich, insbesondere kann in einer besonderen Ausführungsart gemäß Anspruch 10 die Sperrvorrichtung zu beiden Seiten der Kurvenscheibe identisch aufgebaut sein. Da der in der Sperrstellung in den Schlüsselkanal ragende Teil des Betätigungsgliedes über eine an der Drehachse der Kurvenscheibe seitlich vorbeigeführte Materialpartie mit dem Sperrglied verbunden ist, kann man das Betätigungsglied einstückig mit dem Sperrglied ausbilden, wodurch die Kosten allein schon wegen der reduzierten Anzahl der herzustellenden und zu montierenden Einzelteile deutlich verringert werden.
Vorzugsweise ist das Betätigungsglied als ein Schieber ausgebildet, der in einer zur Kurvenscheibe parallelen Ebene liegt und mit einem Durchbruch für den Durchtritt der Drehachse versehen ist. Der Aufwand für die Führung eines solchen Schiebers ist sehr gering. Diese gilt in besonderem Maße dann, wenn der Durchbruch als ein Langloch mit einer auf den Durchmesser der Drehachse abgestimmten Weite ausgebildet ist, weil dann der Schieber von der Drehachse geführt werden kann.
Das Sperrglied ist vorzugsweise durch einen Anschlag für eine Anschlagfläche der Aufnahme gebildet, die von einer auf der dem Schieber zugewandten Seite der Kurvenscheibe vorgesehenen Materialpartie gebildet ist. Diese Materialpartie hat vorzugsweise die Form einer Scheibe, in welche von der Umfangsfläche her eine nutartige Ausnehmung eindringt, deren eine Flanke die Anschlagfläche bildet. Eine derartige Aufnahme läßt sich sehr kostengünstig herstellen, da sie auch in axialer Richtung offen sein kann.
Bei einer Aufnahme in Form einer nutartigen Ausnehmung hat der Anschlag, den das Sperrglied bildet, vorzugsweise eine zahnartige Form. Auch ein in dieser Weise ausgebildetes Sperrglied trägt dazu bei, daß das das Sperrglied und das Betätigungsglied bildende Bauteil eine einfache und kostengünstige Form haben kann.
Da das Betätigungsglied wenigstens eine seitlich an der Drehachse vorbeigeführte Materialpartie aufweist, könnte das Sperrglied in der durch das Betätigungsglied definierten Ebene liegen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch das Sperrglied neben dem Betätigungsglied auf dessen der Kurvenscheibe zugewandter Seite in radialer Ausrichtung auf der die Aufnahme bildenden Materialpartie angeordnet.
Ein Minimum an Einzelteilen erhält man dann, wenn die die Aufnahme bildende Materialpartie einstückig mit der Kurvenscheibe und deren Drehachse ausgebildet ist.
Aus Kostengründen bestehen ferner bei einer bevorzugten Ausführungsform sowohl die Kurvenscheibe mit der die Aufnahme bildenden Materialpartie und der Drehachse als auch das Betätigungsglied und das einstückig mit ihm ausgebildete Sperrglied aus Kunststoff. Solche Kunststoffteile lassen sich sehr kostengünstig herstellen.
Sofern aus Sicherheitsgründen ein zweites Sperrglied mit zugehörigem Betätigungsglied vorgesehen ist, sind diese aus Kostengründen wie das erste Sperrglied bzw. dessen Betätigungsglied ausgebildet. Ferner ist auch die dem zweiten Sperrglied zugeordnete Aufnahme wie die dem ersten Sperrglied zugeordnete Aufnahme ausgebildet.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen
1 eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht des Ausführungsbeispiels mit zugehörigem Schlüssel,
2 eine andere teilweise ebenfalls geschnitten dargestellte zweite Seitenansicht des Ausführungsbeispiels,
3 einen Schnitt nach der Linie III-III der 2.
Ein Sicherheitsschalter, der nur mittels eines zugehörigen Schlüssels 1 betätigt werden kann, enthält in einem Hauptteil 2 seines aus Kunststoff bestehenden Gehäuses einen nicht dargestellten Schalter, der mittels eines Stößels 3 betätigt wird, der längsverschiebbar im Gehäuse angeordnet ist. Mittels Schrauben 4 ist an der einen Stirnseite des Hauptteiles 2 des Gehäuses ein Kopfteil 5 befestigt, der statt in der in den 1 und 2 dargestellten Position auch um 90° gegenüber dem Hauptteil 2 um die Längsachse des Stößels 3 gedreht angeordnet sein kann.
Im Kopfteil 5 ist mit rechtwinklig zur Längsachse des Stößels 3 verlaufender Drehachse 6 eine Kurvenscheibe 7 drehbar gelagert, welche auf das gegen sie weisende, kuppenförmige Ende des Stößels 3 ausgerichtet ist. Dieses Ende des Stößels 3 wird durch eine nicht dargestellte Feder in Anlage an der durch einen Teil der Umfangsfläche der Kurvenscheibe 7 gebildeten Steuerkurve 8 gehalten. Ein Segment 7' der Kurvenscheibe 7, dessen Mantelfläche nicht die Steuerkurve 8 bildet, ragt in einen Schlüsselkanal 9, welcher den Kopfteil 5 quer zur Längsrichtung der Drehachse 6 durchdringt. Eine Nut 10 der Kurvenscheibe 7, welche zwischen dem einen Ende des Segmentes 7' und des die Steuerkurve 8 bildenden Segmentes vorgesehen ist, dient der Aufnahme eines Quersteges 1' des Schlüssels 1, welcher einen ersten Längsschlitz 11 des Schlüssels 1 von einem sich bis zu dessen vorderem Ende erstreckenden zweiten Längsschlitz 11' trennt. Beide Längsschlitze 11 und 11' haben eine quer zur Längsrichtung des Schlüssels 1 gemessene Breite, die größer ist als die in axialer Richtung gemessene Dicke der Kurvenscheibe 7. Diese kann deshalb in den ersten Längsschlitz 11 und den zweiten Längsschlitz 11' eingreifen.
Auf beiden Seiten der Kurvenscheibe 7 ist an diese eine scheibenförmige Materialpartie 12 angeformt. Diese beiden gleich ausgebildeten Materialpartien 12 bilden zusammen mit der Kurvenscheibe 7 und der Drehachse 6 ein einstückiges Bauteil aus Kunststoff. Wie 1 für die eine Materialpartie 12 zeigt, weisen diese eine sowohl radial nach außen als auch in axialer Richtung offene, nutartige Ausnehmung 13 auf, welche mit ihrer einen Flanke eine etwa radial verlaufende Anschlagfläche 14 bildet.
Zu beiden Seiten der Kurvenscheibe 7 ist unmittelbar neben der hier jeweils vorhandenen scheibenförmigen Materialpartie 12 je ein Schieber 15 in Längsrichtung des Stößels 3 verschiebbar im Kopfteil 5 angeordnet. Die beiden gleich ausgebildeten Schieber 15 haben mit Ausnahme ihrer gegen den Hauptteil 2 des Gehäuses weisenden Endzone die Form einer Flachschiene, welche in einer zur Kurvenscheibe 7 parallelen Ebene liegt. Wie insbesondere 3 zeigt, wird der Schieber 15 mittig von einem sich in der Verschieberichtung erstreckenden Langloch 16 durchdrungen, dessen Weite an den Durchmesser der Drehachse 6 angepaßt ist, wodurch der Schieber 15 eine Führung durch die Drehachse 6 erfährt. Allerdings ist im Ausführungsbeispiel der Kopfteil 5 mit je einer zusätzlichen, nutartigen Führung 17 für die beiden Schieber 15 versehen. Je eine vorgespannte Schraubenfeder 18, deren einer Endabschnitt von einer Sacklochbohrung in der Endzone des Schiebers 15 aufgenommen wird, sucht den Schieber 15 in der in den 1 bis 3 dargestellten Sperrstellung zu halten, in welcher sein dem Hauptteil 2 des Gehäuses abgewandter Endabschnitt in den Schlüsselkanal 9 ragt. Wie vor allem 3 erkennen läßt, bildet dieser Endabschnitt zwei in entgegengesetzten Richtungen geneigte Rampen 19 und 20. Gegen die eine Rampe 19 läuft der Schlüssel 1 beim Einführen in den Schlüsselkanal. Die andere Rampe 20 ist erforderlich, weil beide Schieber 15 gleich ausgebildet und spiegelbildlich zur Kurvenscheibe 7 im Kopfteil 5 angeordnet sind.
An die der Kurvenscheibe 7 zugewandte Seite der Endzone des Schiebers 15 ist ein Sperrglied 21 in Form eines Zahnes angeformt, welcher in radialer Richtung gegen die Drehachse 6 weist und auf die scheibenförmige Materialpartie 12 ausgerichtet ist, also in derselben Ebene wie diese liegt. Der Schieber 15 bildet das Betätigungsglied für das Sperrglied 21. In seiner Sperrstellung greift, wie 1 zeigt, das Sperrglied 21 in die Ausnehmung 13 der zugeordneten scheibenförmigen Materialpartie 12 derart ein, daß seine eine Flanke an der Anschlagfläche 14 und seine Kopffläche an der an die Anschlagfläche 14 anschließende Flanke der Ausnehmung 13 anliegt. Das Sperrglied 21 verhindert deshalb in seiner Sperrstellung, daß die Kurvenscheibe 7 gedreht werden kann, und zwar formschlüssig für die Drehrichtung im Sinne einer Schalterbetätigung, d. h. bei einer Blickrichtung gemäß 1 entgegen dem Uhrzeigersinn, da bei dieser Drehrichtung der Stößel 3 von der höchsten Stelle der Steuerkurve 8 auf die tiefste Stelle läuft, an die sich eine Schulter 8' anschließt, welche eine weitere Drehung verhindert.
Wenn der Schlüssel 1 in den Schlüsselkanal 9 eingeführt wird, läuft er zunächst gegen die Rampe 19 oder 20 der beiden Schieber 15, wodurch diese so weit gegen den Hauptteil 2 des Gehäuses verschoben werden, daß das Sperrglied 21 die zugehörige Anschlagfläche 14 freigibt. Nun kann der Quersteg 1', der in die Nut 10 eintritt, die Kurvenscheibe 7 drehen, wodurch der Stößel 3 in Anlage an den niedrigsten Abschnitt der Steuerkurve 8 kommt, was ein Schließen des Schalters zur Folge hat. In dieser nicht dargestellten Drehstellung der Kurvenscheibe 7 werden die beiden Sperrglieder 21 vom Schlüssel 1 in der Freigabestellung gehalten.
Wenn der Schlüssel 1 aus dem Schlüsselkanal 9 herausgezogen wird, wird die Kurvenscheibe 7 zwangsläufig gedreht, und zwar im Uhrzeigersinn bei einer Blickrichtung gemäß 1, was zur Folge hat, daß der Stößel 3 zwangsläufig gegen den von ihm betätigten Schalter bewegt wird, was ein zwangsläufiges Öffnen dieses Schalters zur Folge hat. Wenn der Schlüssel 1 die beim Einführen betätigte Rampe 19 oder 20 beim Herausziehen aus dem Schlüsselkanal 9 verlassen hat, gibt er die beiden Schieber 15 frei. Die Schraubenfedern 18 schieben dann die beiden Schieber 15 wieder in die Sperrstellung, in welcher jedes der beiden Sperrglieder 21 an der zugeordneten Anschlagfläche 14 anliegt.
Sowohl die Herstellungskosten als auch der Montageaufwand sind sehr gering, weil der Sicherheitsschalter aus einem Minimum an Einzelteilen besteht, die außerdem einfach zu montieren sind, nämlich außer dem Gehäuse und den dessen beide Teile miteinander verbindenden Schrauben 4 aus dem Schalter mit dem Stößel 3, dem aus der Kurvenscheibe 7, der Drehachse 6 und den scheibenförmigen Materialpartien 12 bestehenden Bauteil, den beiden je eines der Sperrglieder 21 und deren Betätigungsglied bildenden Schiebern 15 sowie den beiden Schraubenfedern 18.

Claims

Sicherheitsschalter mit a) einem Schaltergehäuse (2, 5), b) einem in seiner Längsrichtung entgegen der Kraft einer Feder verschiebbar im Schaltergehäuse (2, 5) angeordneten Stößel (3) zum Betätigen eines im Schaltergehäuse (2, 5) angeordneten Schalters, c) einer im Schaltergehäuse (2, 5) mit rechtwinklig zur Längsachse des Stößels (3) verlaufender Drehachse (6) gelagerten Kurvenscheibe (7), an deren die Steuerkurve (8) bildender Mantelfläche der Stößel (3) anliegt, d) einem Schlüsselkanal (9) im Schaltergehäuse (2, 5), in den die Kurvenscheibe (7) ragt, e) einem Schlüssel (1), der beim Einführen in und beim Herausziehen aus dem Schlüsselkanal (3) die Kurvenscheibe (7) zwangsläufig um ihre quer zum Schlüsselkanal (9) verlaufenden Drehachse (6) dreht und dabei den Schalter umschaltet, und f) einer in Einführrichtung des Schlüssels (1) neben der Kurvenscheibe (7) angeordneten, mittels des Schlüssels (1) beim Einführen in den Schlüsselkanal (9) zwangsläufig lösbaren, formschlüssigen Sperrvorrichtung für die Kurvenscheibe (7) mit wenigstens einem translatorisch verschiebbaren Sperrglied (21), das mittels eines zusammen mit dem Sperrglied (21) bewegbaren Betätigungsgliedes (15), das in der Sperrstellung in den Schlüsselkanal (9) ragt, vom Schlüssel (1) in die Freigabestellung verschiebbar ist, wobei g) das Betätigungsglied (15) einstückig mit dem Sperrglied (21) ausgebildet ist und h) der in der Sperrstellung in den Schlüsselkanal (9) ragende Teil des Betätigungsgliedes (15) über eine an der Drehachse (6) seitlich vorbeigeführte Materialpartie mit dem Sperrglied (21) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß i) das Sperrglied (21) in seiner Sperrstellung in formschlüssigem Eingriff mit einer neben der Kurvenscheibe (7) angeordneten Aufnahme ist, j) daß das Sperrglied (21) in radialer Ausrichtung auf die Aufnahme angeordnet ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied durch einen Schieber (15) gebildet ist, der in einer zur Kurvenscheibe (7) parallelen Ebene liegt und mit einem Durchbruch (16) für den Durchtritt der Drehachse (6) versehen ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch als Langloch (16) mit einer auf den Durchmesser der Drehachse (6) abgestimmten Weite ausgebildet ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (21) durch einen Anschlag für eine Anschlagfläche (14) der Aufnahme (13) ausgebildet ist, die von einer auf der dem Schieber (15) zugewandten Seite der Kurvenscheibe (7) vorgesehenen Materialpartie (12) gebildet ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die neben der Kurvenscheibe (7) vorgesehene Materialpartie (12) durch eine Scheibe und die Anschlagfläche (14) durch eine Flanke einer von der Umfangsfläche der Scheibe her in diese eindringenden, nutartigen Ausnehmung (13) gebildet ist.
Sicherheitsschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag des Sperrgliedes (21) eine zahnartige Ausbildung hat.
Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (21) neben dem Betätigungsglied (15) auf dessen der Kurvenscheibe (7) zugewandten Seite angeordnet ist.
Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Aufnahme (13) bildende Materialpartie (12) einstückig mit der Kurvenscheibe (7) und der Drehachse (6) ausgebildet ist.
Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kurvenscheibe (7) als auch das Betätigungsglied (15) aus Kunststoff bestehen.
Sicherheitsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Sperrglied (21) mit zugehörigem Betätigungsglied (15), die wie das erste Sperrglied (21) bzw. dessen Betätigungsglied (15) ausgebildet sind, neben der Kurvenscheibe (7) auf deren dem ersten Sperrglied (21) abgekehrten Seite angeordnet sind und daß dem zweiten Sperrglied (21) eine zweite Aufnahme (13) zugeordnet ist, die neben der Kurvenscheibe (7) auf der der ersten Aufnahme (13) abgewandten Seite angeordnet und wie die erste Aufnahme (13) ausgebildet ist.