DE8510110U1 - Position-dependent actuated safety switch - Google Patents
Position-dependent actuated safety switchInfo
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- DE8510110U1 DE8510110U1 DE8510110U DE8510110U DE8510110U1 DE 8510110 U1 DE8510110 U1 DE 8510110U1 DE 8510110 U DE8510110 U DE 8510110U DE 8510110 U DE8510110 U DE 8510110U DE 8510110 U1 DE8510110 U1 DE 8510110U1
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Description
Nürnberg, den 02. April 1985 Reg. 28629Nuremberg, April 2nd, 1985 Reg. 28629
LAGEABHÄNGIG BETÄTIGTER SICHERHEITSSCHALTERPOSITION-DEPENDENT OPERATED SAFETY SWITCH
Beschreibung:Description:
Die Neuerung bezieht sich auf einen lageabhängig betätigten Sicherheitsschalter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The innovation relates to a position-dependent actuated safety switch according to the preamble of claim 1.
In zahlreichen Anwendungsfällen im Haushalt, in Büro und im Betrieb sind Sicherheitsschalter erforderlich, die dann in Tätigkeit treten, wenn ein Gerät entweder durch unsachgemäße Aufstellung oder aber durch Störungen eine von der Normallage abweichende tatsächliche Lage einnimmt. Als Kippsicherung ist bei Heizlüftern beispielsweise die Anordnung eines im Stromkreis von Gebläse und Heizregister liegenden Pendelschalters bekannt, der entsprechend den Stellungen des Heizlüfters schließt bzw. öffnet. Von Nachteil ist bei diesem Schalter der relativ große Platzbedarf.In numerous applications in the home, in the office and in the Operation, safety switches are required, which then come into action when a device is either improper or improper Installation or if the actual position deviates from the normal position due to malfunctions. As an anti-tip device in fan heaters, for example, the arrangement of a pendulum switch in the circuit of the fan and heating register known, which closes or opens according to the positions of the fan heater. This is a disadvantage Switch of the relatively large space requirement.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsschalter zu schaffen, der bei Abweichung/ emes Geräts über einen bestimmten vorgegebenen Schwellenwert hinaus eine ,Sicherheitsfunktion auslöst und nur einen geringen Raumund Kostenaufwand erfordert.The innovation is based on the task of a safety switch to create, in the event of a deviation / emes device beyond a certain predetermined threshold , Triggers a safety function and requires little space and costs.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt neuerungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.According to the innovation, this object is achieved by the characterizing features of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous further developments result from the subclaims.
it «it*it «it *
Die ^Teuerung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beispielsweise erläutert. Es zeigen:The ^ inflation is explained below with reference to the Drawing figures explained for example. Show it:
Fig. 1 einen Sensor mit einer als Kontaktgeber dienenden Kugel zwischen einer etenen und einer kegelförmigen BegrenFig. 1 shows a sensor with a ball serving as a contactor between a etenen and a conical border
zungsfläche im Querschnitt,area in cross section,
Fig. 2 einen Sensor mit einer als Kontaktgeber dienenden Kugel zwischen zwei kegelförmigen Begrenzungsflächen mit2 shows a sensor with a ball serving as a contactor between two conical boundary surfaces with
Ί0 unterschiedlichem Spitzenwinkel imΊ0 different point angles in
Querschnitt,Cross-section,
Fig. 3 einen Sensor mit einer als Kontaktgeber dienenden Kugel zwischen zwei Kugelkalotten mit unterschiedlichem Kugelradius im Querschnitt,3 shows a sensor with a ball serving as a contactor between two Spherical caps with different spherical radius in cross section,
Fig. 4 einen Sensor in der Draufsicht auf4 shows a sensor in plan view
die Kugel- Lauf- bzw. Berührfläche mit Sektoreinteilung undthe ball running or contact surface with sector division and
Fig. 5 einen Sensor in Schräglage in der
Funktion als richtungsabhängiger NeiFig. 5 shows a sensor in an inclined position in the
Function as a direction-dependent Nei
gungssensor.motion sensor.
,Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine obere ebene Begrenzungsfläche 11 vorhanden sowie eine trichterförmig ausgebildete kegelförmige untere Begrenzungsfläche 12. Der aus oberer Begrenzungsfläche und unterer Begrenzungsflache 12 gebildete Körper ist rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse 16. In der inIn the exemplary embodiment shown schematically in FIG. 1, an upper planar delimiting surface 11 is present as well as a funnel-shaped conical lower boundary surface 12. The one from the upper boundary surface and lower boundary surface 12 is formed body rotationally symmetrical to an axis of rotation 16. In the in
der Fig. 1 dargestellten Normalläge ruht die als Kontäkt-the normal length shown in Fig. 1 rests as a contact
I' geber dienende elektrisch leitende Kugel 10 im tiefstenI 'encoder serving electrically conductive ball 10 in the deepest
Punkt der unteren Begrenzungsfläche 12, d. h. in der Rotationsachse 16. Die lichte Weite zwischen der oberen Begrenzuiigsfläche 11 und der unteren Begrenzungsfläche 12 ist in diesem Punkt so groß, daß zwischen der Kugel 10 und del* oberen Begrenzungsfläche 11 ein Zwiscnerrai.;.". 17 verbleibtPoint of the lower boundary surface 12, d. H. in the axis of rotation 16. The clear width between the upper boundary surface 11 and the lower boundary surface 12 is so large at this point that between ball 10 and del * Upper boundary surface 11 an intermediate rail.;. ". 17 remains
;. und ein elektrischer Kontakt zwischen der oberen Begrenzungsfläche ΛΛ und der unteren Begrenzungsfläche 12 über die Kugel 10 ausgeschlossen ist. Bei einer etwaigen Neigung des in;. and an electrical contact between the upper boundary surface Λ Λ and the lower boundary surface 12 via the ball 10 is excluded. If the in
ν seiner Lage zu sichernden Gerätes verändert auch der ausThe device to be secured also changes ν its location
den Begrenzungsflächen 11 und 12 gebildete rotationssymmetrische Sensor, der fest mit dem Gerät verbunden ist, seine Lage entsprechend. Bei einer Neigung beispielsweise im Uhrzeigersinn rollt die Kugel 10 nach rechts, sobald die Neigung größer ist als die durch die kegelförmige untere Begrenzungsfläche 12 vorgegebene Neigung. Dies ist praktisch der Schwellwert für das Einsetzen der Sieherheitsfunktion des lageabhängig betätigten Sicherheitsschalters, denn nunmehr rollt die Kugel 10 so weit nach rechts, bis sie einen elektrischen Kontakt zwischen der oberen Begrenzungsfläche 11 und der unteren Begrenzungsfläche 12 herstellt. Die sich so ergebende Kontaktgabe kann zur Auslösung bestimmter Sicherheitsfunktionen genutzt werden. the boundary surfaces 11 and 12 formed rotationally symmetrical Sensor that is permanently connected to the device, its position accordingly. For example, if it is inclined clockwise the ball 10 rolls to the right as soon as the inclination is greater than the inclination predetermined by the conical lower boundary surface 12. This is practically the threshold for the use of the security function of the location-dependent actuated safety switch, because now the ball 10 rolls so far to the right until it has an electrical Contact between the upper boundary surface 11 and the lower boundary surface 12 produces. The resulting contact can be used to trigger certain safety functions.
Das in Fig. 2 a schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel weist eine obere kegelförmige Begrenzungsfläche 13 a 1I ·,.,,.. sowie eine untere kegeiförmige Begrenzungs fläche 12 a auf. Durch die unterschiedlichen Spitzenwinkel der durch die Begrenzungsflächen 13a und 12 a gebildeten Kegel ist die lichte Veite zwischen diesen beiden Kegelflächen unterschied-The embodiment shown schematically in Fig. 2a has an upper conical boundary surface 13 a 1 I ·,. ,, .. and a lower conical boundary surface 12 a. Due to the different apex angles of the cones formed by the boundary surfaces 13a and 12a, the clear width between these two conical surfaces is different.
lieh. Am größten ist die lichte Weite in der Umgebung der Rotationsachse 16. Die Kugel 10 liegt während der Normallage an der tiefsten Stelle des durch ä.e Eegrenzungsflache 12 a gebildeten Trichters. An dieser Stelle ist der Abstand zwischen den beiden Begrenzungsflächen 12 a und 13 a so groß, daß er durch die Kugel 10 nicht überbrückt werden kann und ein Zwischenraum 17 verbleibt. Bei einer aus der Kormallage abweichenden Schräglage rollt die Kugel 10 in die Randbereiche, sobald die Schräglage größerborrowed. The clear width is greatest in the area the axis of rotation 16. The ball 10 lies during the normal position at the deepest point of the boundary surface by ä.e 12 a formed funnel. At this point, the distance between the two boundary surfaces is 12 a and 13 a so large that it cannot be bridged by the ball 10 and a gap 17 remains. at an inclined position deviating from the normal position, the ball 10 rolls into the edge areas as soon as the inclined position is greater
1C ist als der Neigungswinkel der unteren Begrenzungsfläche *2 a. In diesen Randbereichen ist die lichte Weite zwischen den Begrenzungsflächen 1ü a und 1? a geringer. Es kommt zu einer überbrückung; der Begrenzungsflächen ^2 a und 13 a durch durch die Kugel 10. Dies löst dann - wie weiter oben beschrieben - über die Kontaktgabe der Kugel 10 eine Sicherheitsfunktion aus. Durch die kegelförmige Gestaltung sowohl der oberen als auch der unteren Begrenzungsfläche 13 a bzw. 12 a wird die Sicherheitsfunktion auch dann ausgelöst, wenn das Gerät kopfüber aufgestellt wird. Auch in diesem Fall rollt1C is as the inclination angle of the lower boundary surface * 2 a. In these edge areas the clear width between the boundary surfaces 1ü a and 1? a lower. There is a bridging; the boundary surfaces ^ 2 a and 13 a through the ball 10. This then triggers - as described above - by making contact with the ball 10, a safety function. Due to the conical design of both the upper and the lower boundary surface 13 a and 12 a, the safety function is also triggered when the device is placed upside down. Also in this case it rolls
dC die Kugel 10 in die Randbereiche und stellt einen Kontakt zwischen den Begrenzungsflächen 12 a und "^a her. dC the ball 10 in the edge areas and makes contact between the boundary surfaces 12 a and "^ a.
In Fig. 2 b sind die Begrenzungsflächen 1? b und 13 b relativ zueinander so gestaltet, daß der geringste Abstand zwischen ihnen in der Rotationsachse ^6 zu finden ist. Dadurch wird erreicht, daß eine Kontaktgabe durch die Kugel IC in der Normallage des Gerätes gewährleistet ist, während bei hinreichend großer Neigung die Kugel ^C in die Randbereiche auswandert und damit den Kontakt öffnet. Dies kann in bestimmten Fällen von Vorteil und damit erwünscht sein.In Fig. 2 b, the boundary surfaces 1? b and 13 b relative designed so that the smallest distance between them can be found in the axis of rotation ^ 6. This ensures that contact is made by the ball IC in the normal position of the device, while if the inclination is sufficiently large, the ball ^ C into the edge areas emigrates and thus opens the contact. In certain cases this can be advantageous and therefore desirable.
Ii ι ■ ■ · β ■» ■
i * ···
ι a ··■· Ii ι ■ ■ · β ■ »■
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In Fig. 3 a sind beide Begrenzungsflächen 14 a und 15 a als Kugelkalotten ausgebildet, die unterschiedlichen Kugelradius aufweisen und in der Rotationsachse 16 den größten gegenseitigen Abstand aufweisen. In der Kormallage des zu sichernden Gerätes befindet sich die Kugel 10 im Tiefpunkt der unteren Kalotte 14 a in der Rotationsachse 16. An dieser Stelle ist der Abstand zur oberen Kugelkalotte 15 a größer als der .Durchmesser der Kugel 1C. Es entsteht damit ein Zwischenraun 17 zwischen der Kugel 10 und der oberen Kugelkalotte 15 a. In dieser Stellung kann die Kug<il 10 einen Kontakt zwischen der unteren Lugelkalotte 14 a und der oberen Kugelkalotte 15> a nicht herstellen. Bei einer Abweichung aus der Normallage bewegt sich die Kugel 1C in die Randbereiche, in den-m der Abstand zwischen den Kugelkalotten 14 a bzw. 15 a geringer ist und kann dort einen Kontakt zwischen den beiden Kugelkalotten 14 a und 15 a herstellen, was dann - wie prinzipiell bereits weiter oben beschrieben - zur Auslösung einer Sicherheitsfunktion ausgenutzt werden kann. Wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. d a erläutert, wird auch dann eine Sicherheitsfunktion ausgelöst, wenn das zu sichernde Gerät kopfüber aufgestellt wird.In Fig. 3 a, both boundary surfaces 14 a and 15 a are designed as spherical caps, which have different spherical radii and have the greatest mutual distance in the axis of rotation 16. In the normal position of the device to be secured, the ball 10 is at the lowest point of the lower spherical cap 14 a in the axis of rotation 16. At this point, the distance to the upper spherical cap 15 a is greater than the diameter of the ball 1C. This creates an intermediate space 17 between the ball 10 and the upper spherical cap 15 a. In this position, the ball 10 cannot establish contact between the lower spherical cap 14 a and the upper spherical cap 15 a. In the event of a deviation from the normal position, the ball 1C moves into the edge areas in which the distance between the spherical caps 14 a and 15 a is smaller and can there establish contact between the two spherical caps 14 a and 15 a, which then - as already described above in principle - can be used to trigger a safety function. As already explained in connection with FIG. D a, a safety function is also triggered when the device to be secured is placed upside down.
In Fig. if b ist eine Variante zur Fig. 3 a schematisch dargestellt, bei der der geringste Abstand zwischen den Kugelkalotten 14 b und 15 b in der Rotationsachse 16 liegt, so daß hier in der Normallage des zu sichernden Gerätes ein Kontakt zwischen den Begrenzungsflächen 14 b und 15b hergestellt ist, der nur bei Abweichung des zu sichernden Gerätes aus der Normallage geöffnet wird. Dies kann in bestimmten Fällen von Vorteil und damit erwünscht sein.In Fig. If b a variant of Fig. 3a is shown schematically, in which the smallest distance between the spherical caps 14b and 15b is in the axis of rotation 16, so that here in the normal position of the device to be secured there is contact between the boundary surfaces 14b and 15b is made, which is only opened if the device to be secured deviates from its normal position. In certain cases this can be advantageous and therefore desirable.
— 9 —- 9 -
Im einfachsten Fall bestehen sowohl die Begrenzungsflächen 1" bis 15 als auch die Kugel 10 aus irgendeinem elektrisch leitenden Material. Um ein Einklemmen der Kugel 10 zwischen den Begrenzungsflächen 11 bis 15 unter etwaiger elastischer Verformung auszuschließen, ist es vorteilhaft für die Kugel 10 und die Begrenzungsflächen bis 15 gehärtetes Material, zumindest aber eine Oberflächenhärtung, vorzusehen.In the simplest case, both the boundary surfaces 1 ″ to 15 and the ball 10 consist of any one electrically conductive material. In order to prevent the ball 10 from becoming trapped between the boundary surfaces 11 to 15 To exclude any elastic deformation, it is advantageous for the ball 10 and the boundary surfaces to 15 hardened material, but at least a surface hardening to be provided.
Sofern die untere Begrenzungsflache aus einem elektrisch nichtleitenden Material besteht, kann die obere Begrenzungsfläche aus einer Vielzahl von elektrisch leitenden Teilflächen bestehen, die in sehr dichter Folge nebeneinander angeordnet sind und wobei die einander benachbarten kleinen Teilflächen jeweils unterschiedliches elektrisches Potential aufweisen. Auch in diesem Fall dient die Kugel 10 als Kontaktgeber, jetzt jedoch nicht mehr zwischen einer oberen und einer unteren Begrenzungsfläche, sondern zwischen den dicht nebeneinander angeordneten Teilflächen unterschiedlichen Potentials. Werden auf diese Art und Weise zwei Teilflächen unterschiedlichen Potentials durch die Kugel 10 überbrückt, so wird in der oben beschriebenen Art und Weise eine Sicherheitsfunktion ausgelöst.If the lower boundary surface consists of an electrical consists of non-conductive material, the upper boundary surface can consist of a large number of electrically conductive partial surfaces exist, which are arranged next to each other in very close succession and with the small ones adjacent to each other Partial areas each have a different electrical potential exhibit. In this case, too, the ball 10 serves as a contactor, but now no longer between an upper and a lower boundary surface, but between the tight side by side arranged partial areas of different potential. In this way they become two faces different potential bridged by the ball 10, a safety function is in the manner described above triggered.
Die Gestalt dieser Teil flächen kann sechseckförmig sein, wobei die kleinen sechseckförmigen Teilflächen mit nur ^5 geringstem Abstand dicht an dicht wabenförmig nebeneinander angeordnet sind. Die Teilflächen können aber auch segmentförtnig mit geringstem Abstand zueinander angeordnet sein.The shape of these partial surfaces can be hexagonal, whereby the small hexagonal partial areas with only ^ 5 the smallest distance close to each other close to each other in a honeycomb shape are arranged. The partial areas can, however, also be arranged in segments with the smallest possible spacing from one another be.
- 10 -- 10 -
• # t i i • # tii
• · I• · I
• · ι• · ι
• · * 4 t • · * 4 t
1 > · I I1> I I
- 10 -- 10 -
Der oben beschriebene lageabhängig betätigte Sicherheitsschalter ist äußerst einfach aufgebaut, in seiner Funktion sehr zuverlässig und löst bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 a, 'd b, 3 a. und 3 b auch dann eine Sicherheitsfunktion aus, wenn das zu sichernde Gerät versehentlich kopfüber in Betrieb genommen wird.The position dependent operated safety switch described above is extremely simple in structure, highly reliable in its function and dissolves in the embodiments according to Fig. 2 a, 'b d, 3 a. and 3b a safety function even if the device to be secured is accidentally put into operation upside down.
Je nach Art der Sicherung kann dabei die Sicher^eitsfunktion direkt oder aber unter Zwischenschaltung eines besonderen Steuerkreises ausgelöst werden, bei Bedarf kann auch ein Zeitverzögerungsglied zwischengeschaltet werden.Depending on the type of backup, the security function can be triggered directly or with the interposition of a special control circuit, if necessary also a time delay element can be interposed.
Wenn gemäß Fig. 4 die Lauf- bzw. Kontaktfläche der Kugel 10 in mehrere Sektoren 18, beispielsweise vier oder cehr solcher Sektoren 18,aufgeteilt wird, kann aus der Kontaktgabe der Kugel 10 an die eine oder andere Sektorfläche 18 zusätzlich ein Richtungshinweis entnommen werden; es kann also festgestellt werden, ob die Kugel 10 nach links, rechts, vorn oder hinten ausgewandert ist, und damit auch, ob der gesamte Senjor nach links, rechts, vorn oder hinten geneigt wurde.If, according to FIG. 4, the running or contact surface of the ball 10 is divided into several sectors 18, for example four or more such Sectors 18, being divided, can be obtained from the contact of the Ball 10 on one or the other sector surface 18, a directional note can also be taken; so it can be established whether the ball 10 has migrated to the left, right, front or back, and thus also whether the entire Senjor tilted left, right, front, or back.
Eine richtungsabhängige Signalgabe bei Neigungen kann auch dadurch erreicht werden, daß ein Sensor ohne Sektoreinteilung gemäß Fig. 5 geneigt eingebaut wird. Bei einem Senaor gemäß Fig. 2 a wandert die Kugel 10 dann in dieser Lage in den Randbereich aus und stellt einen Kontakt zwischen den Begrenzungsflächen 12 a und 13 a her. Bei einer Änderung der Ausgangsneigung senkrecht zur Hauptebene des Sensors in Richtung auf die im Zusammenhang mit den Fig. 1 bit: 3 beschriebene Normallage bewegt sich die Kugel bei Erreichen eines bestimmten Neigungswinkels in Richtung Rotationsachse *6 und der durchDirection-dependent signaling in the case of inclinations can also be achieved in that a sensor without sector division according to FIG. 5 is installed inclined. In the case of a sensor according to FIG. 2 a, the ball 10 then migrates into the edge region in this position and establishes contact between the boundary surfaces 12 a and 13 a. When changing the initial inclination perpendicular to the main plane of the sensor in the direction of the bit in connection with FIGS. 1: Normal situation described 3, the ball moves on reaching a certain angle of inclination in the direction of axis of rotation and through * 6
- 11 -- 11 -
if I« *>* · IH IHNif I « *> * · HIM HIM
die Kugel 10 vermittelte Kontakt zwischen den Begren- jthe ball 10 provided contact between the limits
zungsflächen Ί2 a und 13 ä wird unterbrochen. Dies kann ;'tongue surfaces Ί2 a and 13 ä is interrupted. This can ;'
als Signal dafür verwertet werden, daß die Neigung in der zu- ;.be used as a signal that the inclination in the to-;.
vor beschriebenen Richtung ein bestimmtes Ausmaß erreicht Ibefore the direction described reached a certain extent I
hat* Es kann auch eine Mehrzahl solcher Sensoren mit unter- % has * A plurality of such sensors with less than %
schiedlieher Orientierung vorgesehen werden. Aus der Bewe- |different orientation can be provided. From the moving |
gung der Kugel 10 im einen oder anderen Sensor kann dann |movement of the ball 10 in one or the other sensor can then |
auf eine Neigung des zu sichernden Geräts in der vorbeschrie- | benen Richtung des einen oder anderen Sensors geschlossenon an inclination of the device to be secured in the above | in the same direction of one or the other sensor is closed
werden. Für die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 2 b bis 3 b gilt \ will. For the exemplary embodiments according to FIGS. 2 b to 3 b, \
entsprechendes. j' corresponding. j '
Schließlich kann die Auslenkung der Kugel 10 bei allen zu- \ Finally, the deflection of the ball 10 can be switched on all \
vor beschriebenen Sensoren auch nut Hilfe eines ausreichend ■· the sensors described above with the help of a sufficient ■ ·
starken Magneten erfolgen, dessen Position zum Sensor in Ab- h strong magnets carried out, the position of the sensor in the absence h
hängigkeit von der Lage des zu sichernden Gerätes veränderbar [,depending on the location of the device to be secured can be changed [,
ist oder der über eine Betätigungstaste in seiner Position ΰ or that is in its position ΰ via an actuation button
veränderbar ist. Im zuletzt erwähnten Fall ergibt sich dann |is changeable. In the last-mentioned case, we then get |
ein potentialfreies Schaltelement, da die Betätigungstaste fa potential-free switching element, since the actuation button f
(mit dem Schaltmagneten)keinerlei galvanische oder auch nur |(with the switching magnet) no galvanic or even only |
mechanische Verbindung mit den als Schalt kontakt en fungieren- fl mechanical connection with the switching contacts that function as fl
den Elementen, nämlich der Kugel 10 und den Begrenzungsflächen ;the elements, namely the ball 10 and the boundary surfaces;
12 a und 13 a, hat. '12 a and 13 a, has. '
Entsprechende Variationen sind auch für die anderen Aus- \ Corresponding variations are also available for other education \
führungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 4 denkbar.Management examples according to FIGS. 1 to 4 are conceivable.
Claims (11)
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Applications Claiming Priority (2)
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