DE69710858T2

DE69710858T2 - Zeitgesteuerter elektromechanischer Sicherheitsschalter

Info

Publication number: DE69710858T2
Application number: DE69710858T
Authority: DE
Inventors: Bernardo Pizzato
Original assignee: Pizzato Elettrica SRL
Current assignee: Pizzato Elettrica SRL
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2017-11-08
Also published as: DE69710858D1; IT1294007B1; ITVI960215A1; EP0849750A3; ATE214198T1; EP0849750B1; EP0849750A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen zeitgesteuerten Sicherheitsschalter von der Sorte, die angewandt werden an den Abdeckungen von Schutzgehäusen von beweglichen Teilen von automatischen Maschinen und automatischen Vorrichtungen im allgemeinen.
Diese Schalter sind ausgebildet, um automatisch die elektrische Stromversorgung der Maschine zu unterbrechen, wann immer Versuche gemacht werden, die Tür zu öffnen und sind ausgebildet die Tür zu verriegeln während einer Zeit, die lang genug ist, den Betreiber vor Gefahren zu schützen, die zurück zu führen sind auf die verbleibende kinetische Energie von irgend welchen Teilen der Maschine, die von dem Gehäuse geschützt sind.
Herkömmliche Sicherheitsschalter der oben genannten Art umfassen im wesentlichen ein Gehäuse, das ein Reihe befestigter elektrischer Kontakte einschließen, die mit anderen Kontakten zusammen wirken, die sich zwischen einer geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung bewegen können, einer Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Kontakte und einer Einrichtung zum mechanischen Verriegeln der Tür.
Bei einer herkömmlichen Art von Sicherheitsschalter ist die Verriegelungseinrichtung im wesentlichen mechanisch und weist einen Stift mit Gewinde auf, der in die Abdeckung eingreift und ein Ende hat, das befestigt ist an einem Betätigungsknopf und das gegenüber liegende Ende, das um ein bestimmtes Maß nach außen aus der Abdeckung herausragt zum Einsatz in einen geeigneten Sitz der Tür um wahlweise dessen Öffnen zu verriegeln. Der Stift mit Gewinde steuert auch das Öffnen und das Schließen der elektrischen Kontakte entsprechend einer voreingestellten zeitlichen Abfolge.
Dieser herkömmliche Sicherheitsschalter wird normalerweise angewandt auf den Körper eines Maschinenabschnitts, um mit der Verschluß-Tür zusammen zu wirken. Die Tür kann entweder eine Schiebe- oder eine Schwingtür sein.
Im letzteren Fall wird der Schalter normalerweise so angebracht, dass der Stift wahlweise mit einem Loch zusammen wirken kann, das radial angeformt ist an einen der Drehscharniere der Tür.
Ein Nachteil dieses herkömmlichen Schalters ist, dass er nicht Immer hohe Zuverlässigkeit und ein ausreichendes Maß an Unfallverhütungssicherheit gewährt.
Während die Installation an Schiebetüren sehr einfach ist und der Schalter ein hohes Maß an Sicherheit gewährt, ist die Installation an Schwingtüren schwierig, da der Schalter, um den Sicherheitsstandards zu entsprechen, nahe an den Scharnieren angebracht sein muss, um mit diesen zusammen zu wirken. Das Anbringen in anderen Positionen gewährleistet in der Tat nicht die wahlweise Betätigung des Schalters nur wenn die Tür geschlossen ist. Entsprechend kann der Schalter leicht beschädigt werden durch falsche Handhabung beim Öffnen der Tür.
Um diesen Nachteil zu beheben, muß dieser herkömmliche Schalter so angebracht werden, dass er mit der Seite der Tür zusammen wirkt, die gegenüber der Seite mit den Scharnieren liegt; aber selbst diese Konstruktion hat den wesentlichen Nachteil, dass es möglich ist, den Schalter zu betätigen, selbst wenn die Tür nicht vollständig geschlossen ist und deshalb gewährleistet der Schalter selbst nicht ein ausreichendes Maß an Unfallverhütüngssicherheit:
Um bessere Sicherheit zu erreichen ist es bekannt, zwei Schalter an zu bringen, die in Reihe geschaltet sind an jeder einzelnen Tür, einen an der Seite mit dem Scharnier und einen an der gegenüber liegenden Seite. Diese Lösung ist natürlich teuer und ziemlich kompliziert in der praktischen Anwendung. Entsprechend können herkömmlich zeitgesteuerte Sicherheitsschalter mit einem im wesentlichen mechanischen Verriegelungssystem tatsächlich nur an Schiebetüren angebracht werden.
Andere zeitgesteuerte Schalter mit elektronischen, elektromagnetischen, elektropneumatischen oder thermischen Verriegelungsvorrichtungen sind bekannt; obwohl diese geeignet sind für ihren bestimmungsgemäßen Gebrauch, gewähren sie nicht die Zuverlässigkeit von mechanischen Schaltern, insbesondere unter Schwerlast-Bedingungen.
Es ist in der Tat wohl bekannt, dass. Betätigungen vom mechanischen Typ als sicherer angesehen werden, als die entsprechenden elektronischen Betätigungen auf dem Gebiet der Unfallverhütungssicherheit.
Überdies erfordern diese herkömmlichen Schalter Vorrichtungen zur Zufuhr von Strom für die Zeitschaltung und die äußeren Sensoren, die geeignet sind den vollständigen Stop der Teile der Maschine fest zu stellen und sind deshalb ziemlich kompliziert und teuer.
Die DE-A 39 23 663 offenbart eine Sicherheitsschalter-Einheit mit einer Kombination von Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu beseitigen, einen zeitgesteuerten Sicherheitsschalter zu schaffen, der einfach und zuverlässig ist und maximale Unfallverhütungssicherheit gewährleistet.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einem zeitgesteuerten Sicherheitsschalter gemäß Anspruch 1.
Einige bevorzugte aber nicht ausschließliche Ausgestaltungen eines Schalters gemäß der Erfindung werden im folgenden genau beschrieben und der Schalter wird beschrieben mit der Hilfe der beigefügten Figuren, von denen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Schalters gemäß der Erfindung ist,
Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht einer ersten Ausgestaltung des Schalters von Fig. 1 ist in einer ersten Betriebsposition,
Fig. 3 eine teilweise Seitenansicht des Schalters von Fig. 1 ist in einer zweiten Betriebsposition,
Fig. 4 eine teilweise Seitenansicht des Schalters von Fig. 1 ist in einer dritten Betriebsposition,
Fig. 5 eine teilweise Seitenansicht einer zweiten Ausgestaltung des Schalters gemäß der Erfindung ist,
Fig. 6 eine teilweise Seitenansicht einer dritten Ausgestaltung des Schalters gemäß der Erfindung ist.
Mit Bezug auf die oben genannten Figuren umfasst der zeitgesteuerte Sicherheitsschalter gemäß der Erfindung, der im allgemeinen bezeichnet ist mit dem Bezugszeichen 1, im wesentlichen eine Abdeckung 2, die mit dem Hauptgehäuse einer Maschine oder Vorrichtung verankert werden kann und im Inneren eine Reihe von festen elektrischen Kontakten 3 und beweglichen elektrischen Kontakten 3' beinhaltet.
Gemäß der Erfindung umfasst der Schalter eine Verriegelungseinrichtung für eine Tür mit einem Sicherheitsschlüssel 4, der fest mit der Tür verbunden sein kann. Der Schalter umfasst auch innerhalb der Abdeckung, einen Verriegelungsstift 5, der an eine Betätigungseinrichtung angekoppelt werden kann zur Betätigung der elektrischen Kontakte 3 mit Hilfe einer Verzögerungs-Einrichtung, die geeignet ist das Koppeln des Stifts 5 mit dem Bolzen 6 vorzuziehen oder zu verzögern, um so das Freigeben/Verriegeln der Tür mit bezug zum Öffnen/Schließen der elektrischen Kontakte 3 zu verzögern.
Eine Zustimmungs-Einrichtung erlaubt das Ein-/Ausführen des Sicherheitsschlüssels 4 durch einen Schlitz 7, der auf der Abdeckung 2 gebildet ist, nur dann, wenn die Verzögerungs- Einrichtung in der passiven Stellung ist.
Insbesondere ist die Zustimmungs-Einrichtung gebildet durch einen rotierenden Nocken 8 mit mindestens einem Zahn 9 am äußeren Umfang zum Eingriff mit dem Schlüssel 4 und einer peripheren Nut 10, die ausgebildet ist den Verriegelungsstift 5 zu erfassen,
Gemäß der Erfindung ist die Verzögerungs-Einrichtung ausschließlich mechanisch. Gemäß einer bevorzugten ersten Ausgestaltung weist die Verzögerungseinrichtung einen Stift 11 mit Gewinde und länglichen Enden auf, die fest jeweils mit dem Bolzen 6 und dem Verriegelungsstift 5 verbunden sind.
Die Verzögerungs-Einrichtung ist operativ verbunden mit einer Steuereinrichtung für die axial translative Bewegung des Stifts 11 mit Gewinde zwischen einer aktiven Stellung und einer inaktiven Stellung. Die Steuereinrichtung umfasst eine Bohrung mit Gewinde, die zentral ausgebildet ist auf einem ersten Zahnrad 12, das drehbar verbunden ist mit der Abdeckung 2 und in die der Stift 11 mit Gewinde eingreift. Das erste Zahnrad ist verbunden mit einem zweiten Zahnrad 13, das von Hand von ausserhalb der Abdeckung betätigt werden kann.
Die Betätigung der Zahnrad-Einheit, die aus den zwei Zahnrädern 12 und 13 gebildet ist, veranlasst die axial translative Bewegung des Stifts 11 mit Gewinde, welche wiederum zu unterschiedlichen Zeiten die axial translative Bewegung des Verriegelungsstifts 5 erzeugt zwischen einer erstreckten Stellung zum Verriegeln der Nocke 8 und einer zurück gezogenen Stellung, in der der Nocken frei drehen kann und erzeugt die translative Bewegung des Bolzens 6 zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung der Kontakte 3.
Insbesondere treten die translativen Bewegungen des Verriegelungsstifts 5 und des Bolzens 6 jeweils in einer voreingestellten zeitlichen Abfolge auf, die abhängt von der hänge des Stifts 11 mit Gewinde und deren Steigung und von der Geschwindigkeit, mit der der Nutzer das zweite Zahnrad 13 von Hand betätigt.
Die Abdeckung 2 des Schalters kann gebildet sein aus einem Hauptkörper 14, der verbunden ist mit einem Kopf 15, der entfernbar ist und kann gedreht werden in vielfältige Stellungen, um die Installation des Schalters zu erleichtern, und in dem der Schlitz 7 vorgesehen ist zum Einführen des Sicherheitsschlüssels 4.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausgestaltung ist der Stift 11 mit Gewinde transversal angeordnet hinsichtlich dem Verriegelungsstift 5 und dem Bolzen 6 und weist einen äußeren Abschnitt auf, der auf einen Ring 16 auf schraubbar ist, der drehbar fest mit der Abdeckung 2 verbunden ist, zugänglich ist von aussen und die Steuereinrichtung bildet. Das innerste Ende des Stifts 11 mit Gewinde ist fest verbunden mit einem zapfen 17, der zwei Oberflächen 18 und 19 bildet, die im wesentlichen geformt sind, wie zwei geneigte Ebenen, gegenseitig versetzt sind und ausgebildet sind jeweils zusammen zu wirken mit dem Bolzen 6 und mit dem Verriegelungsstift 5, um deren jeweilige translativen Bewegungen zu fördern.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausgestaltung ist die Verzögerungseinrichtung gebildet durch ein Pleuel 20, das gleitend montiert ist auf der Abdeckung 2 und im wesentlichen transversal zu dem Verrieglungsstift 5 und dem Bolzen 6 liegt.
Das Pleuel 20 ist elastisch vorgespannt von einer Feder 21 und ist an seinem äußeren Ende mit einem Knopf 22 versehen und mit einem Abschnitt 23 an seinem inneren Ende. Der Abschnitt 23 bildet zwei geneigte Oberflächen 24 und 25, die gegenseitig versetzt sind und jeweils zusammen wirken mit dem Verriegelungsstift 5 und mit dem Bolzen 6, um deren jeweilige translativen Bewegungen zu fördern.
Überdies ist in dem zwischen liegenden Abschnitt des Pleuels eine Zahnstange 26 vorgesehen, die in ein Verzögerungsgetriebe 27 eingreift, das ein Übersetzungsverhältnis aufweist, das voreingestellt ist gemäß der beabsichtigten Verzögerungswirkung.
In der aktiven Stellung des Verriegelungsstifts 5 ist das Pleuel 20 im wesentlichen zurück gezogen innerhalb der Abdeckung 2 und ist darin in einer stabilen Stellung gehalten von beweglichen Rückhaltern 28; die Freigabe der Rückhalter verursachen das Vordringen des Pleuels aus der Abdeckung mit einer langsamen Bewegung, die verzögert ist durch die drehende Betätigung des Getriebes 27.
Der zeitgesteuerte Sicherheitsschalter gemäß der Erfindung erreicht vollständig das angestrebte Ziel und insbesondere wird auf dessen hohe Zuverlässigkeit und Genauigkeit im Betrieb hingewiesen, die gewährleistet ist durch dessen rein mechanische Betätigungssysteme.
Der Schalter gemäß der Erfindung kann nur in absolut sicheren Zuständen zurück gesetzt werden, wenn der Sicherheitsschlüssel richtig eingeführt ist in den geeignet vorgesehenen Schlitz und deshalb wenn die Schutztür der Maschine, in die er installiert ist, richtig geschlossen ist.
Der Sicherheitsschalter gemäß der Erfindung kann zahlreichen Abänderungen und Variationen unterzogen werden, die alle innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung sind, wie sie in den beigefügten Ansprüchen ausgedrückt ist.

Claims

1. Zeitgesteuerter Sicherheitsschalter, insbesondere für Abdeckungen an Maschinen und Vorrichtungen zur Unfallverhütung, mit einem Deckel (2), der an dem Körper der Maschinen oder Vorrichtungen befestigt werden kann und im Inneren eine Reihe fester elektrischer Kontakte (3) und beweglicher elektrischer Kontakte (3') aufnimmt, einer Einrichtung (4, 5) zum Verschließen der Abdeckung, wobei diese Einrichtung zugänglich ist von aussen und für den Betrieb verbunden ist mit einer Einrichtung (6) zum Betätigen dieses elektrischen Schalters, einer Verzögerungs-Einrichtung (11) zur Vorwegnahme oder Verzögerung des Betriebs der Einrichtung (4, 5) zum Verschließen hinsichtlich der Betätigung dieses Schalters, wobei die Verzögerungs-Einrichtung (11) beweglich ist zwischen einer aktiven Position und einer inaktiven Position, und die Einrichtung (4, 5) zum. Verschließen einen Sicherheitsschlüssel (4), der an dieser Abdeckung befestigt werden kann und in einen Schlitz (7) dieses Deckels (2) gesteckt werden kann, eine Zustimmungs-Einrichtung (8), die bewegt werden kann zwischen einer Freigabe-Stellung für den Schlüssel (4) zur Freigabe des Einführens/Abziehens des Schlüssels (4) durch diesen Schlitz (7), wenn die Verzögerungs- Einrichtung (11) in ihrer inaktiven Position ist, und einer Sperr-Stellung für den Schlüssel (4) zum Sperren des Einführens/Abziehens des Schlüssels (4) durch diesen Schlitz (7); wenn die Verzögerungs-Einrichtung (11) in ihrer aktiven Position ist, aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4, 5) zum Verschließen einen beweglichen Schließstift (5) enthält, der verbunden ist mit der Verzögerungs-Einrichtung (11) und zusammen wirkt mit der Zustimmungs-Einrichtung (8), und wobei die Zustimmungs-Eintichtung einen rotierenden Nocken (8) aufweist, mit mindestens einem Zahn (9) am äußeren Umriß zum Eingriff mit dem Schlüssel (4) und mindestens einen Sitz (10), der angepaßt ist, den Schließstift (5) wahlweise aufzunehmen.

2. Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungs-Einrichtung rein mechanischer Art ist und einen Stift (11) mit Gewinde aufweist, der mit dem Schließstift (5) und mit der Betätigungs-Einrichtung (6) gemäß einer vorher eingestellten Zeitfolge zusammen wirkt.

3. Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungs-Einrichtung (11) funktional verbunden ist mit einer Steuereinrichtung (12, 13), die zugänglich ist von außerhalb des Deckels (2) und geeignet ist die axiale Translationsbewegung des Stifts (11) mit Gewinde zwischen einer aktiven Position und einer inaktiven Position zu fördern.

4. Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (11) mit Gewinde funktional verbunden ist mit einem länglichen Bolzen (6), der die Betätigungs- Einrichtung bildet und auf die Kontakte (3) wirkt, um diese zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position zu schalten.

5. Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung ein erstes Zahnrad (12), das drehbar starr verbunden ist mit dem Deckel (2) und ein zentrales Aufnahmegewinde aufweist, in das der Stift (11) mit Gewinde eingreift, wobei das erste Zahnrad (12) verbunden ist mit einem zweiten Zahnrad (13), das von außerhalb des Deckels (2) betätigt werden kann.

6. Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (11) mit Gewinde im wesentlichen parallel und koaxial zu dem Bolzen (6) und zu dem Schließstift (5) angeordnet ist.

7. Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (11) mit Gewinde im wesentlichen quer zu dem Stift (11) mit Gewinde angeordnet ist und einen äußeren Abschnitt aufweist, der in einen Ring (16) mit Gewinde eingreift, der drehbar starr verbunden ist mit dem Deckel (2) und von außen betätigt werden kann und ein inneres Ende aufweist, das starr verbunden ist mit einem Zapfen (17), der zwischen dem Bolzen (6) und dem Schließstift (5) angeordnet ist.

8. Schalter gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (17) zwei geneigte Flächen (18, 19) aufweist, die gegenseitig versetzt sind und jeweils mit dem Zapfen (17) und dem Schließstift (5) zusammen wirken, um ihre jeweiligen axialen, translatorischen Bewegungen gemäß einer vorher eingestellten Zeitfolge zu fördern.

Schalter gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Stift (11) mit Gewinde, die Gewindesteigung und die Länge des Abschnitts mit Gewinde voreingestellt sind gemäß einer gewählten Betätigungsverzögerung.

10. Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungs-Einrichtung ein Pleuel (20) aufweist, das gleitend montiert ist auf dem Deckel (2) und quer zwischen dem Bolzen (6) und dem Schließstift (5) angeordnet ist.

11. Schalter gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Pleuel (20) elastisch von einer Feder (21) beaufschlagt und an seinem äußeren Ende mit einem Betätigungsknopf (22) versehen ist, wobei das Pleuel einen inneren Endabschnitt (23) aufweist, der zwei geneigte Flächen (24, 25) bildet, die gegenseitig versetzt sind und jeweils mit dem Bolzen (6) und dem Schließstift (5) zusammen wirken, um ihre jeweiligen translatorischen Bewegungen zu fördern.

12. Schalter gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Abschnitt des Pleuels (20) eine Zahnstange (26) aufweist, die in ein Verzögerungszahnrad (27) eingteift, das innerhalb des Deckels angeordnet ist und ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis hat.

13. Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht trennbare Rückhalte-Einrichtung (28) vorgesehen ist, die ausgestaltet ist, das Pleuel (20) elastisch zurück gezogen zu halten in Richtung auf die Innenseite des Deckels (2).

14. Schalter gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) einen im wesentlichen kastenartigen Hauptkörper (14) aufweist, der verbünden ist mit einem lösbaren und ausrichtbaren Kopf (15), in dem der Schlitz (7) vorgesehen ist für den Durchlaß des Sicherheitsschlüssels (4).