EP1876622B1

EP1876622B1 - positionsschalter

Info

Publication number: EP1876622B1
Application number: EP06013743A
Authority: EP
Inventors: Bernhard Hiltl; Werner Dr. Puri; Joachim Seidl; Rudolf Zimmermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2026-07-03
Also published as: ATE483243T1; EP1876622A1; DE502006007966D1; US7605335B2; US20080017492A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Positionsschalter mit einem Stößel, wobei der Stößel mittels eines Betätigers über ein erstes rotierbares Sperrelement von einer Ruheposition in eine Betriebsposition bewegbar ist, und mit einem zweiten rotierbaren Sperrelement zur Blockierung des ersten rotierbaren Sperrelements mittels des Stößels.
Positionsschalter kommen im industriellen sowie im privaten Bereich zum Einsatz und dienen zur Absicherung eines Gefahrenbereiches, wie er beispielsweise durch eine gefahrenbehaftete Maschine oder Produktionsanlage definiert wird. Derartige Positionsschalter kommen beispielsweise in der Sicherheitstechnik, Anlagentechnik, Automatisierungstechnik oder auch der Gebäudetechnik zum Einsatz. In diesem Umfeld müssen beispielsweise Türen, Klappen oder sonstige bewegliche Objekte, die den Zugriff oder den Zugang zu Teilen der Maschine oder der Produktionsanlage dienen, gesichert werden, das heißt im Einzelnen, dass das jeweilige Objekt in der gesicherten Position detektiert wird und gegebenenfalls mit einer Zuhaltung in der gesicherten Position arretiert werden kann. Hierfür wird in der Regel ein Betätiger an dem bewegbaren Objekt angebracht, der in der gesicherten Stellung im Positionsschalter lokalisiert ist. Der Positionsschalter wiederum detektiert die Präsenz des Betägigers und kann bei dessen Detektion gegebenenfalls eine Zuhaltung auslösen.
Eine Zuhaltung, das heißt eine Arretierung des Betätigers im Positionsschalter, ist dann sinnvoll, wenn ein direktes Abschalten nach der Entfernung des Objektes aus dem gesicherten Zustand, wie zum Beispiel das Öffnen einer zu sichernden Türe, die Gefahren verursachende Maschine nicht rechtzeitig abgeschaltet werden kann, bevor sich ein Benutzer in den Gefahrenbereich bewegen kann.
In der Vergangenheit sind eine Reihe unterschiedlicher Positionsschalter für diese oder ähnliche Anwendungen entwickelt worden. Der Zuhaltemechanismus wird hierbei in der Regel mittels einem auf Federkraft basierenden Antrieb oder einem auf Magnetkraft basierenden Antrieb realisiert, wobei in beiden Fällen der Antrieb zur Blockierung des ersten rotierbaren Sperrelementes und damit zur Arretierung des Betätigers vorgesehen ist.
Des Weiteren sind Positionsschalter bekannt, die Schalteinheiten aufweisen, die zumindest teilweise vom Betätiger betätigt werden, also bei Auslösung den betriebsgemäßen Zustand anzeigen, bei dem der Betätiger im ersten rotierbaren Sperrelement gelagert, aber nicht notwendigerweise arretiert sein muss. Weiter kann der Positionsschalter eine Schalteinheit aufweisen, die zumindest teilweise durch einen Magnetkraftantrieb betätigbar ist. Wird der Magnetkraftantrieb sowohl für die Zuhaltung, als auch für die Auslösung mindestens eines Schaltelementes der Schalteinheit verwendet, so kann dadurch angezeigt werden, ob eine Zuhaltung vorliegt oder nicht.
Die Betätigung der Schaltelemente durch den Magnetkraftantrieb erweist sich oft als schwierig, da in der Regel große Schaltwege notwendig sind. Zudem ist es wünschenswert sechs oder mehrpolige Schalter unter Einsatz von Standardschaltelementen zu verwenden, wobei eine entsprechende Schaltkraft aufgebracht werden muss, die durch die Ansteuerung und Speisung der Magnetkraftantriebe über einen ASI-Bus ohne zusätzliche Spannungsversorgung gewährleistet werden muss. Lediglich eine getrennte Betätigung von in Reihe angebrachten Schaltelementen mit Standard-Schaltelementen ist geeignet diesen Nachteil zu vermeiden, ähnlich wie bei Kreuzhebelschalter. In den meisten Fällen werden Spulen höherer Leistungen zwingend erforderlich, da die notwendigen Magnetkräfte nur über eine entsprechend hohe Stromabnahme zu realisieren sind.
Beim Sperren des Betätigers durch den Magnetkraftantrieb muss die Zuhaltung aus Sicherheitsgründen gewährleistet sein. Hierzu ist es oft gewünscht den Betätiger im gesteckten Zustand nur bei bestromter Spule zu sperren. Ist die Spule nicht bestromt, so löst der Positionsschalter die Arretierung. Dies ist beispielsweise bei einem Stromausfall sinnvoll, bei dem der Sicherheitsbereich auch bei nicht vorhandener Stromversorgung erreichbar bleiben soll. Es kann auch der umgekehrte Fall relevant sein, bei dem die verriegelnde Zuhaltung bei nicht bestromter Spule den Betätiger im gesteckten Zustand arretiert. Dies bewirkt in Abhängigkeit von der Anwendung das genaue Gegenteil, nämlich der Sicherheitsbereich ist auch bei Stromausfall nicht zugänglich. Diese letzte Variante ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die Gefahr von nachlaufenden elektrischen Geräten herrührt oder von Gefahren, die nicht von Strom betriebenen Maschinen, Geräten oder Anlagen herrühren. Die Zuhaltung des Positionsschalters muss weiterhin gewährleisten, dass eine Verriegelung bei nicht gestecktem Betätiger und eine Entriegelung des Betätigers im gesteckten Zustand sicher verhindert wird.
Aus EP 1 533 826 A1 bzw FR 2 692 648 A1 ist jeweils ein Positionsschalter bekannt, der einen Zuhaltemechanismus aufweist. Die Zuhaltung arbeitet mit einem Sperrrad und einem Sperrelement, die mit einer Vielzahl von Bauteilen miteinander mechanisch verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Positionsschalter anzugeben, der einen sicheres Schaltverhalten und eine bauteilarme Struktur aufweist.
Die Aufgabe wird bei einem Positionsschalter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Stößel in Betriebsposition zur Anlagerung an eine Wirkfläche des ersten Sperrelementes und in Ruheposition zur Anlagerung an eine Wirkfläche des zweiten Sperrelementes vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine krafttechnische Separation der Mechanismen für das Betätigen (durch den Betätiger) und das Sperren (durch die Zuhaltung) vorteilhaft ist. Folglich sind die sog. Betätiger-Betätigten-Schaltelemente, im folgenden auch Betätigerschaltelemente genannt, krafttechnisch komplett vom Antrieb, insbesondere dessen Anker, separiert. Die Verriegelung der Zuhaltung erfolgt ausschließlich über den Antrieb mittels Magnet- bzw. Federkraft.
Erfindungsgemäß weist der Positionsschalter einen Stößel auf, der von einem zweiten rotierbaren Sperrelement zur Blockierung eines ersten rotierbaren Sperrelements verwendbar ist. Das erste rotierbare Sperrelement, beispielsweise ein Schaltrad, ist im blockierten Zustand zur Arretierung eines Betätigers vorgesehen. Sind das erste Sperrelement bzw. der Betätiger blockiert, so befindet sich der Positionsschalter in Betriebsposition mit geschlossener Zuhaltung. Auch bei offener Zuhaltung wird der Stößel aufgrund einer Federkraftwirkung in eine Betriebsposition gezwungen,wobei der Stößel durch die Federkraft an eine Wirkfläche des ersten Sperrelementes angelagert wird. Die Anlagerung bewirkt, dass über die Wirkfläche eine kraftschlüssige Blockierung der Rotationsbewegung des ersten Sperrelementes durch den Stößel erzielt werden kann. Dies ist nur im gesteckten Zustand des Betätigers bzw. in einer entsprechenden Position des ersten Sperrelementes möglich und führt lediglich zu der kraftschlüssigen Blockierung des ersten Sperrelementes, wobei die kraftschlüssige Blockierung durch eine Rotation des ersten Sperrelementes, insbesondere durch eine Bewegung des Betätigers aufhebbar ist. Befindet sich der Betätiger nicht im Positionsschalter, so verbleibt der Stößel in Ruheposition und kann nicht an die Wirkfläche des ersten Sperrelementes angelagert werden. Stattdessen ist der Stößel in der Ruheposition an eine Wirkfläche des zweiten Sperrelementes angelagert und sperrt dieses in einer ähnlichen Weise wie der Stößel das erste Sperrelement in Betriebsposition blockiert, wenn durch das zweite Sperrelement ein Formschluss mit dem Stößel herbeigeführt wurde. Aufgrund der formschlüssigen Verriegelung ist eine Bewegung, insbesondere eine Entfernung, des Betätigers aus dem Positionsschalter nicht möglich. Eine Sperrung durch die Zuhaltung ist in der Ruheposition folglich aufgrund der Blockierung des zweiten rotierbaren Sperrelementes ebenfalls nicht möglich. Die Zuhaltung kann nur aktiviert werden, wenn der Stößel in Betriebsposition blockierbar ist, und das zweite Sperrelement hierfür rotierbar ist. Dies kann beispielsweise durch einen Magnetkraftantrieb erfolgen. Bei geschlossener Zuhaltung ist weder der Betätiger, das erste rotierbare Sperrelement, noch der Stößel bewegbar. Allerdings bleibt das zweite Sperrelement im mechanischen Wirkzusammenhang mit einem Antrieb bewegbar, insbesondere rotierbar. Das erste Sperrelement ist zur Bewegung durch den Betätiger und das zweite Sperrelement zur Bewegung durch den Antrieb vorgesehen.
Als vorteilhaft erweisen sich hierbei Schalteinheiten, die durch den Betätiger ausgelöst werden können, ohne gleichzeitig mit dem Magnetkern oder mit geteilten Kernen krafttechnisch verbunden zu sein, wodurch eine Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften des Positionsschalters durch die Betätigung vermieden wird. Durch die Separation des Ankers vom Betätigungsmechanismus der Schalteinheit ist es weiter möglich, kräftigere Magnete bei gleichem Bauraum und elektrischer Einspeisung einzusetzen.
Alternativ kann eine kleinere schmale Bauform des Positionsschalters umgesetzt werden. Aus dem gleichen Grund ist auch der Einsatz von Sprungschaltelementen als Betätigerschaltelemente möglich. Große Betätigungswege der Betätigerschaltelemente stellen kein Problem mehr dar und zudem kann eine große Pol- bzw. Kontaktanzahl mittels einer Verwendung von mindestens zwei Schalteinheiten verwendet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform mit in Reihe angebrachten Schaltelementen ist eine kleine schmale Bauform des Positionsschalters mit hoher Polanzahl und kleiner Spule realisierbar. Eine höhere Variationsmöglichkeit ergibt sich auch für die Spule, die leistungsfähiger, einfacher bzw. kostengünstiger ausgelegt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform werden Standardschaltelemente eingesetzt, die aufgrund der Trennung der beiden Kraftflüsse vom Betätiger und vom Magnetkraftantrieb verwendbar werden. Zudem ist die Mechanik ebenfalls aus einfachen Teilen ausführbar, da der Betätigermechanismus von dem Antrieb abgekoppelt ist. Der Einsatz verschiedener Schaltelemente ist ebenfalls aus dem gleichen Grund unkritisch (zweipolig, dreipolig etc.).
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Zuhaltekraft des Positionsschalters bei nicht verriegeltem Betrieb über die Stößelfeder einstellbar. Diese Zuhaltekraft ist folglich auch unabhängig von den Antriebseigenschaften.
Vorteilhafterweise ist das zweite Sperrelement des Positionsschalters mittels eines Federkraftantriebes oder Magnetkraftantriebes bewegbar, insbesondere rotierbar, damit das zweite Sperrelement nicht fest mit dem Stößel verbunden werden muss. Dies verbessert weiter die Separation des Betätigungsmechanismus zum Betätigen der Schalteinheit vom Zuhaltemechanimus und insbesondere dessen Antrieb.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform führt die formschlüssige Verbindung des zweiten Sperrelementes mit einem Element des Federkraftantriebes oder des Magnetkraftantriebes zu einer sehr sicheren Verbindung bzw. sicheren Sperrung des Positionsschalters.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen das erste und zweite Sperrelement mindestens eine Wirkfläche in beispielsweise einer Ausnehmung zur teilweisen Aufnahme des Stößels auf. Die Ausnehmung dient der sicheren mechanischen Verbindung und kann beispielsweise senkrecht zur Rotationsbewegung oder der Rotationsbewegung entgegengesetzt oder jede Kombination dieser Richtungen unterstützen. Eine Ausnehmung verhindert das Abgleiten des Stößels beispielsweise bei größerer nichtbetriebsgemäßer Krafteinwirkung. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine Wirkfläche als Anschlag für den Stößel vorgesehen sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Positionsschalter mindestens eine Schalteinheit mit mindestens einem Schaltelement auf. Eine Schalteinheit ist beispielsweise durch den Zuhalteantrieb auslösbar und eine weitere Schalteinheit durch die Betätigung des Positionsschalters mittels des Betätigers. Beide Schalteinheiten können hierbei eine Mehrzahl von Polen bzw. Kontakten aufweisen, die bei Auslösung entsprechend kontaktiert bzw. dekontaktiert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die formschlüssige Verbindung zwischen Stößel und der Schalteinheit eine im Wesentlichen winkeleisenähnliche Form auf, um essentielle Bauteile des Positionsschalters krafttechnisch zu umgehen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

FIG 1: eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Magnetkraft verriegelden Positionsschalters in Ruhestellung,
FIG 2: eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Magnetkraft verriegelden Positionsschalters in Betriebsstellung mit geöffneter Zuhaltung,
FIG 3: eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Magnetkraft verriegelden Positionsschalters in Betriebsstellung mit geschlossener Zuhaltung,
FIG 4: eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Federkraft verriegelden Positionsschalters in Ruhestellung,
FIG 5: eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Federkraft verriegelden Positionsschalters in Betriebsstellung mit geöffneter Zuhaltung,
FIG 6: eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Federkraft verriegelden Positionsschalters in Betriebsstellung mit geschlossener Zuhaltung,
FIG 7: Frontansicht eines Ausführungsbeispiels eines Positionsschalters ohne Deckel,
FIG 8: geschnittene Frontansicht des Ausführungs- beispiels aus FIG 7 und
FIG 9: perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels aus FIG 7.

FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Magnetkraft verriegelden Positionsschalters in Ruhestellung. Magnetkraftverriegelung bedeutet, dass die tatsächliche Verriegelungsbewegung von einer Magnetkraft ausgeführt wird, die einer Federkraft entgegengesetzt ist. Die Ruhestellung des Positionsschalters ist ein Zustand, der dem Nicht-Betrieb einer gefahrenbehafteten Maschine entspricht, bei dem der Sicherheitsbereich gefahrlos betreten werden kann. Beispielsweise wäre eine Sicherheitstüre im offenen Zustand, da der Betätiger 2 an der Sicherheitstüre, - also außerhalb des Positionsschalters - angebracht sein müßte. In Ruhestellung ist ein erstes rotierbares Sperrelement 3, welches als Schaltrad ausgeführt ist, frei beweglich und zur Aufnahme des Betätigers 2 bereit.
Ein Stößel 1 liegt in Ruhestellung in einem zweiten rotierbaren Sperrelement 5 ein. Das zweite rotierbare Sperrelement 5 hat hierfür eine Ausnehmung 11, bzw. darin Wirkflächen vorgesehen. Dadurch dass der Stößel 1 in der Ausnehmung 11 einliegt, ist das zweite rotierbare Sperrelement 5 formschlüssig blockiert. In diesem Zustand ist eine Rotation des zweiten Sperrelementes 5 durch eine Krafteinwirkung eines Antriebes (nicht gezeigt) über ein Übertragungsblech 10 (Element des Antriebes) und eine für dieses vorgesehene Ausnehmung 7 nicht möglich. Eine etwaige Kraftwirkung auf das Übertragungsblech 10 nach unten, kann aufgrund des Formschlusses des Stößels 1 mit dem zweiten Sperrelement 5 keine Bewegung erzielen. Eine Aktivierung der Zuhaltung, das heißt ein Sperren des Positionsschalters ist in diesem Zustand nicht möglich.
Der Betätiger 2 ist in den Positionsschalter einführbar und verursacht dabei eine Rotationsbewegung des ersten rotierbaren Sperrelementes 3 und wird nach der Bewegung im ersten rotierbaren Sperrelement 3 verankert. Nach dem Erreichen der Endposition des Betätigers 2 befindet sich der Positionsschalter im Betriebszustand.
FIG 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Magnetkraft verriegelden Positionsschalters in Betriebsstellung mit geöffneter Zuhaltung. Eine Feder 13 ist in diesem Zustand in der Lage, den Stößel 1 in eine Ausnehmung 6 des ersten rotierbaren Sperrelementes 3 zu drücken. Dies blockiert die Rotationsbewegung des ersten rotierbaren Sperrelementes 3 kraftschlüssig. Aufgrund der vorgesehenen Länge für den Stößel 1 entzieht sich dieser völlig der Wirkfläche der Ausnehmung 11 und erlaubt eine Rotation des zweiten Sperrelementes 5 d.h. eine Aktivierung der Zuhaltung. Bei blockiertem erstem Sperrelement 3 ist das zweite Sperrelement 5 rotierbar.
Im gezeigten Zustand drückt die Federkraft das Übertragungsblech 10 an einen Anschlag (nicht gezeigt) und definiert so eine obere Endposition des Übertragungsblechs 10. Eine Magnetkraft des Antriebes ist in diesem Zustand nicht erforderlich.
FIG 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Magnetkraft verriegelden Positionsschalters in Betriebsstellung mit geschlossener Zuhaltung.
Nach der Abwärtsbewegung des Übertragungsbleches 10 nach einer Bestromung einer Spule des Magnetkraftantriebes rotiert das zweite rotierbare Sperrelement 5, von der Magnetkraft über das Übertragungsblech 10 getrieben, im Uhrzeigersinn, so dass die Ausnehmung 11, sowie deren Wirkfläche, vom Stößel 1 nicht mehr erreichbar sind. Zusätzlich wird dem Stößel 1 die Bewegungsfreiheit durch den Formschluss des zweiten rotierbaren Sperrelementes 5 entzogen. Der Stößel 1 ist, wie auch das erste rotierbare Sperrelement 3, blockiert.
Vorteilhafterweise wird die Abwärtsbewegung des Übertragungsbleches 10 bei Stromausfall durch die fehlende Magnetkraft verhindert, so dass der Positionsschalter bei Stromausfall stets in die Ruhestellung überführbar ist. Damit bleibt der Gefahrenbereich auch bei Stromausfall zugänglich.
FIG 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Federkraft verriegelden Positionsschalters in Ruhestellung. Die Zuhaltung entspricht im Wesentlichen der in FIG 1 gezeigten Zuhaltung. Der Unterschied besteht darin, dass das Übertragungsblech 10 in der Ausnehmung 8 einliegt und einer die Federkraft überwindenden Magnetkraft unterliegt und damit in eine untere Endposition gezogen wird, wie sie beispielsweise durch den Anschlag an ein Joch oder an ein anderes Bauteil realisiert werden kann.
FIG 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Federkraft verriegelden Positionsschalters in Betriebsstellung mit geöffneter Zuhaltung.
Ähnlich wie bereits in FIG 2 ist der Positionsschalter in den Betriebszustand versetzt worden. Der Stößel 1 gibt durch seine Aufwärtsbewegung das zweite rotierbare Sperrelement 5 für eine Rotationsbewegung frei. Das Übertragungsblech 10 bewegt sich nicht nach oben, da die Magnetkraft stärker ist als die Federkraft. Die Bewegung des zweiten rotierbaren Sperrelementes 5 im Uhrzeigersinn ist in diesem Ausführungsbeispiel in diesem Zustand nicht gewollt.
FIG 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Zuhaltung eines Magnetkraft verriegelden Positionsschalters in Betriebsstellung mit geschlossener Zuhaltung.
Um die Zuhaltung auszulösen, wird der Magnetkraftantrieb (nicht gezeigt) heruntergefahren oder deaktiviert, wobei die formschlüssige Verbindung mit einem Anker zu einer Aufwärtsbewegung des Übertragungsbleches 10 mittels der dominierenden Federkraft führt.
FIG 7 und 8 zeigen eine Frontansicht eines Ausführungsbeispiels eines Positionsschalters ohne Deckel, wobei der Positionsschalter in FIG 8 geschnitten gezeigt ist.
Der Positionsschalter ist zur Verwendung mit einem getrennten Betätiger (nicht gezeigt) vorgesehen. Ein wichtiges Bauteil der Zuhaltung des Positionsschalters ist das zweite Sperrelement 20, welches rotierbar im Positionsschalter befestigt ist. Das zweite Sperrelement 20 ist durch den Stößel 21 in Kombination mit einem ersten Sperrelement 22 blockierbar und durch den Magnetantrieb 34 mittels eines Betätigungsbleches 23 bewegbar.
Der gezeigte Zustand des Positionsschalters entspricht dem Betriebszustand bei verriegelter Zuhaltung. Das zweite Sperrelement 20 ist im Betriebszustand, d.h. beispielsweise beim Betrieb der Gefahren implizierenden Maschine, durch eine Aktivierung des Magnetantriebs 34 über das Betätigungsblech 23 rotiert und in Verriegelungsstellung gebracht worden. Der Stößel 21 ist in dieser Stellung des zweiten Sperrelementes 20 nicht in Lage vor dem ersten Sperrelement 22 zurückzuweichen, falls es über den Betätiger rotiert würde, zumal es am oberen Ende am ersten Sperrelement 22 anliegt.
Vorteilhaft ist der Umstand, dass dem ersten Sperrelement 22 lediglich Betätigungsfunktionen (betätigt und unbetätigt) hinsichtlich des Schaltelements 28 zugeordnet sind und dem zweiten Sperrelement 20 Zuhaltefunktionen (verriegelt und entriegelt), wobei beide Sperrelemente 20, 22 von dem jeweils anderen Sperrelement 20, 22 in einer Position verriegelbar sind. Durch die Funktionsaufteilung ist es möglich eine Vielzahl anderer Bauteile einzusparen, die unnötige Reibungsverluste und Kosten verursachen würden.
Vorteilhaft ist auch der Kraftweg im verriegelten Zustand bei unsachgemäßer Handhabung des (blockierten) Betätigers. Bei einem Versuch den Betätiger im blockierten Zustand zu entfernen wird wegen des Formschlusses eine Kraft vom Betätiger über den Stößel 21 auf das zweite Sperrelement 20 übertragen. Vorteilhaft ist, dass die Kraft senkrecht zur Drehachse des zweiten Sperrelementes 20 gerichtet ist und somit unmittelbar abgefangen wird und nicht eine Kraftkomponente auf ein möglicherweise bruch- oder biegeanfälliges Bauteil umgeleitet wird.
Weiter weist der Positionsschalter zwei Schalteinheiten 28, 32 auf, wobei die linke Schalteinheit 28 mittels eines weiteren Betätigungsbleches 30, welches einerseits mit dem Stößel 21 und der linken Schalteinheit 28 mittels des Fußes 31 verbunden ist, wobei der Fuß 31 an das Betätigungsblech 30 angeformt ist. Das Betätigungsblech 30 ist ein flächiges, gewinkeltes Bauteil, welches zur räumlichen Umgehung, insbesondere des Magnetantriebes 34, vorgesehen ist.
Die rechte Schalteinheit 32 ist mit dem Anker 24 des Magnetantriebs 34 formschlüssig verbunden. Somit ist die linke Schalteinheit 28 zur Erkennung des Betriebszustandes des Positionsschalters vorgesehen, da diese durch den Stößel 21 bzw. durch den getrennten Betätiger formschlüssig auslösbar ist, wobei formschlüssig bedeutet, dass aufgrund der Formen der Bauteile ein Kraftweg sichergestellt ist. Zudem ist die rechte Schalteinheit 32 in direkter Wirkverbindung mit dem Magnetantrieb 34, so dass ebenfalls festgestellt werden kann, ob eine Zuhaltung bzw. eine Verriegelung mittels der Zuhaltung umgesetzt ist oder nicht. Die zuvor genannten Zustände sind folglich mittels der entsprechenden Stromkreise abfragbar.
Der Magnetantrieb 34 weist eine erste Spule, in Form der Spule 25 auf, und einen dazu gehörigen Anker 24 mit einem Haltelement 29 auf. Das Halteelement 29 ist flächig ausgeführt und zum mechanischen Kontaktieren des Außenjochs 26 und des Innenjochs 33 vorgesehen. Der Anker 24 ist in Ruhestellung, wenn das Halteelement 29 am Außenjoch 26 anliegt bzw. in Verriegelungsstellung, wenn das Halteelement 29 am Innenjoch 33 anliegt.
Die Betätigungsbleche 23, 30 werden vorteilhafterweise winkeleisenähnlich ausgelegt, das heißt flächig mit Biegekanten, wodurch ein Umgehen des mechanischen Bauteils um wichtige Bestandteile des Positionsschalters möglich wird. So umgeht insbesondere das Betätigungsblech 30 den zentral angebrachten Magnetantrieb 34, um mit dessen Fuß 31 die linke Schalteinheit 28 zu bedienen.
FIG 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels aus FIG 7, wobei insbesondere die linke 28 und rechte Schalteinheit 32 sowie der Magnetantrieb 34 deutlich hervortreten.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Positionsschalter mit einem Stößel, wobei der Stößel mittels eines Betätigers über ein erstes rotierbares Sperrelement von einer Ruheposition in eine Betriebsposition bewegbar ist und mit einem zweiten rotierbaren Sperrelement zur Blockierung des ersten rotierbaren Sperrelements mittels des Stößels. Es wird ein Positionsschalter angegeben, der eine Trennung des Betätigungsmechanismus für eine Schalteinheit und den Zuhaltemechanismus voneinander vorsieht und dabei eine sichere Zuhaltung gewährleistet, die mit einer geringen Bauteilanzahl auskommt. Der Stößel ist hierbei in Betriebsposition zur Anlagerung an eine Wirkfläche des ersten rotierbaren Sperrelementes und in Ruheposition zur Anlagerung an eine Wirkfläche des zweiten rotierbaren Sperrelementes vorgesehen. Das erste Sperrelement ist in der Lage, das zweite Sperrelement mittels des Stößels zu blockieren und umgekehrt.

Claims

Positionsschalter mit einem Stößel (1,21), wobei der Stößel (1,21) mittels eines Betätigers (2) über ein erstes rotierbares Sperrelement (3,22) von einer Ruheposition in eine Betriebsposition bewegbar ist, und mit einem zweiten rotierbaren Sperrelement (5,20) zur Blockierung des ersten rotierbaren Sperrelements (3,22) mittels des Stößels (1, 21), wobei der Stößel (1,21) in Betriebsposition zur Anlagerung an eine Wirkfläche des ersten Sperrelementes (3,22) und in Ruheposition zur Anlagerung an eine Wirkfläche des zweiten Sperrelementes (5,20) vorgesehen ist.
Positionsschalter nach Anspruch 1, wobei das erste rotierbare Sperrelement (3,22) zur Blockierung des zweiten rotierbaren Sperrelementes (5,20) mittels des Stößels (1,21) vorgesehen ist und zugleich das blockierende Sperrelement (3, 5) bewegbar ist.
Positionsschalter nach einem der Ansprüche 1, oder 2, wobei das erste Sperrelement (3,22) in der Betriebsposition des Stößels (1,21) blockiert ist.
Positionsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Sperrelement (5,20) in der Ruheposition des Stößels (1,21) blockiert ist.
Positionsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Sperrelement (5,20) mittels eines Federkraftantriebes oder Magnetkraftantriebes bewegbar, insbesondere rotierbar, ist.
Positionsschalter nach Anspruch 5, wobei das zweite Sperrelement (5,20) formschlüssig mit einem Element (10, 23) des Federkraftantriebes oder des Magnetkraftantriebes verbunden ist.
Positionsschalter nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das zweite Sperrelement (5,20) mit dem Stößel (1,21) in Betriebsposition bei Aktivierung des Federkraftantriebes oder des Magnetkraftantriebes zur Blockierung und Freigabe des ersten Sperrelements (3,22) vorgesehen ist.
Positionsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und zweite Sperrelement (3, 5, 20, 23) mindestens eine Wirkfläche in mindestens einer Ausnehmung (6, 11) zur teilweisen Aufnahme des Stößels (1,21) aufweisen und/oder mindestens eine Wirkfläche als Anschlag für den Stößel (1,21) vorgesehen ist.
Positionsschalter, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betätiger (2) bei Blockierung des ersten Sperrelementes (3,22) im Positionsschalter arretiert ist.
Positionsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Positionsschalter mindestens eine Schalteinheit (28, 32) aufweist, die mindestens ein Schaltelement enthält, wobei eine Kontaktierung mindestens eines Kontaktes des Schaltelementes in Abhängigkeit von der Position des Stößels (1,21) formschlüssig änderbar ist.
Positionsschalter nach Anspruch 10, wobei eine formschlüssige Verbindung zwischen Stößel (1,21) und der Schalteinheit (28, 32) eine im Wesentlichen winkeleisenähnliche Form aufweist.
Positionsschalter nach einem Ansprüche 10 oder 11, wobei die Schalteinheit (28, 32) mindestens ein Schaltelement zur Betätigung durch den Betätiger (2) und/oder ein Schaltelement zur Betätigung durch den Federkraftantrieb oder den Magnetkraftantrieb aufweist.