EP0678884A1 - Schalterbetätigungseinheit - Google Patents
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
- H01H13/02—Details
- H01H13/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
- H01H13/14—Operating parts, e.g. push-button
- H01H13/18—Operating parts, e.g. push-button adapted for actuation at a limit or other predetermined position in the path of a body, the relative movement of switch and body being primarily for a purpose other than the actuation of the switch, e.g. door switch, limit switch, floor-levelling switch of a lift
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- H01H15/02—Details
- H01H15/06—Movable parts; Contacts mounted thereon
- H01H15/10—Operating parts
- H01H15/102—Operating parts comprising cam devices
- H01H15/107—Operating parts comprising cam devices actuating conventional selfcontained microswitches
Definitions
- the invention relates to a switch actuation unit with a mechanical pushbutton device and electrical or electromechanical limit switches according to the preamble of claim 1, as well as electrical lifting axes and pressure-operated working cylinders with such a switch actuation unit.
- a switch actuation unit of the generic type is known from DE-AS 2511603.
- the switch actuation unit shown there is specified for a driven shaft, in particular for a threaded spindle.
- the limit switches are arranged at the two opposite ends of the threaded spindle.
- the threaded spindle itself has an actuating element which has a thread running on the threaded spindle.
- this actuating element moves towards one or the other of the two possible limit positions or end positions, depending on the direction of rotation. If this is reached, the switches are actuated in the end positions and the drive of the threaded spindle is switched off.
- a disadvantage of a device of this type is that the limit switches have to be attached directly to the limit positions and that the actuating element moves independently of the switches in the direction of one or the other switch. This makes it necessary to wire the switches accordingly. If end position actuations of this type are retrofitted, laying the cables on moving system elements on the one hand creates fastening problems and, on the other hand, there is a risk that the cables can be injured by moving system elements. In this embodiment shown in the prior art, it also follows that the switches can only be securely fastened in the end positions.
- the invention is therefore based on the object of providing a switch actuation unit which can be easily retrofitted and is both mechanically and electrically protected.
- the object is achieved in a switch actuation unit of the generic type by the characterizing features of claim 1.
- the feeler device with the switches is structurally combined in such a way that the feeler device can be moved with the switches and the switch or switches can be or are actuated in at least two end or limit positions via a common actuating plunger.
- the pushbutton device is structurally combined with the switches, and is moved together during operation, for example when used with a pressure medium cylinder, between the end positions to be queried. It is not necessary to arrange the switches at the end positions or limit positions to be queried, which also eliminates the need for a corresponding cable guide.
- the switches and the feeler device are moved, for example, together with the slide of a pressure medium-operated working cylinder.
- the adjustable cams a plurality of which are provided on the actuating plunger, not only result in the actuation of one of the two limit switches responsible for this end position in the end positions, but also enables a chronological key sequence to occur when an end position is approached.
- the mechanical criterion also decides about the extent to which the corresponding actuating plunger end protrudes from the housing and thus forms the possible actuation path.
- This actuation path is then related to the distances between the cams that can be set on the actuating plunger within the housing. For example, which is a significant advantage for pressure-operated working cylinders, a pre-end position can be determined before reaching an absolute end position, in which, for example, the piston is briefly reversed for damped braking until the absolute end position is reached.
- actuating plunger consists of two actuating plunger elements which are telescopically pushed into one another. Here they are pressed from each other accordingly by a compression spring.
- the two actuating plunger elements are clamped within the housing by means of snap rings which rest on the respective inner wall of the housing.
- the respective actuating plunger element protrudes out of the same through an opening in the housing.
- the toothed belt 50 is drawn in via the rollers 30 and 31 and guided in a correspondingly illustrated manner via the drive wheel 40.
- a switch housing 20 is provided on the drive housing 10.
- the switch actuation unit is arranged within this switch housing in a correspondingly illustrated manner.
- the actuating plunger here consists of two actuating plunger elements 2 and 7. These protrude a corresponding distance from the housing 20 at the ends. For this purpose, openings 21 and 22 are provided in the switch housing 20.
- the two actuating plunger elements are telescoped and the two actuating plunger elements are held under spring force at a working distance.
- snap rings 23 and 24 are provided.
- Each of the two actuating plunger elements is provided with a snap ring.
- the two actuating plunger elements can be pushed together so far in the area of the compression spring 3 that both the upper actuating plunger element 2 and the lower actuating plunger element 7 can be pushed completely into the housing.
- This fact can be of interest for lifting axes with extremely short strokes, in which the actuating tappet element is in any way in contact with one or both flange plates in any position of the drive housing.
- the upper actuating plunger element 2 is further provided on the front edge with a chamfer 4, which can also take over the function of a switching cam. Furthermore, shiftable and fixable switching cams 5 and 6 are provided, which are displaceable along the lower actuating plunger element 7 and fixable thereon.
- the two switches S1 and S2 are in terms of their Operating points arranged parallel to the operating direction of the operating plunger 2, 7. The following function results with a lifting axis of this type.
- the lifting axis shown in Figure 1 can be used in two ways. Either the drive housing 10 is fixedly mounted and the upper and the lower flange plate move together and system elements to be moved are fastened thereon. A second mode of operation would be that the lifting axis is or are attached to the upper and / or the lower flange plate within a system or to a system, and the system element to be moved accordingly is fastened to the drive housing 10. In both cases, the same relative movements of the short-stroke axis itself arise. Here, the switching points are set such that the following three cases arise.
- the lower flange plate 8 moves upwards and presses on the actuating plunger element 7 and the switching cam 6 on the switch S2, which, for example, gives a reference signal.
- the lower flange plate 8 moves upwards and the pushbutton device moves over switch S2 into the end position and presses on the actuating plunger element 7 and the switching cam 5 on the switch S1, whereby, for example, an emergency stop circuit is interrupted.
- the upper flange plate 1 travels downward and presses on the actuating plunger element 2 with the chamfer 4 likewise on the switch S1, as a result of which, for example, the emergency stop circuit is interrupted again.
- the device can also be applied to a pressure-operated working cylinder, for example a rodless drawstring cylinder as in FIG. 2.
- the drive housing 10 shown in FIG. 1 is analogous to the carriage 100 guided on the outside of the cylinder tube in FIG. 2.
- the switch housing 20 is arranged in a corresponding manner on this carriage and at the end positions, i.e. Appropriate stops should be provided on the cylinder covers. Both uses, i.e. Both the use with an electric short stroke axis, as well as with a pressure cylinder operated working cylinder, result in the advantages and functionality described above in a correspondingly analogous manner.
- the switch actuation device can thus be used universally, it can be retrofitted, and no additional cables are produced when the limit switches are cabled.
- the switches S1 and S2 can be electrically connected to an external control unit, for example via sliding contacts arranged on the connecting element 9, to the outside.
- the cable routing can always be designed in such a way that the cables are routed out only on the fixed part of the system, so that there is no risk of breakage or damage.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schalterbetätigungseinheit mit mindestens einem elektrischen oder elektromechanischen Grenzlagenschalter, welcher über eine mechanische Tasteinrichtung betätigbar ist. Um bei eine Einrichtung dieser Art eine einfache Nachrüstbarkeit zu gewährleisten und die Einheit selbst sowohl mechanisch als auch elektrisch geschützt anzuordnen, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß Tasteinrichtung (2,...,7) und Schalter (S1,S2) baulich zusammengefaßt sind und der bzw. die Schalter in mindestens zwei Grenzlagen über einen gemeinsamen Betätigungsstößel (2,7) betätigbar ist bzw. sind. <IMAGE>
Description
- Die Erfindung betrifft eine Schalterbetätigungseinheit mit einer mechanischen Tasteinrichtung und elektrischen oder elektromechanischen Grenzlagenschaltern gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie elektrische Hubachsen und druckmittelbetriebene Arbeitszylinder mit einer derartigen Schalterbetätigungseinheit.
- Eine Schalterbetätigungseinheit der gattungsgemäßen Art ist aus der DE-AS 2511603 bekannt. Die dort gezeigte Schalterbetätigungseinheit ist für eine angetriebene Welle, insbesondere für eine Gewindespindel angegeben. Dabei sind die Grenzlagenschalter an den beiden gegenüberliegenden Enden der Gewindespindel angeordnet. Die Gewindespindel selbst weist ein Betätigungselement auf, welches über ein auf der Gewindespindel laufendes Gewinde verfügt.
- Durch Drehung der Gewindespindel bewegt sich dieses Betätigungselement je nach Drehrichtung auf die eine oder andere der beiden möglichen Grenzlagen bzw. Endlagen zu. Wird diese erreicht, so werden die Schalter in den Endlagen betätigt und der Antrieb der Gewindespindel abgeschaltet. Nachteilig ist bei einer Einrichtung dieser Art, daß die Endlagenschalter direkt an den Endlagen angebracht werden müssen und das Betätigungselement von den Schaltern unabhängig sich in Richtung auf den einen oder anderen Schalter hinzubewegt. Dadurch wird es notwendig, die Schalter entsprechend zu verdrahten. Werden Endlagenbetätigungen dieser Art nachgerüstet, so bereitet das Verlegen der Kabel auf sich bewegenden Anlagenelementen zum einen Befestigungsprobleme und zum anderen entsteht die Gefahr, daß die Kabel durch sich bewegende Anlagenelemente verletzt werden können. In dieser im Stand der Technik gezeigten Ausführungsform ergibt sich außerdem, daß eine sichere Befestigung der Schalter lediglich in den Endlagen erfolgen kann.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Schalterbetätigungseinheit zu schaffen, dir einfach nachrüstbar und sowohl mechanisch als auch elektrisch geschützt angeordnet ist.
- Die gestellte Aufgabe wird bei einer Schalterbetätigungseinheit der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Tasteinrichtung mit den Schaltern baulich ist derart zusammengefaßt, daß die Tasteinrichtung mit den Schaltern mitbewegbar ist und der oder die Schalter in mindestens zwei End- oder Grenzlagen über einen gemeinsamen Betätigungsstößel betätigbar ist bzw. sind.
- Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Hinsichtlich der Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Schalterbetätigungseinheit ist diese erfindungsgemäß auf Kurzhubachsen und druckmittelbetriebene Arbeitszylinder gerichtet.
- Kern der Erfindung ist, daß gegenüber dem Stand der Technik die Tasteinrichtung mit den Schaltern baulich zusammengefaßt ist, und im Betrieb beispielsweise bei der Verwendung bei einem Druckmittelzyinder zwischen den abzufragenden Endlagen gemeinsam mitbewegt werden. Es entfällt dabei, die Schalter an den abzufragenden Endpositionen oder Grenzlagen anzuordnen, wodurch auch eine entsprechende Kabelführung entfällt. Die Schalter sowie die Tasteinrichtung werden beispielsweise mit dem Schlitten eines druckmittelbetriebenen Arbeitszylinders zusammen bewegt. Die einstellbaren Nocken von denen eine Mehrzahl auf dem Betätigungsstößel vorgesehen sind, ergeben in den Endlagen nicht nur die Betätigung eines der beiden für diese Endlage zuständigen Endschalters, sondern ermöglicht es, daß bei Anfahren einer Endlage eine chronologische Tastfolge entsteht. Hierüber entscheidet im übrigen auch dasjenige mechanische Kriterium mit, wieweit das entsprechende Betätigungsstößelende aus dem Gehäuse herausragt, und somit den möglichen Betätigungsweg bildet. Dieser Betätigungsweg steht dann in Beziehung mit den Abständen der innerhalb des Gehäuses auf dem Betätigungsstößel einstellbaren Nocken. So kann beispielsweise, was für druckmittelbetriebene Arbeitszylinder hierbei von bedeutendem Vorteil ist, vor Erreichen einer absoluten Endlage eine Vorendlage ermittelt werden, bei dem beispielsweise der Kolben zur gedämpften Abbremsung kurzzeitig umgesteuert wird, so lange, bis die absolute Endlage erreicht wird.
- Gleiches gilt für elektrisch bzw. elektromechanische betriebene Achsen bzw. Kurzhubachsen.
- Die Verwendung eines einzigen gemeinsamen Betätigungsstößels für beide Endlagen ist ermöglicht dadurch, daß der Betätigungsstößel aus zwei Betätigungsstößelelementen besteht, welche teleskopartig ineinandergeschoben sind. Hierbei werden sie über eine Druckfeder entsprechend voneinander gedrückt. Eingespannt sind die beiden Betätigungsstößelelemente innerhalb des Gehäuses durch Sprengringe die an der jeweiligen Innenwand des Gehäuses anliegen. Das jeweilige Betätigungsstößelelement ragt dabei durch eine Öffnung im Gehäuse aus demselben entsprechend weit heraus.
- Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenen näher beschrieben.
- Es zeigt:
- Fig. 1
- Kurzhubachse mit Schalterbetätigungseinheit
- Fig. 2
- Arbeitszylinder mit Schalterbetätigungseinheit
- Der Zahnriemen 50 wird über die Rollen 30 und 31 eingezogen und in entsprechend dargestellter Weise über das Antriebsrad 40 geführt. An dem Antriebsgehäuse 10 ist ein Schaltergehäuse 20 vorgesehen. Innerhalb dieses Schaltergehäuses ist die Schalterbetätigungseinheit in entsprechend dargestellter Weise angeordnet. Der Betätigungsstößel besteht hier aus zwei Betätigungsstößelelementen 2 und 7. Diese ragen an den Enden ein entsprechendes Stück weit aus dem Gehäuse 20 heraus. Hierzu sind Öffnungen 21 und 22 im Schaltergehäuse 20 vorgesehen. Die beiden Betätigungsstößelelemente sind teleskopartig ineinadergeführt und über die Druckfeder 3 werden die beiden Betätigungsstößelelemente unter Federkraft auf Arbeitsabstand gehalten. Um den Betätigungsstößel in dargestellter Weise innerhalb des Gehäuses einzuspannen, sind Sprengringe 23 und 24 vorgesehen. Hierbei ist jedes der beiden Betätigungsstößelelemente jeweils mit einem Sprengring versehen. Die beiden Betätigungsstößelelemente sind im Bereich der Druckfeder 3 soweit zusammenschiebbar, daß sowohl das obere Betätigungsstößelelement 2 als auch das untere Betätigungsstößelelement 7 vollständig in das Gehäuse eingeschoben werden kann. Mit anderen Warten heißt dies, daß die teleskopartige Ausbildung und die Position der Druckfeder 5 maximal gestatten muß, daß gleichzeitig beide Betätigungsstößelelemente 2 und 7 gemeinsam ins Gehäuse eingeschoben werden können. Diese Tatsache kann interessant sein für Hubachsen mit extrem kurzen Hub bei denen das Betätigungsstößelelement in jeder Position des Antriebsgehäuses in irgendeiner Weise an einer oder an beiden Flanschplatten anliegt. Das obere Betätigungsstößelelement 2 ist an der Vorderkante desweiteren mit einer Fase 4 versehen, die ebenfalls die Funktion einer Schaltnocke übernehmen kann. Desweiteren sind verschiebbare und fixierbare Schaltnocken 5 und 6 vorgesehen, welche entlang dem unteren Betätigungsstößelelement 7 verschiebbar und auf demselben fixierbar sind. Die beiden Schalter S1 und S2 sind hinsichtlich ihrer Betätigungspunkte parallel zur Betätigungsrichtung des Betätigungsstößels 2, 7 angeordnet.
Bei einer Hubachse dieser Art ergibt sich die folgende Funktion. - Die in Figur 1 dargestellte Hubachse kann in zweifacher Weise eingesetzt werden. Entweder ist das Antriebsgehäuse 10 fest montiert und die obere sowie die untere Flanschplatte bewegen sich gemeinsam und auf denselben sind zu bewegende Anlagenelemente befestigt. Eine zweite Funktionsweise wäre die, daß die Hubachse an der oberen und/oder der unteren Flanschplatte innerhalb einer Anlage oder an einer Anlage befestigt ist, bzw. sind, und am Antriebsgehäuse 10 das entsprechend zu bewegende Anlagenelement befestigt ist. In beiden Fällen entstehen die gleichen Relativbewegungen der Kurzhubachse selbst. Hierbei sind nun die Schaltpunkte derart eingestellt, daß folgende drei Fälle entstehen.
- Die untere Flanschplatte 8 fährt nach oben und drückt über das Betätigungsstößelelement 7 und die Schaltnocke 6 auf den Schalter S2 wodurch zum Beispiel ein Referenzsignal gegeben wird.
- Die untere Flanschplatte 8 fährt nach oben und die Tasteinrichtung fährt über Schalter S2 hinweg in die Endlage und drückt über das Betätigungsstößelelement 7 und die Schaltnocke 5 auf den Schalter S1, wodurch zum Beispiel ein Not-Aus-Kreis unterbrochen wird.
- Die obere Flanschplatte 1 fahrt nach unten und drückt über das Betätigungsstößelelement 2 mit der Fase 4 ebenfalls auf Schalter S1, wodurch zum Beispiel wieder der Not-Aus-Kreis unterbrochen wird.
- Allgemein gilt somit, daß beide Betätigungsstößelelemente 2 und 7 über die Druckfeder 3 in ihrer Grundstellung gehalten werden. Die Schaltpunkte werden mit den Schaltnocken 5 und 6 eingestellt.
- Analog laßt sich die Einrichtung auch auf einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder beispielsweise einen kolbenstangenlosen Zugbandzylinder wie in Fig. 2 anwenden. Das in Fig. 1 dargestellte Antriebsgehäuse 10 ist in Fig 2 analog der außen am Zylinderrohr geführte Schlitten 100. An diesem Schlitten ist das Schaltergehäuse 20 in entsprechender Weise angeordnet und an den Endlagen, d.h. an den Zylinderdeckeln wären entsprechende Anschläge vorzusehen. Beide Verwendungen, d.h. sowohl die Verwendung bei einer elektrischen Kurzhubachse, als auch bei einem druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder ergeben die oben dargestellten Vorteile und Funktionsweise in entsprechend analoger Weise. Die Schalterbetätigungseinrichtung ist somit universell einsetzbar, sie ist nachrüstbar, und es entstehen bei der Verkabelung der Endlagenschalter keine zusätzlichen Kabel Die Schalter S1 und S2 können zu einer externen Steuereinheit beispielsweise über auf dem Verbindungselement 9 angeordnete Schleifkontakte elektrisch nach außen verbunden sein. Die Kabelführung kann dabei immer so ausgelegt sein, daß ausschließlich am feststehenden Anlagenteil die Kabel herausgeführt werden, und diese somit nicht in Bruch- oder Beschädigungsgefahr sind.
Claims (11)
- Schalterbetätigungseinheit mit mindestens einem elektrischen oder elektromechanischen Grenzlagenschalter, welcher über eine mechanische Tasteinrichtung betätigbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß Tasteinrichtung (2,...,7) und Schalter (S1, S2) baulich zusammengefaßt sind, und der bzw. die Schalter in mindestens zwei Grenzlagen über einen gemeinsamen Betätigungsstößel (2, 7) betätigbar ist bzw. sind. - Schalterbetätigungseinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betätigungsstößel der Tasteinrichtung aus zwei relativ zueinander verschiebbaren teleskopartig ineinanderschiebbaren Betätigungsstößelelementen (2, 7) besteht. - Schalterbetätigungseinheit nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die bauliche Zusammenfassung der Schalter (S1, S2) und der Tasteinrichtung innerhalb eines Schaltergehäuses (20) erfolgt, in dem die Schalter (S1, S2) angeordnet sind, und an gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Betätigungsstößelelement (2, 7) des Betätigungsstößels aus dem Schaltergehäuse (20) herausragt. - Schalterbetätigungseinheit nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Betätigungsstößelelemente (2, 7) über eine Druckfeder (3) verbunden sind, und innerhalb des Schaltergehäuses (20) die beiden Betätigungsstößelelemente (2, 7) jeweils an der Öffnung (21, 22) an der sie nach außen treten über Haltemittel (23, 24) eingespannt sind. - Schalterbetätigungseinheit nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halteelemente (23, 24) als Sprengringe ausgebildet sind. - Schalterbetätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an mindestens einem der beiden Betätigungsstößelelemente (2, 7) verschieb- und fixierbare Nocken (5, 6) angeordnet sind. - Schalterbetätigungseinheit nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Grenzlagenschalter (S1, S2) vorgesehen sind, die bezüglich der Betätigungsrichtung des Betätigungsstößels parallel aneinandergereiht sind. - Schalterbetätigungseinheit nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lage der Nocken (5, 6) auf mindestens einem der beiden Betätigungsstößelelemente (2, 7) derart zueinander positionierbar ist, daß bei Erreichen mindestens einer Endlage in chronologischer Abfolge mehr als einer der Schalter (S1, S2) betätigbar ist. - Schalterbetätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalterbetätigungseinheit desweiteren mit elektrischen oder elektronischen Mitteln verfügbar ist, über welche aus der chronologischen Tastfolge der Schalter (S1, S2) die Richtung ermittelt werden kann, aus welcher die entsprechende Grenzlage angefahren ist. - Elektrische Hubachse, insbesondere Kurzhubachse mit einer Schalterbetätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.
- Druckmittelbetriebene Arbeitszylinder mit einer Schalterbetätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.
Applications Claiming Priority (2)
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