DE69320840T2

DE69320840T2 - Sicherheitsschalter

Info

Publication number: DE69320840T2
Application number: DE69320840T
Authority: DE
Inventors: Makito C/O Omron Corporation Nagaokakyo-City Kyoto 617 Morii; Takashi C/O Omron Corporation Nagaokakyo-City Kyoto 617 Niwa; Kenji C/O Omron Corporation Nagaokakyo-City Kyoto 617 Shinohara
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1993-02-01
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2013-02-02
Also published as: EP0553885B1; US5488207A; EP0553885B2; DE69320840D1; EP0553885A1; DE69320840T3

Description

Diese Erfindung betrifft einen Schlüsselschalter, der beispielsweise dazu verwendet werden kann, die Spannungsversorgung für eine Werkzeugmaschine ein- und auszuschalten. Im allgemeinen wird ein Schlüsselschalter hier allgemein als eine elektrische Schaltvorrichtung definiert, die einen Schlüssel aufweist, der Zugriff auf den Schalter gestattet.
Es wäre extrem gefährlich, wenn eine Werkzeugmaschine zufällig eingeschaltet und unerwartet betätigt würde. Aus diesem Grund ist der Bereich um das Werkzeug herum üblicherweise von einem Käfig umgeben. Wenn die Werkzeugmaschine repariert oder inspiziert werden muß, kann man sich ihr durch eine Tür im Käfig nähern, die für diesen Zweck vorgesehen worden ist. Diese Tür weist einen Sicherheitsschalter auf, um zu verhindern, daß die Werkzeugmaschine arbeitet, wenn das Betätigungselement, das sich außerhalb des Käfigs befindet, unbeabsichtigt betätigt wird.
Dieser Sicherheitsschalter kann der Schalter für die Spannungsversorgung der Werkzeugsmaschine sein. Beispielsweise kann ein Schlüssel an einer kurzer Schnur an der Tür hängen und ein Schalter in einer solchen Weise angeordnet sein, das der Schlüssel in den Schalter nur paßt, wenn die Tür geschlossen ist. Die Spannungsversorgung kann dann nur eingeschaltet werden, wenn die Tür geschlossen und der Schlüssel eingesetzt ist.
Mit dieser bekannten Art von Sicherheitsschalter kann die Werkzeugmaschine auch dann aktiviert werden, wenn der Schlüssel nicht eingesetzt ist, wenn nämlich irgend ein anderer Gegenstand unbeabsichtigt eingeführt wird. Dieser Schalter ist also nicht ausfallsicher. Es kann beispielsweise passieren, daß durch Schwingungen irgend etwas seinen Weg in den Schalter findet, wenn die Tür nicht geschlossen und der Schlüssel nicht im Schalter ist. Die Werkzeugmaschine wird dann unbeabsichtigt aktiviert obwohl die Tür offen ist, und es kann zu einem Unfall kommen. Diese Erfindung wurde mit diesem Szenario vor Augen entwickelt.
Die erste Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Schlüsselschalter mit besserer Betriebssicherheit im Lichte obigen Problems zu schaffen.
Die zweite Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen weiteren Sicherheitsschlüsselschalter zu schaffen, welcher im Lichte des folgenden Problems nicht zuläßt, daß ein Schlüssel die Tür öffnet, bevor der Schalter feststellt, daß die Maschine vollständig zum Stehen gekommen ist.
Im tatsächlichen Betrieb besteht immer noch eine Möglichkeit, das Trägheit bewirkt, daß die Werkzeugmaschine weiterdreht, nachdem die Tür geöffnet wurde, auch wenn verhindert ist, daß sie zu dieser Zeit unter Spannung arbeitet. In einem solchen Fall kann Sicherheit nicht garantiert werden.
Um einen Sicherheitsschalter herzustellen, der sich dieses Problems annehmen kann, verwendet ein herkömmlicher Schlüsselschalter ein elektromagnetisches Solenoid und einen Hilfsschalter. Das elektromagnetische Solenoid verriegelt den Schlüssel in seiner Stellung, so daß er nicht frei vom Schalter entfernt werden kann, und der Hilfsschalter wird durch dieses Solenoid betätigt. Dieser Hilfsschalter ist mit dem internen Hauptschalter in Reihe geschaltet.
Bei diesem herkömmlichen Sicherheitsschalter wird das elektromagnetische Solenoid durch ein Signal angesteuert, welches die Information transportiert, daß die Werkzeugmaschine zu drehen aufgehört hat. Dies löst die Verriegelung auf dem Schlüssel. Nur wenn die Maschine absolut zum Stillstand gekommen ist, wird es also möglich, den Schlüssel zum Öffnen der Tür herauszuziehen. Es besteht jedoch eine gewisse Wahrscheinlichkeit, daß ein Drehungsdetektor einen Fehler macht und "Drehung gestoppt"-Signal ausgegeben wird, obwohl die Maschine tatsächlich in Drehung war. Der Schlüssel könnte dann entfernt werden, wenn der Schlüsselverriegelung gelöst worden ist, und die Tür könnte geöffnet werden. Zu diesem Zeitpunkt könnte es sein, daß durch Trägheitswirkung die Werkzeugmaschine noch in Drehung war. Da der Hilfsschalter durch das elektromagnetische Solenoid abgeschaltet wird, wenn der Riegel gelöst wird, gestattet diese Anordnung, daß die Werkzeugmaschine so schnell wie möglich nach der Entfer nung des Schlüssel angehalten wird.
Bei dem bekannten Schlüsselschalter der oben beschriebenen Art sind jedoch das elektromagnetische Solenoid und der Hilfsschalter eine Einheit und der vom Schlüssel betätigte interne Schalter ist mit dem Hilfsschalter in Reihe geschaltet. Diese Anordnung erfordert ausreichenden Raum für die Installierung beider Schalter, sowie Raum für die Verdrahtung zwischen ihnen, so daß der sich ergebende Schalter verhältnismäßig groß ist.
Ferner treibt die Verwendung von zwei getrennten Schaltern die Kosten des Schlüsselschalters in die Höhe. Die Produktion eines solchen Schalters erfordert eine große Anzahl von Prozessen, einschließlich der Installation der beiden Schalter und der Verlegung der Verdrahtung zwischen ihnen. Diese Schwierigkeiten stellen Hindernisse für die Verbesserung der Montageeffizienz und der Produktivität dar.
In Hinblick auf diese Probleme ist es Ziel der Erfindung, einen Schlüsselschalter zu schaffen, welcher ein Solenoid zur Verriegelung des Schlüssels zeigt und welcher nur einen internen Schalter verwendet. Dies ermöglicht eine Größenverminderung des Schlüsselschalters und reduziert die Anzahl von Produktionsvorgängen. Dies wiederum kann die Produktionskosten senken und die Montageeffizienz und Produktivität verbessern.
Ein Schlüsselschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus WO-A-9008396 bekannt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung ist wie im Anspruch 1 definiert.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist wie im Anspruch 5 definiert.
Der Schlüsselschalter dieser Ausführungsform kann das Schaltelement und das elektromagnetische Solenoid in paralleler Anordnung aufweisen.
Bei einem Schlüsselschalter dieser Ausführungsform kann die Vorrichtung zur Verhinderung der Entfernung des Schlüssels beispielsweise eine Verriegelung auf dem ersten Stellglied oder eine Verriegelung sein, welche verhindert, daß der Schlüssel aus dem Schlüsselloch abgezogen wird.
Die oben erwähnte Verriegelung auf dem ersten Stellglied kann sich beispielsweise aus einem hin und her gehenden Nocken, dessen Bewegung von der Wirkung des elektromagnetischen Solenoid abhängt, und einer Verriegelung zusammensetzen, welche das erste der vorgenannten Stellglieder erfaßt und mechanisch mit diesem Nocken verbunden ist.
Die Verriegelung auf dem ersten der vorgenannten Stellglieder und dem zweiten der vorgenannten Stellglieder, demjenigen, welches das Schaltelement betätigt, kann beispielsweise als Einheit realisiert sein.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Schaltelement durch ein mit einem Schlüssel mechanisch verbundenes Stellglied und ein mit einem elektromagnetischen Solenoid mechanisch verbundenes zweites Stellglied betätigt. Durch die Wirkung eines Mechanismus für diesen Zweck, der mechanisch mit dem elektromagnetischen Solenoid verbunden ist, wird ein Abziehen des Schlüssel verhindert.
Weil das Schaltelement durch ein mechanisch mit einem Solenoid verbundenes Stellglied betätigt wird, kann das Schaltelement, ein interner Schalter, die Rolle spielen, die bei bekannten Schlüsselschaltern durch einen Hilfschalter durchgeführt wird. Dieser Schlüsselschalter benötigt also nur einen einzigen internen Schalter.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine abgeschnittene Halbquerschnittsansicht der Vorderseite eines Schalters in einem ersten Beispiel gemäß dieser Erfindung.

Fig. 2.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer Seitenansicht des Schalters der Fig. 1.

Fig. 3.

Fig. 3 zeigt die Trommel in dem in Fig. 1 abgebildeten Schalter. Fig. 3(A) ist eine Draufsicht und Fig. 3(B) eine teilweise abgeschnittene Seitenansicht.

Fig. 4.

Fig. 4 zeigt den Verriegelungsmechanismus im ersten Beispiel. Fig. 4(A) ist eine Draufsicht und Fig. 4(B) eine Seitenansicht.

Fig. 5.

Fig. 5 zeigt den Schlüssel im ersten Beispiel. Fig. 5(A) ist eine Draufsicht und Fig. 5(B) eine Seitenansicht.

Fig. 6.

Fig. 6 veranschaulicht das Arbeiten des Schalters gemäß dem ersten Beispiel.

Fig. 7.

Fig. 7 zeigt eine abgeschnittene Halbquerschnittsansicht der Vorderseite des Kopfs des Schalters eines zweiten Beispiels der Ausführungsform der Fig. 1-5, wobei diese nur die Hauptkomponenten enthält.

Fig. 8.

Fig. 8 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht des Kopfes in dem zweiten Beispiel.

Fig. 9.

Fig. 9 zeigt die Unterseite des Schlüssels im zweiten Beispiel.

Fig. 10.

Fig. 10 zeigt einen Teilschnitt des Kopfs eines dritten Beispiels der Ausführungsform der Fig. 1-6, gesehen von vorne.

Fig. 11.

Fig. 11 zeigt einen seitlichen Querschnitt des Kopfs im dritten Beispiel.

Fig. 12.

Fig. 12 zeigt eine Schrägansicht des Tauchkolbens im dritten Beispiel.

Fig. 13.

Fig. 13 zeigt eine Schrägansicht des Schlüssels im dritten Beispiel.

Fig. 14.

Fig. 14 zeigt einen Frontalteilquerschnitt des Kopfs im dritten Beispiel zur Veranschaulichung seiner Arbeitsweise.

Fig. 15.

Fig. 15 zeigt einen seitlichen Querschnitt des Kopfs im dritten Beispiel, der seine Arbeitsweise veranschaulicht.

Fig. 16.

Fig. 16 zeigt einen Frontalteilquerschnitt des Kopfs im dritten Beispiel, der seine Arbeitsweise veranschaulicht.

Fig. 17.

Fig. 17 zeigt einen seitlichen Querschnitt des Kopfs im dritten Beispiel, der seine Arbeitsweise veranschaulicht.

Fig. 18.

Fig. 18 zeigt eine Schrägansicht des Äußeren des Schlüsselschalters einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.

Fig. 19.

Fig. 19 zeigt eine Teilschnittvorderansicht des Schalters bei entferntem Schlüssel.

Fig. 20.

Fig. 20 zeigt eine Querschnittsseitenansicht des Schalters bei entferntem Schlüssel.

Fig. 21.

Fig. 21 zeigt eine Schrägansicht des Betätigungsmechanismus des Schalters.

Fig. 22.

Fig. 22 zeigt eine Querschnittsseitenansicht des Verriegelungsmechanismus, wenn der Schalter verriegelt ist.

Fig. 23.

Fig. 23 zeigt eine Schrägansicht der Komponenten des Verriegelungsmechanismus im ersten Beispiel.

Fig. 24.

Fig. 24 zeigt eine Schrägansicht der Komponenten des Verriegelungsmechanismus im zweiten Beispiel.

Fig. 25.

Fig. 25 zeigt eine Teilschnittvorderansicht des Schalters bei eingesetztem Schlüssel.

Fig. 26.

Fig. 26 zeigt eine Teilschnittseitenansicht des Schalters bei eingesetztem Schlüssel.

Fig. 27.

Fig. 27 zeigt eine Teilschnittvorderansicht des Schalters im zweiten Beispiel bei entfertem Schlüssel.

Fig. 28.

Fig. 28 ist eine seitlicher Querschnitt des gleichen Schalters bei entferntem Schlüssel.

Fig. 29.

Fig. 29 ist eine Teilschnittvorderansicht des Verriegelungsmechanismus des ersten Beispiels im verriegelten Zustand.

Fig. 30.

Fig. 30 ist ein seitlicher Querschnitt des gleichen Verriegelungsmechanismus im verriegelten Zustand.

Fig. 31.

Fig. 31 ist eine Schrägansicht des Verriegelungsarms im dritten Beispiel.

Fig. 32.

Fig. 32 ist eine Teilschnittvorderansicht bei entfertem Schlüssel.

Fig. 33.

Fig. 33 ist ein seitlicher Querschnitt des gleichen Schalters bei entferntem Schlüssel.

Fig. 34.

Fig. 34 ist eine Teilschnittvorderansicht des ersten Ver riegelungsmechanismus des Schalters im verriegelten Zustand.

Fig. 35.

Fig. 35 ist ein seitlicher Querschnitt des ersten Verriegelungsmechanismus dieses Schalters im verriegelten Zustand.

Fig. 36.

Fig. 36 ist eine Schrägansicht des Äußeren des Schalters im vierten Beispiel.

Fig. 37.

Fig. 37 ist eine Teilschnittvorderansicht des Schalters der Fig. 36 bei entferntem Schlüssel.

Fig. 38.

Fig. 38 ist eine Teilschnittseitenansicht des Schalters der Fig. 36 bei entferntem Schlüssel.

Fig. 39.

Fig. 39 ist eine Teilschnittvorderansicht des Schalters der Fig. 36 bei eingesetztem Schlüssel.

Fig. 40.

Fig. 40 ist eine Teilschnittseitenansicht des Schalters der Fig. 36 bei eingesetztem Schlüssel.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsfomren

Erste Ausführungsform.

Die Beschreibung dieser Ausführungsform erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 17.
Die Fig. 1 und 2 sind Querschnitte des Inneren des Schalters 1. Der Schlüsselschalter dieser Ausführungsform besteht aus einem in Fig. 5 gezeigten Schlüssel 8, der später noch diskutiert wird, und einem Schalter 1.
Der Schalter 1 umfaßt Schaltereinheit 2 und Kopfeinheit 3, die oben an der Schaltereinheit 2 befestigt ist. Ein Gehäuse 2a bildet die Außenfläche der Schaltereinheit 2. Innerhalb dieses Gehäuses befindet sich ein Schaltelement 4. Im Schaltelement 4 befinden sich zwei Paare von Arbeitskontaktmechanismen S. Das obere Ende eines Betätigungselements 6, welches die Kontaktmechanismen öffnet und schließt, befindet sich an der Oberseite des Schaltelements 4. Ein Tauchkolben 7, das Betätigungselement, sitzt oben am oberen Ende des Betätigungselements 6. Der Kopf des Kolbens 7 ragt aus einer Öffnung 9, welche sich an der Oberseite des Gehäuses 2a befindet.
Eine Trommel 10, das Drehelement, ist in der Mitte des unteren Abschnitts des Inneren des Gehäuses 3a angebracht, welches das Äußere des Kopfs 3 bildet. Die Trommel 10 ist in einer solchen Weise angebracht, das sie um ihre Rotationsachse vorwärts- und rückwärtsdrehen kann. Es ist eine Öffnung 12 für den Schlüssel 8 vorhanden, welche zum oberen Abschnitt der Trommel 10 hin offen ist, und es ist eine Verriegelungsarmatur 13 (der Verriegelungsmechanismus) vorgesehen, der sich auf die gleiche Höhe erstreckt wie die Oberseite der Trommel 10. Ein Ansatz 15 ragt vom unteren Abschnitt des Kopfgehäuses 3a nach unten ab. Der Ansatz und das Gehäuse sind in diesem Beispiel aus einem Stück ausgebildet. Wenn die Kopfeinheit 3 auf dem Schalter 2 montiert ist, ist der Ansatz 15 in die Öffnung 9 eingesetzt. Der vorgenannte Kolben 7 paßt in eine Hülse 17, welche an dem Vorsprung 15 ausgebildet ist. Die Oberseite des Kolbens wird mit dem Boden der Trommel 10 durch die Spannung einer Feder in Berührung gehalten.
Die vorgenannte Trommel 10, die in den Fig. 3(A) und (B) gezeigt ist, weist an beiden Enden Wellenhalterungen 19 auf. An einem Abschnitt ihrer Außenfläche befindet sich eine Kerbe 20. An dem von der Kerbe 20 nicht eingenommenen Teil der Oberfläche befindet sich eine Nut 21, die Führung für die Drehung der Trommel, welche vom vorderen Ende zum rückwertigen Ende der Trommel 10 verläuft. Die Welle 19, die das Vorderteil der Trommel haltert, ist länger als diejenige an der Rückseite. An der Unterseite der Welle 19 befindet sich eine Kerbe 22, in die der Verriegelungsmechanismus 13 eingreift.
Am Boden des Schlüssellochs 12 für die Schaltereinheit 2 befindet sich ein O-Ring 23, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
Der Verriegelungsmechanismus 13, der in den Fig. 4(A) und (B) zu sehen ist, ist in diesem Beispiel durch Pressen, Schneiden und Biegen eines Blechteils gebildet. Er besteht aus einer Basis 24, welche von der Seite einem abgeplatteten Buchstaben U ähnelt; zwei Vorständen 25, die von der Oberseite der Basis 24 an gegenüberliegenden Seiten nach oben vorstehen; zwei seitlichen Elementen 26 an gegenüberliegenden Seiten der Basis 24; zwei Vorständen 27, an den Unterseiten der Elemente 26 und einstückig mit diesen ausgebildet, zum Zwecke der Anbringung von Federn; Einem Verriegelungszahn 30, welcher von der Mitte der Basis 24 nach oben ragt. Der Verriegelungsmechanismus 13 weist zwei Federn 29 auf, die an den Vorständen 27 angebracht sind. Diese Federn dienen dazu, den Mechanismus aufrecht zu halten, wenn er nicht vom Schlüssel erfaßt wird.
Wie aus den Fig. 5(A) und (B) ersichtlich, ist der Schlüssel flach. Er besteht aus einem Schaft 60, dem Teil, der in das Schlüsselloch 12 im Schalter 1 eingeführt wird; Anschlag 31, der mit der Oberfläche des Schalters 1 in Berührung kommt, wenn der Schlüssel eingeführt ist; und Träger 32, der sich von einem Anschlag 31 nach hinten erstreckt, zur Befestigung des Schlüssels an der Tür. Sowohl an der linken als auch an der rechten Seite des Endes des Schafts 60 weisen die unteren Ränder des Endes abgeschrägte Abschnitte 34 auf. Zwischen diesen beiden abgeschrängten Rändern 34 ragt ein Stift 36 ab. Dieser Stift 36 besteht aus einem Metallschaft 37 auf welchem eine Hülse 38 in einer solchen Weise angebracht ist, daß sie drehen kann. Um den Umfang der Oberfläche des Anschlags 31, die mit dem Schalter 1 in Berührung kommt, herum befindet sich ein O-Ring 39, der in eine Einsenkung am Schalter paßt, um so eine Dichtung herzustellen. Der Träger 32 weist zwei Löcher 40 auf, mit denen er an der (nicht gezeigten) Tür angebracht werden kann.
Mit einem Schlüsselschalter des oben beschriebenen Aufbaus, kann der Schalter 1 am Rand des Türrahmens des eine Werkzeugmaschine umgebenden Käfigs angebracht werden, während der Schlüssel 8 an der Tür angebracht ist. Wenn die (nicht gezeigte) Tür geschlossen ist, wird der Schaftabschnitt 60 des Schlüssels 8 in das Schlüsselloch 12 am Schalter 1 eingeführt.
Die Arbeitsweise des oben beschriebenen Schlüsselschalters wird im folgenden beschrieben:
Wenn die Tür offen ist, ist der Schlüssel 8 nicht in das Schlüsselloch 12 des Schalters 1 eingesetzt. Anders ausgedrückt muß der Schlüssel 8 aus dem Schlüsselloch 12 des Schalters 1 entfernt werden, um die (nicht gezeigte) Tür zu öffnen. Wenn der Schlüssel 8 aus dem Schlüsselloch 12 entfernt ist, befindet sich das vordere Ende der Nut 21 der Außenfläche der Trommel 10 in aufwärts gerichteter Stellung und die Kerbe 20 an der Seite. Die Kerbe 22 an der vorderen Halterungswelle 19 befindet sich an der Unterseite der Trommel 10.
Da sich die Kerbe 20 nun, wie oben beschrieben, an der Seite der Trommel 10 befindet, wird der Kolben 7 der Trommel 10 nun auf seine maximale Breite zusammengedrückt. Dies drückt das Betätigungselement 6 des Schaltelements 4 nach unten, so daß die Kontaktmechanismen 5 getrennt werden und damit, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, der Schalter ausgeschaltet wird. Auf diese Weise ist die Spannungsversorgung für die Werkzeugmaschine abgeschaltet, wannimmer die Tür offen geblieben ist, um so eine sichere Arbeitsumgebung zu gewährleisten. Gleichzeitig weist die Kerbe 22 an der Wellenhalterung 19 nach unten. Der Verriegelungszahn 30 am Verriegelungsmechanismus 13, welcher nach oben ragt, greift in die Kerbe 22 ein, um zu verhindern, daß sich die Trommel 10 dreht. Wenn also Schwingungen auftreten oder ein Gegenstand unbeabsichtigt in das Schlüsselloch 12 eingeführt wird, wenn der Schlüssel 8 gerade nicht benutzt wird, ist verhindert, das sich die Trommel 10 dreht, selbst wenn dieser Gegenstand in die Kerbe 21 eingreifen sollte. Das Schaltelement 4 kann daher nicht zufällig geschaltet werden, und es ist ein hohes Maß an Sicherheit gewährleistet.
Wenn der Bediener die Werkzeugmaschine verläßt und die Tür geschlossen wird, wird der Schaftabschnitt 16 des Schlüssels 8 in das Schlüsselloch 12 des Schalters 1 eingeführt. Wenn der Schlüssel eingeführt wird, drückt das Ende des Schafts 16 die Vorstände 25 des Verriegelungsmechanismus 13 nach unten. Dies bewirkt, das sich der Verriegelungszahn 30 des Mechanismus 13 nach unten bewegt und sich von der Kerbe 22 an der Halterungswelle 19 löst. Die Trommel 10 kann sich nun frei drehen und mit dem weiteren Einführen des Schlüssels läuft der Stift in der Nut 21 nach vorne. Die Trommel 10 dreht sich, wie in der Fig. 6(B) gezeigt. Wenn der Schaft 60 voll eingeführt wird, dreht sich die Trommel bis in die in Fig. 6(C) gezeigte Stellung. Die Einführung des Schlüssels 8 bewirkt also, daß sich die Trommel 10 um 90º dreht. Mit dem Drehen der Trommel 10 kommt die Kerbe 20 in ihrer Oberfläche in die nach unten weisende Stellung und die Oberseite des Kolbens 7 beginnt in die Kerbe einzugreifen. Wenn die Trommel 10 ihre Maximaldrehung erreicht hat, kommt die obere Seite des Kolbens 7 mit der Unterseite der Kerbe 20 in Berührung, womit er seine maximale Erhöhung erreicht hat.
Wenn der Kolben 7 nach oben geht, wird das Betätigungselement 6 am Schaltelement 4 durch Federkraft nach oben bewegt. Dies bewirkt, daß die Kontaktmechanismen 5 weitergehen, was seinerseits bewirkt, daß die Spannungsversorgung für die Werkzeugmaschine weitergeht. Es wird also möglich, die Werkzeugmaschine zu aktivieren.
Da die Ränder 34 an der Unterseite des Endes des vorgenannten Schlüssels 8 abgeschrägt sind, werden die Vorstände 25 am Verriegelungsmechanismus 13 sanft niedergedrückt, wenn der Schlüssel 8 in das Schlüsselloch eingeführt wird. Relativ zum Stift 36 ist die Hülse 38 auf dem Metallschaft 37 in einer solchen Weise angebracht, daß sie frei drehen kann. Dadurch kann durch Drehen seiner Hülse 38 der Stift 36 glatt in der Nut 21 laufen, statt gegen die Seiten der Nut zu kratzen.
Wenn der Schlüssel 8 in das Schlüsselloch eingesetzt ist, berührt der O-Ring 23 am inneren Umfangsrand des Schlüssellochs die Randfläche des Schaftabschnitts 60 des Schlüssels und der O- Ring 39 an der Innenseite des Anschlags 31 des Schlüssel 8 berührt den Innenrand des Schlüssellochs 12 des Kopfs 3. Das Schlüsselloch 12 ist also vorne und hinten abgedichtet, um zu verhindern, daß feine Teilchen oder Öl in den Schalter 1 eindringen, wenn die Werkzeugmaschine arbeitet. Dies verhindert Unregelmäßigkeiten bei der Drehung der Trommel 10, des Arbeitens des Kolbens 7 und der Berührung von Mechanismen 5.
Wenn der vorgenannte Schlüssel 8 aus dem Schlüsselloch herausgezogen wird, treten einige Vorgänge in der umgekehrten Reihenfolge auf. Anders ausgedrückt, geht der Kolben 7 nach unten und das Schaltelement 4 schaltet aus. Der Verriegelungsmechanismus 13 geht zurück nach oben und die Trommel 10 wird festgelegt.
Die Fig. 7 und 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, welches eine Abwandlung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist. In diesem Beispiel ist die Trommel 10 im Kopf 3 in einer solchen Weise angebracht, daß sie um eine Drehachse drehen kann, die unter einem rechten Winkel zum Schlüsselloch 12 liegt. Zur Führung der Drehung der Trommel 10 sind zwei Zahnräder 40 beiderseits der Außenfläche der Trommel vorgesehen. Auf der Unterfläche des Schlüssels 8 sind Verzahnungszähne 42 vorgesehen, die in Fig. 9 zu sehen sind. Vor der Trommel 10 befindet sich im Kopf 3 ein Verriegelungsmechanismus 13, der arbeitet, indem Zahn 43 in den Schlitz 45 auf der Trommel 10 eingreift. Der Mechanismus 13 ist in einer solchen Weise angebracht, das er um einen Zapfen 130 frei drehen kann. Normalerweise ragt sein Ende 46 nach oben in das Schlüsselloch 12.
Bei diesem Aufbau drückt der Abschnitt der Trommel 10 mit dem größten Durchmesser den Kopf des Kolbens 7 nach unten, wenn der Schlüssel 8 nicht in das Schlüsselloch eingesetzt ist. Dies bewirkt, daß das Schaltelement 4, genau wie bei der ersten Aus führungsform, abschaltet. Wenn der Schlüssel 8 in das Schlüsselloch 12 eingeführt wird, drückt sein Ende auf das obere Ende 46 des Verriegelungsmechanismus 13, bewirkt also, daß dieser Mechanismus dreht. Mit seiner Drehung wird der Zahn 43 aus dem Schlitz 45 der Trommel 10 gelöst, womit eine Drehung der Trommel freigegeben wird. Wenn der Schlüssel 8 eingeführt wird, erfassen seine Verzahnungszähne 42 die Zahnräder 40 an der Trommel 10, was bewirkt, daß die Trommel dreht. Mit dem Drehen der Trommel 10 geht der Kolben 7 nach oben und das Schaltelement 4 schaltet in eine Ein-Position. In der Randfläche der Trommel 10 befinden sich zwei Einsenkungen 49, welche die jeweiligen Stellungen einstellen, die der Kopf 7 ein nimmt, wenn der Schlüssel 8 eingeführt oder entfernt wird.
Die Fig. 10-17 veranschaulichen ein drittes Beispiel der Erfindung, welches eine weitere Abwandlung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ist. In diesem Beispiel weist der Schalter einen Kolben 7, der mit der Trommel einstückig ist, und einen Schlüssel 8 auf. Der Kolben 7 ist so angebracht, daß er um eine vertikale Drehachse dreht. An seinem oberen Ende befindet sich eine Falle 50 für einen Stift 36, wie in Fig. 14 gezeigt. Seine Randfläche ist kontinuierlich, ist aber in zwei gesonderte Niveaus 51 und 52 geschnitten. An dem oberen Niveau 51 befindet sich ein Schlitz 54. Der Schlüssel 8 weist eine Öffnung 57 auf, in welche der Kopf des Kolbens 7 paßt.
Bei diesem Aufbau greift ein Vorsprung 59 an der Innenseite des Kopfs 3 in den Schlitz 54 des Kolbens 7 ein, wenn der Schlüssel in das Schlüsselloch eingeführt wird. Wenn der Kolben 7 angehoben wird, bewegt sich das Schaltelement 4 in seine Stellung. Wenn der Schlüssel 8 eingeführt wird, drückt er den Kopf des Kolbens 7 nach unten und der Stift 36 greift in die Falle 50 ein. Wenn der Kolben 7 niedergedrückt wird, wird der Vorsprung 59 vom Schlitz 54, wie in den Fig. 14 und 15 gezeigt, gelöst. Wenn der Stift 36 in die Falle 50 eingreift, wird bewirkt, daß der Kolben 7 sich dreht, und der Vorsprung 59 bewegt sich rela tiv zur Oberfläche des oberen Niveaus 51 des Kolbens. Die Einführung des Schlüssels 8 bewirkt, daß der Kopf des Kolbens 7 in die Öffnung 57 des Schlüssels geht, so daß der Kolben, wie in den Fig. 16 und 17 gezeigt, nach oben geht. Der Kolben 7 wird für ein Nach-oben-Gehen frei, wenn der Vorsprung 59 in Bezug auf den Kolben aus dem oberen Niveau 51 auf das untere Niveau 52 abfällt. Wenn der Kolben 7 nach oben geht, schaltet das Schaltelement 4 ein.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung löst das Einführen des Schlüssels 8 die Verriegelung 13, welche das Drehelement festsetzt, das hier als Trommel 10 gezeigt ist. Wenn der Schlüssel 8 eingreift, setzt er die Drehung des Drehelements in Gang und betätigt das Schaltelement. Wenn ein anderes Objekt als der Schlüssel 8 eingeführt wird oder Schwingungen auftreten, dreht das Drehelement nicht und wird das Schaltelement 4 nicht betätigt. Diese Erfindung schafft somit einen Schlüsselschalter mit besserer Betriebssicherheit.
Eine weitere Ausführungsform eines Schlüsselschalters gemäß dieser Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 18-40 beschrieben.
Der Schlüsselschalter dieser Ausführungsform setzt sich aus dem Schalter 101 und dem Schlüssel 102 zusammen, wie dies in Fig. 18 gezeigt ist. Der Schlüssel 101 umfaßt eine Schlüsseleinheit 103 und eine Kopfeinheit 104, welche oben auf die Einheit 103 geschraubt ist.
Wie in den Teilschnittansichten der Fig. 19 und 20 gezeigt, ist das Schaltergehäuse 105 ein Kasten, welcher als ein äußeres Gehäuse für die Schaltereinheit 103 wirkt. Innerhalb des Gehäuses 105 befinden sich ein Schaltelement 106, welches die Spannungsversorgungsschaltung für die Werkzeugmaschine ein- und aus schaltet, und ein elektromagnetisches Solenoid 107, welches das Element 106 betätigt. Diese Komponenten können in paralleler Weise, links und rechts, innerhalb des Gehäuses 105 angeordnet sein. Das Schaltelement 106 schließt einen (nicht abgebildeten) inneren Kontakt wenn ein Betätigungsglied 106a, ein Schaft, der sich nach oben und unten bewegen kann, nach oben geht, und es öffnet den inneren Kontakt, wenn es nach unten geht. Das elektromagnetische Solenoid 107 weist einen Betätigungsschaft 107a auf, der sich ebenfalls nach oben und unten bewegen kann. Der Schaft 107a wird normalerweise durch den Antrieb einer (nicht abgebildet) inneren Feder nach oben getrieben, wird aber in seine Ausgangsstellung elektromagnetisch zurückgeführt, wenn das Solenoid erregt wird. Der Schaft 107a und das vorher erwähnte Betätigungsglied 106a sind durch einen Kupplungsarm 108 miteinander verbunden; zusammen bilden sie das zweite Betätigungsglied. Anders ausgedrückt, wird das Schaltelement 106 eingeschaltet, wenn der Betätigungsschaft 107a sich nach oben bewegt, und ausgeschaltet, wenn ein elektrisches Signal auf das elektromagnetische Solenoid 107 gegeben wird.
Das Kopfgehäuse 109, welches die vorgenannte Kopfeinheit 104 umschließt, ist in ein oberes und ein unteres Segment unterteilt. Innerhalb dieses Gehäuses ist ein Drehnocken 110, ein kurzer runder Zylinder, horizontal in einer solchen Weise angebracht, daß er frei um seine Achse auf Halterungswellen 110a und 110b an seinen beiden Enden drehen kann. Über dem Drehnocken 110 befindet sich ein Schlüsselloch 111, welches parallel zum Nockenschaft verläuft. An der Außenfläche des Drehnockens 110 verläuft eine Nut 112 von einem Ende des Nockens zum anderen, wobei sie über ihre Länge eine Rotationsversetzung von 90º macht. Ein Führungsschlitz 113, welcher den Betätigungsstift 102a des Schlüssels 102 zur Nut 112 leitet, verläuft über die Länge des vorgenannten Schlüsselloches 111 direkt unterhalb seines Mittelpunkts.
Das für diese Ausführungsform spezifizierte Gehäuse besteht aus dem vorgenannten Schaltergehäuse 105 und dem Gehäuse 109.
An der Unterseite des vorderen Teils des vorgenannten Schlüssels 102, der in das Schlüsselloch 111 eingeführt wird, befindet sich ein Betätigungsstift 102a, welcher in eine Nut 112 des Drehnockens 110 eingreift, indem er durch den vorgenannten Führungsschlitz 113 verläuft. Mit dem Einführen oder Abziehen des Schlüssels 102 bewegt sich der Betätigungsstift 102a in einer geraden Linie längs der Führungsschlitzes 113 vorwärts oder rückwärts. Wenn der Betätigungsstift 102a in die Nut 112 eingreift, dreht sich der Nocken 110 im Uhrzeiger- oder gegen Uhrzeigersinn der Bewegung des Schlüssels 102 folgend.
Ein Kolben 114, welcher als Betätigungsteil für den Schalter wirkt, wird durch einen Buckel 109a am unteren Abschnitt des Kopfgehäuses 109 in einer solchen Weise gehaltert, das er sich frei nach oben und unten bewegen kann. Der durch eine Feder 115 verliehene Antrieb nach oben bewirkt, daß der Kopf 114a des Kolbens sich mit der Unterseite des vorgenannten Drehnockens 110 in Berührung hält. Ein Teil der Außenfläche des Drehnockens 110, mit welcher der vorgenannte Kopf 114a des Kolbens in Berührung kommt, weist eine flache Niesche, Einsenkung 110c, auf, die aus ihr herausgeschnitten ist. Wenn, wie in den Fig. 19 und 20 gezeigt, der Schlüssel 102 abgezogen ist, kommt ein Abschnitt 114a des Kolbens 114 mit der gerundeten Fläche des Nockens 110 in Berührung, und der Kolben 114 wird durch die Feder 115 nach oben gedrückt. Wenn der Schlüssel 102 eingeführt wird, wird der Drehnocken 110 um 90º gedreht, und die Einsenkung 110e im Nocken 110 endet nach unten weisend. Der Kolben 114 wird dann durch die Feder 115 nach oben gedrückt.
Das untere Ende des Kolbens 114 wird mit dem oberen Ende des Betätigungsglieds 106a des vorgenannten Schaltelements 106 in Berührung gehalten. Wie oben beschrieben, wird, wenn der Schlüssel 102 abgezogen wird, der Kolben 114 durch den Drehnocken 110 nach unten gedrückt. Das Betätigungsglied 106a am Schaltelement 106 wird durch den Kolben 114 kraftvoll nach unten gedrückt, die Federspannung überwindend, die den Betätigungsschaft 107a nach oben gedrückt hat. Auf diese Weise wird das Schaltelement 106 abgeschaltet.
Die vorgenannte Kopfeinheit 104 weist einen ersten Verrie gelungsmechanismus 116 zur Verhinderung, daß sich der Nocken 110 dreht, wenn der Schlüssel nicht eingesetzt ist, auf. Das Schaltergehäuse 105 weist einen zweiten Verriegelungsmechanismus 117 zur Verhinderung, daß der Schlüssel 102 abgezogen wird, wenn er in die Kopfeinheit 104 eingesetzt ist, auf.
Der erste Verriegelungsmechanismus 116 ist in Fig. 22 gezeigt. Die Riegelarmatur 119 ist so eingerichtet, daß sie in einem Schlitz 118 an der Unterseite der Halterungswelle 110a, die sich an dem einen Ende des Drehnockens 110 befindet, durch Feder 120 eingreift. Dies verhindert, daß sich der Nocken 110 dreht. Die Riegelarmatur 119, die in Fig. 23 abgebildet ist, ist durch Biegen eines Metallblechs hergestellt. An beiden Seiten weist sie Platten 119a auf, die einen Sitz für die Federn bilden. Ihr oberer Rand ist zu zwei Stellelementen 119b ausgebildet, die die Verriegelung lösen. In der Mitte der Armatur befindet sich ein Zahn 119c, der in den Schlitz 118 der vorgenannten Halterungswelle 110a eingreift. Die vorgenannten Lösestellelemente 119b erstrecken sich in der Nähe der Öffnung an der Innenseite des Schlüssellochs 110 nach unten.
Der erste Verriegelungsmechanismus wird gelöst, sobald der Schlüssel 102 in das Schlüsselloch zu gehen beginnt. Die abgeschrägten Ränder 102b an der Unterseite des Endes des Schlüssels 102 kommen mit den vorgenannten Lösestellgliedern 119b in Berührung und drücken sie nach unten. Die Verriegelungsarmatur 119 überwindet die Spannung der Feder 120 und bewegt sich nach unten. Der Zahn 119c löst aus dem Schlitz 118 und der Drehnocken 110 wird frei drehbar. Mit dem Fortsetzen des Einführens des Schlüssels 102 wird bewirkt, das der Nocken 110 weiterdreht, wie dies oben beschrieben wurde.
Der zweite Verriegelungsmechanismus 117, ist in Fig. 24 abgebildet. Er besteht aus einem Riegel 122 der längs eines Führungsschlitzes 121 an der Innenseite des Schaltergehäuses 105 gleiten kann; einer Feder 123, welche Kraft aufbringt, die den Riegel 122 in einer Richtung zu verschieben trachtet, welche den Riegel löst; und einem Nocken 124, welcher durch kraftvolles Drücken in der anderen Richtung (in der Richtung, die den Riegel sichert) die Spannung der Feder 123 überwindet und den Riegel 122 betätigt. Der Nocken 124 ist starr an dem Betätigungsschaft 107a des vorgenannten elektromagnetischen Solenoids 107 angebracht. Der Nocken endet in einem abgeschrägten Rand 124a, welcher mit dem abgeschrägten Rand 122a des Riegels 122 in Berührung kommt. Wenn der Schlüssel 102 nicht eingesetzt ist, werden das Betätigungsglied 106a auf dem Schaltelement 106 und der Betätigungsschaft 107a auf dem elektromagnetischen Solenoid 107, wie in Fig. 19 gezeigt, durch den Kolben 114 nach unten gedrückt, so daß der Schalter abgeschaltet wird. Der Nocken 124 fällt ab; folglich wird der Riegel 122 durch die Federspannung zu einem Gleiten nach links (in die Mitte der Zeichnung) veranlaßt.
Wenn der Schlüssel 102 eingeführt wird und der Nocken 110 zu drehen beginnt, bewegt sich der Kolben 114, wie oben diskutiert, nach oben. Das vorgenannte Betätigungsglied 106a und der Betätigungsschaft 107a, die zu diesem Zeitpunkt den Kolben nicht daran hindern, sich aufwärts zu bewegen, werden durch Federspannung nach oben gezwungen. Mit der Aufwärtsbewegung des Nockens 124 bewirken die abgeschrägten Ränder 124a und 122a, daß der Riegel 122 die Spannung der Feder 123 überwindet und nach rechts (in die Mitte der Zeichnung) gleitet. Die Spannung, die die Feder 123 hier auf den Riegel 122 ausübt, ist so eingestellt, das sie kleiner als die nach rechts gerichtete Komponente der auf den Riegel 122 über die abgeschrägten Ränder 124a und 122a ausgeübten Kraft ist.
In der Mitte des Riegels 122 befindet sich ein Vorsprung 122b. Wie oben beschrieben wurde, wird der Riegel 122 zwangsweise nach rechts verschoben, wenn der Kolben 114 nach oben geht. Wenn dies passiert, erstreckt sich der vorgenannte Vorsprung 122b über den Rand des Flansches 114b des Kolbens 114 an seiner Unterseite hinaus. Dies verhindert, daß sich der Kolben 114 nach unten bewegt. Wegen der Verhinderung der Abwärtsbewegung des Kolbens 114 ist auch verhindert, daß der Drehnocken 110, an welchem der Kolben an der die Einsenkung aufweisenden Fläche angreift, sich dreht. Es ist also verhindert, daß der Schlüssel 102, der mit dem Drehnocken 110 über die Nut 112 und den Betätigungsstift 102 verblockt ist, abgezogen werden kann.
Der Schlüsselschalter dieser Erfindung ist, wie oben beschrieben, aufgebaut. Die Arbeitsweise dieses Schalters wird nun in einer Anwendung auf einen Sicherheitsschalter in der Tür eines eine Werkzeugmaschine umgebenden Schutzzauns beschrieben.
Wenn die Tür offen ist, befindet sich der Schlüssel 102 nicht im Schalter 101. Der Kolben 114 ist, wie in Fig. 19 gezeigt, unten und das Schaltelement 106 abgeschaltet. Der Verriegelungsmechanismus 116 ist verriegelt, um die Drehung eines Nockens 110 zu verhindern. Wenn der Schalter in dieser Weise verriegelt ist, kann eine Schwingung keine Drehung des Nockens 110 bewirken, noch kann der Nocken durch einen Schraubenzieher oder ein anderes in das Schlüsselloch 111 eingesetzte Element gedreht werden.
Wannimmer die Tür offen ist, ist es dann absolut sicher, daß die Spannungsversorgung abgetrennt ist, und es besteht keine Möglichkeit, daß die Spannungsversorgung unabsichtlich angeschlossen wird.
Wenn die Tür geschlossen wird, wird der Schlüssel 102 in den Schalter 101 eingeführt. Mit seinem Eintreten in das Schlüsselloch wird der vorgenannte Verriegelungsmechanismus 116 gelöst. Die Einführung des Schlüssels 102 bewirkt, daß der Drehnocken 110 über das Arbeiten der Nut 112 und des Betätigungsstifts 102 gedreht wird. Die Einsenkung 110 des Nockens 110 kommt in eine Gegenüberstellung zur Oberseite des Kolbens 114, wodurch bewirkt wird, daß der Kolben nach oben geht. Wenn der Kolben 114 nach oben geht, werden das Betätigungselement 106a auf dem Schaltelement 106 und der Betätigungsschaft 107a auf dem elektromagnetischen Solenoid 107, die in ihrer Aufwärtsbewegung nicht behindert sind, gemeinsam nach oben gedrückt. Das Schaltelement 106 wird eingeschaltet und die Spannungsversorgung für die Werkzeugmaschine betätigt.
Wenn der Kolben 114 nach oben geht, wird der Riegel 122 auf dem Verriegelungsmechanismus 117 durch den Nocken 124 nach rechts gedrückt. Der Vorsprung 122b des Riegels 122 erstreckt sich unter die Unterseite des Flansches 114a des Kolbens 114, wie dies in Fig. 25 gezeigt ist. Der Kolben 114 ist also daran gehindert, nach unten zu gehen. Dadurch ist der Nocken 110 daran gehindert, sich zu drehen, und der Schlüssel 102 kann nicht entfernt werden (d. h. der Schlüssel ist verriegelt).
Wenn die Tür für eine Inspektion oder Wartung der Werkzeugmaschine zu öffnen ist, wird zunächst die Werkzeugmaschine mittels einer externen Steuerung angehalten. Ein Signal, das anzeigt, daß die Werkzeugmaschine vollständig zum Stillstand gekommen ist, wird durch einen Drehdetektor an der Werkzeugmaschine an das elektromagnetische Solenoid 107 gesendet. Dies gibt den Betätigungsschaft 107a für eine Abwärtsbewegung frei, wobei die Federspannung überwunden wird, wie es in Fig. 25 gezeigt ist. Das Betätigungselement 106a am Schaltelement 106 geht zusammen mit dem Schaft 107a nach unten, so daß der Schalter abgeschaltet wird. Wenn der Schaft 107a nach unten geht, bewegt sich der Riegel 122 im Verriegelungsmechanismus 117 nach links, der Riegel wird gelöst und der Kolben 114 kommt für eine Abwärtsbewegung frei. Der Nocken 110 kommt auch für eine Drehung frei, was bedeutet, daß der Schlüssel 102 abgezogen und die Tür geöffnet werden kann.
Wenn die Tür geöffnet und der Schlüssel 102 abgezogen wird, wird der Drehnocken 110 zwangsweise gedreht, und der Kolben 114 geht, gegen die Feder 115 arbeitend, nach unten, wie dies in Fig. 19 dargestellt ist.
Die Fig. 27-30 zeigen eine weitere Ausführungsform, welche einen Grundaufbau hat, der mit der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform identisch ist, und der nur hinsichtlich derjeni gen Punkte beschrieben wird, die sich vom vorherigen Beispiel unterscheiden. Abschnitte oder Komponenten, die mit denjenigen des vorherigen Beispiels identisch sind, sind mit den gleichen Bezugsnummern versehen.
Bei dieser Ausführungsform ist das elektromagnetische Solenoid 107 so angeordnet, das sein Betätigungsschaft 107a benachbart zum Schaltelement 106 horizontal abragt. Ein Riegelarm 140, welcher mit der Welle 107a verbunden ist, hat die Funktionen sowohl des Kupplungsarms 108 als auch des Mechanismus 117 der ersten Ausführungsform.
Der Riegelarm 140 besteht aus einem höheren Segment 140a, welches mit dem Schaft 107a verbunden ist, einem tieferen Segment 140b, welches in einer Spitze endet, und einem schrägen Segment 140c zwischen beiden. Die Spitze des Segments 140b geht in einen Schlitz 142, der in die Innenfläche des Gehäuses 105 geschnitten ist. Die Innenseite des Gehäuses weist auch einen Vorsprung 145 mit einem Loch 144 zur Führung der Betätigung des Kolbens 114, der durch dieses verläuft, auf.
Wie aus den Fig. 27 und 28 ersichtlich, ist, wenn der Schlüssel 102 nicht im Schalter ist und das elektromagnetische Solenoid 107 nicht betätigt wird, die Unterseite des Kolbens 114 mit der Oberseite des Segments 140b in Berührung, und die Unterseite des Segments 140b ist mit dem oberen Ende des Betätigungselements 106a in Berührung. Im Normalzustand, wenn das elektromagnetische Solenoid 107 nicht erregt ist, würde der Riegelarm durch die Federkraft so gedrückt werden, das er vorsteht. Unter der oben beschriebenen Bedingung, d. h., wenn der Schlüssel 102 nicht im Schalter ist, wird der Kolben 114 niedergehalten, so daß der Kolben das Segment 140c mit zurückgezogenem Riegelarm 140 in Stellung hält. Wenn der Schlüssel 102 eingesetzt ist und der Kolben 114 nach oben geht, hört er auf, die Bewegung des schrägen Segments 114c zu behindern. Der Riegelarm 140 steht dann, wie in den Fig. 29 und 30 gezeigt, vor, wodurch das Betätigungsglied 106a nach oben gehen kann, um seine Berührung mit der Unterseite des Riegelarms 140 aufrechtzuerhalten, was seinerseits bewirkt, daß das Schaltelement 106 einschaltet. Sollte jemand zu diesem Zeitpunkt versuchen, den Schlüssel 102 abzuziehen, wäre er daran gehindert, dies zu tun. Die Unterseite des Kolbens 114 wird in der Einsenkung des Nockens 110 und durch seine Berührung mit der Oberseite des Segments 140a in Stellung gehalten, so daß der Kolben nicht nach unten gehen und der Schlüssel 102 nicht abgezogen werden kann. Während die Maschine läuft, ist der Kolben 114 verriegelt und der Schlüssel 102 kann nicht entfernt werden.
Wenn vom Drehdetektor ein Signal empfangen wird, das angibt, daß die Maschine vollständig zum Stehen gekommen ist, wird das elektromagnetische Solenoid 107 erregt, was bewirkt, daß der Betätigungsschaft 107a zurückgezogen wird. Der Riegelarm 140 wird ebenfalls zurückgezogen, was den Schalter in den in den Fig. 27 und 28 dargestellten Zustand zurückführt. Das Schaltelement 106 wird also abgeschaltet, die Verriegelung des Kolbens 114 gelöst, und es wird möglich, den Schlüssel 102 zu entfernen.
In einer weiteren Abwandlung der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist ein in Fig. 31 gezeigter Riegelarm 150 am Betätigungsschaft 107a angebracht, welcher vom elektromagnetischen Solenoid 107, das vom Drehtyp ist, nach oben ragt. Wenn sich der Schaft 107a dreht, kommen Kolben 114 und Betätigungselemente 106 mit dem unteren Segment 150c des Riegelarms, wie in den Fig. 32 und 33 gezeigt, in Berührung. Wenn er anders herum dreht, kommen Kolben 114 und Betätigungsglied 106a mit dem oberen Segment 150a des Riegelarms, wie in den Fig. 34 und 35 gezeigt, in Berührung. Dies erfüllt die gleiche Funktion wie bei der oben erwähnten modifizierten zweiten Ausführungsform.
Fig. 36-40 veranschaulichen eine weitere modifizierte zweite Ausführungsform dieser Erfindung. Bei dieser modifizierten Ausführungsform hat der vorgenannte Verriegelungsmechanismus 117 einen anderen Aufbau. Eine zweite Kopfeinheit, 126, ist an der Oberseite des Schaltergehäuses 101 für den Schlüsselriegel ange bracht. Das Kopfgehäuse 127, welches als die Außenhaut der Kopfeinheit 126 dient, weist ebenfalls ein Schlüsselloch 128 auf. Der Schlüssel 102 hat zwei Stäbe. Stab 102A, welcher den Schalter betätigt, geht in das Schlüsselloch 111 der Kopfeinheit 104 und Stab 102B, der den Schlüssel verriegelt, geht in das Loch der Kopfeinheit 126.
Der Riegelschaft 122 ragt vom Betätigungsschaft 107a des Solenoids 107 nach oben. Der Schaft 107a ist mit dem Betätigungselement 106a des Schaltelements 106 über den Kupplungsarm 108 verbunden. Der Riegelschaft 122 erstreckt sich bis zum unteren Rand des Schlüssellochs 128 der vorgenannten Kopfeinheit 126.
Wenn der Schlüssel 102 in Kopfeinheiten 104 und 126 eingesetzt wird, wird das Schaltelement 106, wie weiter oben beschrieben wurde, eingeschaltet. Der Betätigungsschaft 107a wird nach oben gedrückt, was bewirkt, daß der Riegelschaft 122 in das Schlüsselloch 128 eintritt. Der Riegelschaft geht durch das Loch 102c im Stab 102B, womit der Schlüssel 102 im Loch verriegelt wird.
Wenn Strom in das elektromagnetische Solenoid 107 fließt, wird der Betätigungsschaft 107a nach unten gezogen und das Schaltelement abgeschaltet. Die Schlüsselverriegelung wird also genau wie bei dem vorstehenden Beispiel gelöst.
Die vorliegende Erfindung ist unter Bezug auf die darin dargestellten speziellen Ausführungsformen beschrieben worden. Abwandlungen und Modifikationen innerhalb des Rahmens der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, werden für den Fachmann bei Lesen dieser Offenbarung jedoch deutlich werden.

Claims

1. Schlüsselschalter, welcher aufweist:

ein Schaltelement (4, 106) zur Steuerung eines elektrischen Zustandes einer externen Vorrichtung;

ein erstes Betätigungselement (7, 114) mit einer änderbaren Stellung zur Betätigung des Schaltelements;

ein Drehelement (10, 110), mit einer Welle (19, 110a) und einer Führung (21) zur Steuerung seiner Drehung, welches bei Drehung die Stellung des Betätigungselements ändert;

einen ersten Verriegelungsmechanismus (13, 116) mit Mitteln zum Erfassen und Festsetzen des Drehelements, wobei der Verriegelungsmechanismus, ansprechend auf einen speziellen Schlüssel (8, 102), das Drehelement löst; und

ein Gehäuse (2a, 3a, 105) zum Umschließen des Schaltelements, des ersten Betätigungselements, des Drehelements und des ersten Verriegelungsmechanismus, mit einer Öffnung (12), in welche der Schlüssel eintreten kann,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Mittel des ersten Verriegelungsmechanismus (13) einen Zahn (30, 43, 119c) aufweisen, der für ein Bewegt werden in und aus einem Schlitz (22, 45, 118), der in einer Randfläche des Drehelements (10, 110) vorgesehen ist, gemäß der Bewegung des Schlüssels (8) eingerichtet ist, um so das Drehelement (10) zu verriegeln oder zu entriegeln.

2. Schlüsselschalter nach Anspruch 1, wobei der Schlüssel (8) einen darauf angeordneten Stift (36, 102a) aufweist, und wobei die Führung zur Steuerung der Drehung auf dem Drehelement (10, 110) ausgebildet und als Nut (21, 112), in welche der Stift eingreifen kann, geformt ist.

3. Schlüsselschalter nach Anspruch 1, wobei der Schlüssel (8) mit Zähnen (42) ausgebildet ist und wobei die Führung zur Steuerung der Drehung an einer Außenfläche des Drehelements ein Zahnrad (40), mit welchem die auf dem Schlüssel ausgebildeten Zähne zusammenwirken können, aufweist.

4. Schlüsselschalter nach Anspruch 1, welcher ferner eine hermetische Dichtung (23) zur Trennung des Inneren der Öffnung (12) gegenüber außen, wenn sich der Schlüssel (8) in der Öffnung befindet, aufweist.

5. Schlüsselschalter nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, welcher aufweist:

ein elektromagnetisches Solenoid (107), das ansprechend auf ein externes Signal aktiviert wird;

einen zweiten Verriegelungsmechanismus (117), welcher mechanisch mit dem elektromagnetischen Solenoid verbunden ist und Mittel zur Verhinderung einer Entfernung des Schlüssels (102) aufweist;

ein zweites Betätigungselement (106a) für das Schaltelement, welches mechanisch mit dem elektromagnetischen Solenoid verbunden ist; und

wobei das Gehäuse auch das elektromagnetische Solenoid, den zweiten Verriegelungsmechanismus und das zweite Betätigungselement umschließt.

6. Schlüsselschalter nach Anspruch 5, wobei der zweite Verriegelungsmechanismus aufweist:

einen hin und her gehenden Nocken (124), der sich entsprechend der Tätigkeit des elektromagnetischen Solenoids (107) bewegt; und

eine Verriegelung (122), welche mechanisch mit dem hin und her gehenden Nocken verbunden ist, welcher das erste Betätigungselement erfaßt.

7. Schlüsselschalter nach Anspruch 5, wobei das Schaltelement (106) nur aktiviert wird, wenn der erste Verriegelungsmechanismus (116) und der zweite Verriegelungsmechanismus (117) gelöst sind.