EP1984932A1 - Schlüsseltransferschalter system und methode - Google Patents

Schlüsseltransferschalter system und methode

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EP1984932A1
EP1984932A1 EP07702910A EP07702910A EP1984932A1 EP 1984932 A1 EP1984932 A1 EP 1984932A1 EP 07702910 A EP07702910 A EP 07702910A EP 07702910 A EP07702910 A EP 07702910A EP 1984932 A1 EP1984932 A1 EP 1984932A1
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EP
European Patent Office
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key
actuator
module
switch system
transfer switch
Prior art date
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EP07702910A
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English (en)
French (fr)
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EP1984932B1 (de
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Frank Arthur Aartsen
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Dold Vertriebsgesellschaft mbH
Original Assignee
Dold Vertriebsgesellschaft mbH
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Publication date
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Publication of EP1984932A1 publication Critical patent/EP1984932A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1984932B1 publication Critical patent/EP1984932B1/de
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H27/00Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings
    • H01H27/002Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings wherein one single insertion movement of a key comprises an unlocking stroke and a switch actuating stroke, e.g. security switch for safety guards
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/54Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand the operating part having at least five or an unspecified number of operative positions
    • H01H19/60Angularly-movable actuating part carrying no contacts
    • H01H19/63Contacts actuated by axial cams
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/64Encased switches adapted for ganged operation when assembled in a line with identical switches, e.g. stacked switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H27/00Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings
    • H01H27/002Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings wherein one single insertion movement of a key comprises an unlocking stroke and a switch actuating stroke, e.g. security switch for safety guards
    • H01H2027/005Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings wherein one single insertion movement of a key comprises an unlocking stroke and a switch actuating stroke, e.g. security switch for safety guards the key receiving part having multiple openings to allow keys from different directions to operate the switch
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    • H01H27/00Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings
    • H01H27/002Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings wherein one single insertion movement of a key comprises an unlocking stroke and a switch actuating stroke, e.g. security switch for safety guards
    • H01H27/007Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings wherein one single insertion movement of a key comprises an unlocking stroke and a switch actuating stroke, e.g. security switch for safety guards the switch being lockable by remote control, e.g. by electromagnet

Definitions

  • the invention relates to a key transfer switch system with a safety device having a switch device with at least one electrical or pneumatic or mechanical or hydraulic switching element and an actuator with an associated actuator, wherein a transmission element between the actuator and the switch device is provided, on the one hand with the Switching element and on the other hand can be coupled with the actuator.
  • a safety device for at least one separating protective device or locking device, or a device for condition monitoring of a protective device of a machine or system, in particular key transfer systems, safety switches or derived mixed forms or the like, for monitoring the safe state of machinery, equipment or the like.
  • a device for switching an electrical connection as a function of the state of a protective device is known as part of a safety switch.
  • This device has a switch housing and a switch head with one or two insertion openings for an actuator.
  • Switch and key transfer systems are used in industrial production as safety devices. They serve to protect people who operate dangerous machines.
  • a key advantage of key transfer systems is the low wiring costs and the good resistance to environmental influences. Due to the nature of the structure, a specific sequence of actions can be enforced in key transfer systems, which is not possible in this form with safety switches.
  • safety switches as described in the product standard DIN-EN1088, have the disadvantage of not being sufficiently mechanically stable. Malfunctions are often caused by water penetration, damage by misalignment and normal wear. In the previously known systems, each switch must be wired and, depending on the safety category, evaluated separately. Securing with safety switches is therefore complicated and expensive.
  • key transfer systems react with a considerable time delay.
  • Another disadvantage of key transfer systems is the increased operator effort.
  • Object of the present invention is to provide a key transfer switch system of the type mentioned above, which has a high reliability, easily adaptable to different requirements and thereby also expandable.
  • the structural design of the key transfer switch system should be simple and feasible using fewer parts.
  • the transmission element between the actuator and the switch device is essentially formed by a transmission shaft as the main axis with an operating range and with a switching range or end whose operating range or end to a device is connected for converting a translational movement of the actuator in a rotational movement of the transmission shaft and that the transmission shaft is forcibly driven in both directions of rotation.
  • a transmission shaft as the main axis has among others the
  • the device has an insertion point for insertion and removal of the actuator and for converting the translational movement of the actuator in a rotational movement of the transmission shaft driven by the actuator in a male or female movement, preferably a cam mechanism with at least one cam or cam, which has a coupled via an engaging member with the transmission shaft drive curve.
  • This constructive design reduces wear and thus contributes to the extension of the service life.
  • the cam gear has at least one cam with an open-edge actuating opening for engaging the actuator and a slot-shaped drive curve for the connected to the transmission shaft engaging member.
  • a force-actuated drive transmission is formed between the actuator and the transmission shaft.
  • cam disks which are preferably arranged in parallel and are rotatable by an actuator, are provided, which are drivable simultaneously by an actuator and coupled to the transmission shaft via separate engagement members.
  • cams 20a and 20b increase safety through mechanical redundancy. If a cam disk fails, the basic function is taken over by the second cam disk.
  • a locking device for locking the cam or the like gear element is provided with the actuator removed.
  • a rotary movement without inserted operating element (actuator or key) is prevented.
  • the main axis is blocked to prevent external axial force from causing unwanted axial rotation of the main axis.
  • the switch means and the actuator and optionally further actuators or similar functional devices are designed as modules and each have connections for releasably connecting with each other and each in mounting position aligned and via coupling elements of a clutch releasably connectable to each other partial transmission waves ,
  • a plurality of actuator modules may be provided in optionally different embodiments, for example key modules with a key as an actuator and / or padlock modules with a non-removable key as an actuator.
  • actuator modules in different embodiments and switch modules and locking modules can be provided with at least one actuator and with a locking system.
  • the actuator module is designed as an intermediate module with transmission shaft accessible on both sides on two opposite sides of the module and coupling elements located there, as well as with connections for further modules.
  • the functions of the individual modules are independent of those of the other modules.
  • the overall function is only defined by the assembly into a system.
  • the system according to the invention can be adapted to the various application-specific requirements. Best- The present systems can be modified in a simple manner.
  • this system Due to its modular design, this system is very flexible and can be optimally adapted to the respective requirements, whereby many different combination options exist. By replacing, regrouping or adding further modules, this system can also be changed later.
  • the respective transmission shaft extends from one connection side to the opposite one and has coupling elements at both ends.
  • connections of the modules are designed as special bayonet locks.
  • the bayonet lock on the modules each bayonet rings with bayonet grooves and a separate bayonet ring with inside projecting bayonet cams.
  • the terminals of the modules for mounting in different rotational positions of the modules preferably formed at least in four by about 90 ° to each other rotated mounting positions.
  • the modules can be extended by approx. 90 °; about 180 ° or about 270 ° are rotated against each other.
  • the outer surfaces of the modules and the bayonet ring are parallel to each other.
  • the switch head and the switch housing are connected with screws. This system greatly limits variability and is therefore not customer friendly. It does not allow a variable structure of a system and prevents subsequent expansion by further modules.
  • the actuating device can be designed as a key module, wherein the actuator is a socket wrench.
  • a key as an actuator provides increased safety in order to force certain courses of action when accessing dangerous machines and systems.
  • socket wrench has the advantage over the key principle that complicated, subject to relatively high wear mechanisms such as plunger, bolts, washers or pins, which in turn trigger other functions, can be avoided.
  • socket wrenches have a lower susceptibility to contamination.
  • the key for the key module preferably has an actuating section, a coding section and a handle section.
  • This key can be inserted in a linear movement with its operating section in the lock and with The key is checked in the subsequent coding section or coding mechanism. If it is a wrong key, the coding system blocks the key.
  • This system is simple, yet very stable, not sensitive to contamination and very safe against external manipulation.
  • the key shape also offers ergonomic benefits.
  • the coupling elements of the approximately aligned transmission shafts of the individual modules are each part of a dog clutch, wherein the coupling elements have axially projecting, interlocking claws.
  • Claw clutches can be used to unlock or block the functions of adjacent modules.
  • a particular embodiment of the dog clutch provides that the claws of the coupling elements are formed segment-shaped with radially oriented side edges and that the circumferential extent of all segments of a coupling element together is approximately equal (switch module) or smaller than 180 °.
  • the actuator is inserted into the actuator module.
  • the main axis rotates in the manner described, thereby releasing the function of the underlying key module.
  • the main axis of the key module is not yet moved because of the free space between the coupling segments. Only after the actuator is in its end position, the key can be plugged into the key module.
  • the main axis of the key module is also rotated counterclockwise by, for example, 30 °. Since there is no clearance between the jaws of the key module and the switch module, this rotation is used in the switch module to close the electrical circuits.
  • the key can not be inserted into the key module if the door is not yet closed or if the actuator is not yet plugged into the actuator module.
  • the claws of the coupling elements extend in the radial direction over an outer portion of the end face of the transmission shaft and are formed approximately frusto-conical.
  • the middle area remains free.
  • FIG. 1 shows a functional unit with an actuator module, a key module and a switch module
  • FIG. 4 shows a perspective view of the functional parts belonging to a device for converting a translatory movement of an actuator into a rotational movement of a transmission shaft
  • FIG. 8 shows different views or functional layers of the device shown in FIG. 4, FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view of a module base housing, Fig. 1 1 and
  • FIG. 13 is a perspective view of an actuator
  • FIG. 14 is a perspective view of a connection side of a module with a bayonet ring
  • FIG. 15 is a perspective view of a bayonet ring
  • FIG. 16 shows a perspective view of a connection side of a module to be connected to the module according to FIG. 14 with a bayonet rim
  • 19 shows a functional unit with an actuator module, an intermediate actuator module, a padlock module, a key module and an end module,
  • FIG. 23 shows different side views of the main axis shown in FIG. 20, FIG.
  • 25 shows the functional parts of two modules coupled to each other via a dog clutch
  • 26 is a sectional view in the region of a dog clutch according to the section line CC in Fig.25,
  • FIG. 27 is a view similar to FIG. 1, but with the actuator and key removed; FIG.
  • FIG. 30 is a perspective view of a locking element
  • FIG. 31 is a sectional view of a portion of a switch and tumbler module in the unlocked state corresponding to the section line D-D in Fig. 41,
  • FIG. 32 is an end view of that shown in FIG. 28.
  • FIG. 33 is a sectional view of a portion of a switch and locking module in locked position corresponding to the section line G-G in Fig. 44,
  • 35 shows perspective views of a switch housing with a view of the connection end with bayonet rim
  • FIG. 36 is a sectional view of the switch and locking module according to the section line L-L in Fig.28,
  • FIG. 37 and Fig. 42 and FIG. 43 shows different side views of the switch and locking module
  • FIG. 38 is a cross-sectional view of the switch and restraint module according to the section line H-H in FIG. 37 in the unlocked state, FIG.
  • FIG. 39 is a cross-sectional view of the switch and locking module according to the section line A-A in Fig. 37,
  • FIG. 40 is a cross-sectional view of the switch and restraint module according to the section line H-H in FIG. 37 in the locked state, FIG.
  • Fig. 45 is a cross-sectional view similar to Fig. 40, but here with a lock in a second
  • FIG. 46 is a perspective view corresponding to FIG. 45, but perspective here, FIG.
  • 50 is a perspective view of a coding
  • 51 is a partial sectional view of a key housing with a coding and a key
  • FIG. 53 shows a further partial sectional view of a key housing with a coding element and a key corresponding to the detail marked X in FIG. 54, FIG.
  • FIG. 55 is a side view of the functional module shown in FIG. 54; FIG.
  • FIG. 56 is a plan view of the functional module shown in FIG. 55;
  • Fig. 58 is a perspective view of a key housing with partially inserted key
  • FIG. 59 is an enlarged view of FIG. 58
  • a functional unit 1 shown in FIG. 1 may be part of a safety device for at least one separating protective device or locking device, or one Device for monitoring the condition of a protective device of a machine or plant.
  • a key transfer system or safety switch or derived hybrids It thus serves to monitor the safe state of machines, installations or the like and has in the embodiment shown in FIG. 1, from top to bottom, an actuator module 10, a key module 15 and a switch module 63.
  • To the actuator module 10 includes an actuator 12 and the key module 15 a key 17.
  • the actuator 12 and the key 17 are inserted into corresponding openings of the two modules.
  • the actuator 12 is connected, for example, with a door, not shown here, to be monitored.
  • the same functional unit 1 is also shown in Fig. 27, wherein there the actuator 12 is not inserted into the actuator module 10, that is, the door to be monitored is open.
  • the key 17 is also removed.
  • an actuator module 10 can be removed in particular from FIGS. 4 to 13.
  • the actuator module 10 has a module base housing 25 (FIGS. 9 and 10) in which a transmission shaft is mounted as the main axis 26.
  • the main shaft 26 has an operation range and a shift range or a shift end whose operating range or end is connected to a device 2 for translating the actuator 12 into a rotational movement of the transfer shaft (main axis 26), the transfer shaft being in both rotational directions forcibly driven.
  • the device 2 has an insertion point with an insertion opening 19 (Fig.19) for the insertion and removal of the Actuator 12 and for converting the translational movement of the actuator in a rotational movement of the transmission shaft one of the actuator 12 in a male or removable movement drivable transmission, preferably a cam mechanism 3 with two cams 20 a, 20 b, which has a formed by arms 28 engaging member with the transmission shaft 26 has coupled drive curves 29a, 29b.
  • the cams 20a, 20b (FIGS. 4 to 8 and 10 to 12) are set into rotary motion by the actuator 12 (FIG. 13).
  • the cams have actuator claws 21 for a horizontally inserted actuator 12 and the actuator claws 22 for a vertically inserted actuator 12a.
  • the actuator 12 (also visible in Figure 4) engages with its two actuator cam 23 in the respective actuator jaws 21 and 22 and offset the two cams 20a and 20b in a rotational movement about the axis 24.
  • the axis 24 is mounted in the module base housing 25 , Between the two cams 20a and 20b, the main axis 26 in the module base housing 25 and module cover 27 is mounted.
  • the main axis 26 engages in the two cams 20a and 20b.
  • the main axis 26 is also set in an axial rotational movement via the two arms 28.
  • the rotational movement of the main axis 26 is limited to approximately 30 °.
  • cams 20a and 20b increase safety through mechanical redundancy. If a cam disk fails, the basic function is taken over by the second cam disk.
  • the structural design reduces wear and thus contributes to extending the service life.
  • the system according to the invention also offers ergonomic advantages, since, for example, in the case of a key module 15, the key 17 can simply be pulled or pushed due to the structure described.
  • Commercially available solutions work here with one Rotation key system. In these cases, a key must be inserted or pulled and rotated.
  • cams 20a and 20b can only be moved with approved controls (e.g., actuator 12).
  • the solution according to the invention provides for a locking of the cams.
  • a compression spring is installed on the axle 24, in each case between the module base housing 25 and the cam disk 20a or 20b. In the unactuated state Fig.62 these springs push the cams 20a and 20b towards the main axis.
  • the locking pin 33 (Fig.20 / 22) engages in the locking opening 34 (Fig.5, 7, 11, 12) of the respective cam. In this way, the cams 20a and 20b block the rotational movement of the main axis 26th
  • the actuator 12 is moved in the direction of the cams 20a and 20b. After the actuator 12 has contacted the cams 20a and 20b, they slide along the beveled surfaces of the actuator 12 on the axle 24 against the spring pressure
  • the lock 37 forms a redundant locking system.
  • each module has an upper bayonet 38 and a lower bayonet 39.
  • a lower bayonet ring 39 and an upper bayonet rim 38 are pulled together and held together.
  • the bayonet closure 5 is i.a. shown in Figures 14 to 18.
  • the described bayonet lock 5 essentially consists of three parts: the upper bayonet rim 38, the bayonet ring 13 and the lower bayonet rim 39.
  • a tapered, rectangular recess 40 is included in the upper bayonet 38 .
  • the also tapered, rectangular increase 41 of the lower bayonet 39 fits into the recess 40 without play.
  • the main axes 26 are mounted in the bayonet rings 38 and 39.
  • the grooves 42 and 43 are included in the round bayonet rings 38 and 39.
  • the bayonet grooves 42 and 43 have an insertion 44 and 45, a slanted groove portion 46 and 47 and a horizontal locking portion 48 and
  • the bayonet ring 13 is attached to the lower bayonet rim 39 so that the bayonet cams 51 dip into the corresponding bayonet grooves 43. In this state, the bayonet ring 13 is rotated by approximately 45 ° relative to the associated module 52. When placing the second module 53 with the upper bayonet rim 38, the rectangular elevation 41 dips into the matching, rectangular recess 40. At the same time, if the bayonet cams 50 into the grooves 42 inside. With a rotational movement of the bayonet ring 13 by about 45 °, the bayonet cams slide 50 and 51 along the respective Nutenphil along in its final position. In this case, the two modules 53 and 52 are contracted.
  • An inserted O-ring 54 in the O-ring groove 55 of the lower bayonet 39 ensures a certain bias. Due to the rectangular shape 41 and 40, the modules 53 and 52 by about 0 °; about 90 °; about 180 ° or about 270 ° are rotated against each other. In the assembled state, the outer surfaces of the modules 53 and 52 and the bayonet ring 13 are parallel to each other. The bayonet ring 13 can always be mounted so that its mounting holes 56 can be used to mount the overall structure on a mounting surface (FIG. 19).
  • coupling elements are provided on the approximately aligned transmission shafts of the individual modules, which are each part of a dog clutch 4, wherein the coupling elements axially projecting, interlocking claws 59a, 59b have.
  • the claws of the coupling elements are segment-shaped with radially oriented side edges, wherein the circumferential extent of all segments of a coupling element is equal to or less than 180 ° (see Fig .. 20 to 23).
  • this rotational clearance between the individual, intermeshing coupling elements is present or in a modified embodiment, the dog clutch the Transfer rotational movement backlash and thus trigger other functions. (See also Fig. 2 and 3).
  • the main axis 26 is rotatably mounted in the module base housing 25 and in the module cover 27.
  • the rotational movement is limited auground the described structure to about 30 °.
  • the axial movement of the main axis 26 is prevented by shoulders 58.
  • the main axis 26 is provided with four claws 59a, 59b.
  • the upper jaws 59a are offset from the lower jaws 59b by approximately 30 °.
  • the claws 59a and 59b have an angle a of about 30 ° (Fig.23).
  • the claws 59b and 59a of the main axes involved enter the respective intermediate spaces. There are always two surfaces of the claws 59b and 59a to each other (Pos.57 in Fig.26).
  • an actuator rotates the main axis 26 in the manner already described, counterclockwise about 30 °. This rotational movement is possible because on one side between the two jaws 59a and 59b, a clearance 61 of about 30 ° is present.
  • the functional unit 1 has an actuator module 10, a key module 15 and a switch module 63.
  • the actuator 12 is not inserted into the actuator module 10, i. the door to be monitored is open.
  • the key 17 is also removed.
  • the switch module 63 (FIG. 28), the safety switches are opened in this state. Now the door to be monitored is closed, the actuator 12 is inserted into the actuator module 10. Within the actuator module 10, the main axis rotates in the described manner, thereby releasing the function of the key module 15 below. The main axis of the key module is not moved yet. Only after the actuator 12 is in its end position, the key 17 can be inserted into the key module 15. By inserting the key 17 into the key module 15, the main axis of the key module 15 is also rotated by approximately 30 ° in the counterclockwise direction. Since the jaws 59a of the switch module 63 have a width of about 60 °, this rotational movement is used in the switch module 63 for closing the electrical circuits. A deviating sequence of actions is not possible.
  • the key 17 can not be inserted into the key module 15 when the door or actuator 12 is not yet plugged into the actuator module 10.
  • switching elements which may be part of safety circuits. In case of an unsafe condition, e.g. a protective door has been opened, these switching elements are also opened, thus interrupting the safety circuits.
  • Locking modules are in addition to the switching elements still equipped with a locking system. This locking system prevents inadvertent reconnection of the safety circuit. The position of the locking system is monitored separately.
  • the switch and locking modules are provided with a bayonet ring 39.
  • the switching axis 64 (Fig.29) is guided.
  • the claws 59a of the switching axis 64 have a width of about 60 ° (Fig.32). Therefore, there is no freewheel between the jaws of a switch or locking module 63 and the claws of a module 15 mounted above (FIG. 27). Therefore, a rotational movement of the main axis (eg of the key module 15) is converted directly into a rotational movement of the main axis of the switching or tumbler module 63.
  • the switching axis 64 is provided with two switching arms 65.
  • the switching arms 65 act via a switching spring 66 directly on the shift lever 67 of electrical switching elements 68, which are opened or closed depending on the rotational movement.
  • the electrical switching elements 68 are soldered to a printed circuit board 69 (Fig.28, 47).
  • the electrical switching elements are actuated via a plunger mechanism.
  • this requires a, to the motherboard, vertical arrangement of the electrical switching elements, i. a second circuit board is required.
  • a second circuit board is required.
  • the vertical circuit board assembly is associated with high production costs and therefore very expensive.
  • the system according to the invention is advantageous because it has only one printed circuit board 69, thus eliminating complex assembly work and due to the simpler construction, the possible sources of error are reduced to a minimum.
  • the switching axis 64 is provided with two switching arms 65. Both switching arms can be used to operate electrical switching elements.
  • the electrical switching elements 70 and 71 may be included.
  • the arrangement of two switching arms 65 allows different switching states of the electrical switching elements 70 and 71.
  • the electrical switching elements 70 are not actuated, while the electrical switching element 71 is shown actuated.
  • the switch module 63 is connected to an actuator module 10.
  • the actuator 12 is mounted on a hood.
  • the actuator When opening the hood, the actuator is moved out of the actuator module 10.
  • the main axis of the actuator module (as described above) rotates by approx. 30 °. This rotational movement is implemented in the switching module in a switching movement and the electrical switching elements are closed or opened. The switching elements in turn close or open certain circuits and is thus linked to other functions.
  • switch or locking modules consist of the two parts housing and head element.
  • the head element is usually fastened by screwing on the housing element.
  • the electrical switching elements 70 and 71 are in the manner already described on the switching arms 65 and over Switching axis 64 of the main axis of the module mounted above it (eg, a key module 15 as shown in Figure 7) actuated.
  • the tearing of the key module 15 is electrically detected and registered in connected safety circuits and evaluated.
  • this object is achieved by means of a switch spring 66 (Fig.36).
  • the switching axis 64 is moved by the switch spring 66 via the switching arms 65 into a defined starting position.
  • the electrical switching elements 70 and 71 assume a predetermined switching position. This switching position can be evaluated electrically.
  • the safety circuits connected to the electrical switching elements 70 and 71 provide with their other functions for the electrical safety and the fault message.
  • the disadvantage here is the complicated mechanical structure, which leads to high assembly costs and high susceptibility to interference, and causes a relatively high wear.
  • a door bias may e.g. caused by delay or by inserted rubber seals.
  • the locking system according to the invention is constructed as follows:
  • the switching axis 64 (Fig.33) is freely rotatably mounted in the bore 72.
  • the switching axis 64 is provided with two transverse bores 73 and a longitudinal bore 72. In the two transverse bores 73 a locking ball 74 is guided in each case. In the assembled state, the switching axis 64 is inserted into the bore 75.
  • the fixation of the switching axis 64 in the switch housing 76 takes over the locking element 77 (Fig.30).
  • the locking member 77 is provided with the two grooves 78. It is firmly screwed to the switch housing 76.
  • In the longitudinal bore 72 of the switching axis 94 dips an axially movable locking ram 79 a.
  • the two locking balls 74 are moved from an inner position 2 (FIG. 31) to an outer position 1 (FIG.
  • the locking balls 74 strike the locking element inner wall 80 (FIGS. 30, 33) or the grooves 78. If the locking balls 74 strike the locking element inner wall 80, the locking ram 79 can not engage in dive into its final position - the system can not be locked in this case.
  • a module e.g., a key module 15
  • the locking ram 79 may e.g. be actuated by a solenoid 81.
  • the position of the lifting rod 82 of the lifting magnet 81 can be monitored separately electrically.
  • both the position of the switching axis 64 and the switching state of the solenoid 81 can be monitored and evaluated in a safety circuit.
  • the locking system can be designed according to the working or the closed-circuit principle.
  • the locking plunger 79 In the quiescent current principle, the locking plunger 79 is in position 1 (Fig.33). The switching axis 64 is locked and can not be rotated. To unlock the solenoid 81 must be energized. In this case, the locking plunger 79 is retracted to the position 2 (Fig.31). In this state, the lock is released and the switching axis 64 can be rotated. This also makes the attached module (e.g., the key module 15) functional.
  • the attached module e.g., the key module 15
  • the working current principle is the inverse of the quiescent current principle.
  • the energization of the solenoid 81 is required for the lock.
  • the Solenoid 81 in its end position and the locking plunger 79 is in position 2 (Fig.31).
  • the quiescent current principle is predominantly used. Even in the event of a power failure, the system remains locked, preventing dangerous conditions. The high thermal load of the solenoid is also reduced by the quiescent current principle.
  • the key transfer systems known today work according to the key principle. A key is put in a lock. Only when the right key is used can it be completely inserted into the lock. With the subsequent rotary movement of the key, plungers, bolts, washers or pins are moved via complicated mechanisms, which in turn trigger further functions.
  • a disadvantage of these systems is the relatively high wear and the high susceptibility to contamination. The complex mechanics leads to further disadvantages in the production and the susceptibility to failure.
  • the key module described here works according to the socket key principle. While the key is in a linear movement is inserted into the lock, the key is checked via a coding mechanism. If it is a wrong key, the coding system blocks the key. This system is simple, yet very stable, not sensitive to contamination and very safe against external manipulation. The key shape also offers ergonomic benefits. The mode of operation of the key module is described in more detail with reference to FIGS. 48 to 59.
  • the key 17 consists essentially of three areas.
  • the area 84 corresponds in its shape and function of an actuator Fig.13.
  • In section 85 are the Kodier vom 86.
  • the rear key area 87 serves as a gripping surface.
  • the coding element 89 is rotatably mounted about the axis 90.
  • the coding element 89 is brought into the preferred position (Fig.51).
  • the key face 92 abuts against the cam 93 of the coding element 89.
  • the coding element 89 is rotated about the axis 90 against the spring force.
  • the coding surfaces 86 of the coding element 89 dip into the corresponding coding surfaces 86 of the key 17.
  • the cam 94 of the coding element 89 engages in the recess 95 of the key 17.
  • the key can be inserted into its end position. Only after the coding surfaces 86 and 96 completely engage with each other, the main axis 26 is moved in the manner described. When pulling out the key 17, first the coding element 89 is moved by the cam 94. The additionally acting spring force brings the coding element 89 finally back to the starting position Fig.51. In the case of a key with incorrect coding, the coding surfaces 96 can not completely dip into the coding surfaces 86 of the key 17. It comes to the clamping of the key 17 and coding element 89, the key is locked in its linear movement.
  • Figure 19 shows an example of an assembled functional unit 1a.
  • the following modules and parts can be seen here: an actuator module 10, the associated actuator 12 and an intermediate actuator module 11, the associated actuator 12b, bayonet rings 13, a padlock module 14, a key module 15, associated key 17 and an end module 16.
  • the actuator module 10 is provided with the mounting holes 18a.
  • the bayonet rings 13 are equipped with the mounting holes 18 and end module 16 with the mounting holes 18 b.
  • the complete unit 1a is mounted eg on a door jamb. Wherein the actuator 12, or 12 a or 12 b is attached to the door so that the actuator can be inserted into the insertion opening 19.
  • Example of possible use For maintenance purposes, access to a tumble mixing system is required. In this case, the passage can be secured by a safety switch.
  • the tumble mixing cover could be secured via a mechanical key transfer system.
  • the combination of a safety switch and a key module on the access door provides a key required to open the tumble mixing cover. Only after this key has been plugged into the corresponding key module, you get a second key, the one consumes. In order to put the machine back into operation it is absolutely necessary to carry out the process in reverse order.
  • a padlock module could also be integrated. Systems of this type are used, inter alia, to monitor and / or protect access to machinery and equipment, to enforce certain sequences of actions in the operation of (main) switches, earthing switches, valves and others. Advantages: Due to its modular design, this system is very flexible and can be optimally adapted to the respective requirements.
  • this system can also be changed later.
  • the structure and the choice of materials guarantee a very high stability. Due to the redundant design of the essential parts, the wear, compared to the previously known competition systems, reduced by about 75% and significantly increases the level of security.
  • the design described here allows the monitoring of multiple accesses with only one system.
  • This product group also includes personal protective measures in the form of padlock modules which can be secured against actuation by means of a padlock.
  • the system according to the invention is made up of several separate modules, all of which can be interconnected by means of a uniform bayonet fitting.
  • the functions of the individual modules are independent of those of the other modules.
  • the Overall function is only defined by the assembly to a system.
  • the system according to the invention can be adapted to the various application-specific requirements.
  • Existing systems can be modified in a simple manner.

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Abstract

Ein Schlüsseltransferschaltersystem weist eine Sicherheitseinrichtung auf, die eine Schaltereinrichtung mit wenigstens einem Schaltelement sowie einer Betätigungseinrichtung mit einem zugehörigen Betätiger hat. Dabei ist ein Übertragungselement zwischen der Betätigungseinrichtung und der Schaltereinrichtung vorgesehen, das einerseits mit dem Schaltelement und andererseits mit dem Betätiger (12) kuppelbar ist. Das Übertragungselement ist im wesentlichen durch eine Übertragungswelle als Hauptachse (26) mit einem Betätigungsbereich und mit einem Schaltbereich oder -ende gebildet, deren Betätigungsbereich oder Ende an eine Vorrichtung (2) zum Umsetzen einer translatorischen Bewegung des Betätigers (12) in eine rotatorische Bewegung der Hauptachse (26) angeschlossen ist, wobei die Hauptachse (26) in beide Drehrichtungen zwangsangetrieben ist.

Description

Schlüsseltransferschalter System und Methode
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schlüsseltransferschaltersystem mit einer Sicherheitseinrichtung, die eine Schaltereinrichtung mit wenigstens einem elektrischen oder pneumatischen oder mechanischen oder hydraulischen Schaltelement sowie einer Betätigungseinrichtung mit einem zugehörigen Betätiger aufweist, wobei ein Übertragungselement zwischen der Betätigungseinrichtung und der Schaltereinrichtung vorgesehen ist, das einerseits mit dem Schaltelement und andererseits mit dem Betätiger kuppelbar ist. Es handelt sich somit um eine Sicherheitseinrichtung für wenigstens eine trennende Schutzeinrichtung oder Sperreinrichtung, beziehungsweise eine Vorrichtung zur Zustandsüberwachung einer Schutzeinrichtung einer Maschine oder Anlage, insbesondere Schlüsseltransfersysteme, Sicherheitsschalter oder daraus abgeleitete Mischformen oder dergleichen, zur Überwachung des sicheren Zustands von Maschinen, Anlagen oder dergleichen.
Aus der DE 199 57 213 C1 ist als Teil eines Sicherheitsschalters eine Vorrichtung zum Schalten einer elektrischen Verbindung in Abhängigkeit des Zustandes einer Schutzeinrichtung bekannt. Diese Vorrichtung weist ein Schaltergehäuse und einen Schalterkopf mit einer beziehungsweise zwei Einführöffnungen für einen Betätiger auf.
Schalter- und Schlüsseltransfersysteme werden in der industriellen Fertigung als Sicherheitseinrichtungen eingesetzt. Sie dienen dem Schutz von Personen, die gefährliche Maschinen bedienen. Ein wesentlicher Vorteil von Schlüsseltransfersystemen ist der geringe Verdrahtungsaufwand sowie die gute Beständigkeit gegen Umwelteinflüssen. Durch die Art des Aufbaues kann bei Schlüsseltransfersystemen eine bestimmte Handlungsabfolge erzwungen werden, die in dieser Form bei Sicherheitsschaltern nicht möglich ist.
Im Allgemeinen haben Sicherheitsschalter, wie beschrieben in der Produktnorm DIN-EN1088, den Nachteil, mechanisch nicht ausreichend stabil zu sein. Störungen werden häufig verursacht durch eindringendes Wasser, Beschädigung durch Missjustage und durch normalen Verschleiß. Bei den bisher bekannten Systemen muss jeder Schalter verdrahtet werden und, abhängig von der Sicherheitskategorie separat ausgewertet werden. Absicherung mit Sicherheitsschaltern ist deshalb kompliziert und teuer.
Schlüsseltransfersysteme, wie beschrieben in der DIN-EN1088, haben den Nachteil nur wenig flexibel zu sein. Ein aufgebautes System lässt sich zu einem späteren Zeitpunkt kaum umkonfigurieren.
Im Gegensatz zu Sicherheitsschaltersystemen reagieren Schlüs- seltransfersysteme mit erheblicher Zeitverzögerung. Ein weiterer Nachteil von Schlüsseltransfersystemen ist der höhere Bedienungsaufwand.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schlüsseltransferschaltersystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine hohe Betriebssicherheit aufweist, auf einfache Weise an unterschiedliche Vorgaben anpassbar und dabei auch erweiterbar ist. Außerdem soll der konstruktive Aufbau des Schlüsseltransferschaltersystems einfach und unter Verwendung weniger Teile realisierbar sein. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art das Übertragungselement zwischen der Betätigungseinrichtung und der Schaltereinrichtung im wesentlichen durch eine Übertragungswelle als Hauptachse mit einem Betätigungsbereich und mit einem Schaltbereich oder -ende gebildet ist, deren Betätigungsbereich oder Ende an eine Vorrichtung zum Umsetzen einer translatorischen Bewegung des Betätigers in eine rotatorische Bewegung der Übertragungswelle angeschlossen ist und dass die Übertragungswelle in beide Drehrichtungen zwangsangetrieben ist.
Eine Übertragungswelle als Hauptachse hat unter anderem den
Vorteil, dass bei einer Drehlagerung eine höhere Funktionssi- cherheit vorhanden ist als bei Schiebelagerungen, da diese
Drehlagerung unter anderem weniger anfällig ist zu verklemmen.
Außerdem ist die Funktionssicherheit einer Welle als
Übertragungsglied auch bei Spiel noch gegeben.
Durch die zwangsbetätigte, also in beide Richtungen von einem Betätiger angetriebene Übertragungswelle ist einerseits keine
Feder für eine Rückstellung erforderlich und andererseits ist dadurch auch die Rückstellbewegung sichergestellt und dadurch eine geringere Störanfälligkeit vorhanden.
Zweckmäßigerweise hat die Vorrichtung eine Einsteckstelle für das Einstecken und Entnehmen des Betätigers und zum Umsetzen der translatorischen Bewegung des Betätigers in eine rotatorische Bewegung der Übertragungswelle ein von dem Betätiger bei einer Einsteck- oder Entnehmbewegung antreibbares Getriebe, vorzugsweise ein Kurvengetriebe mit zumindest einer Kurvenscheibe oder Nockenscheibe, die eine über ein Eingriffsglied mit der Übertragungswelle gekoppelte Antriebskurve hat. Dieser konstruktive Aufbau reduziert den Verschleiß und trägt somit zur Verlängerung der Lebensdauer bei.
Bei den gängigen Wettbewerbslösungen handelt es sich üblicherweise um eine Scheiben-Stößellösung. Dabei dreht sich eine Nockenscheibe auf einem Stößelkopf und bewegt so den Stößel in eine Endposition. Dabei ist der Stößelkopf stets einem hohen Verschleiß ausgesetzt. Der Verschleiß kann zu Funktionsbe- einträchtigungen oder sogar zum Versagen eines Systems führen.
Zweckmäßigerweise weist das Kurvengetriebe wenigstens eine Kurvenscheibe mit einer randoffenen Betätigungsöffnung zum Eingreifen des Betätigers sowie eine schlitzförmige Antriebskurve für das mit der Übertragungswelle verbundene Eingriffsglied auf. Dadurch ist zwischen dem Betätiger und der Übertragungswelle eine zwangsbetätigte Antriebsübertragung gebildet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei vorzugsweise parallel angeordnete, von einem Betätiger verdrehbare Kurvenscheiben vorgesehen sind, die gleichzeitig von einem Betätiger antreibbar und über separate Eingriffsglieder mit der Übertragungswelle gekoppelt sind.
Der Einsatz von zwei Kurvenscheiben 20a und 20b erhöht die Sicherheit durch eine mechanische Redundanz. Beim Versagen einer Kurvenscheibe wird die grundlegende Funktion von der zweiten Kurvenscheibe übernommen.
Vorteilhafterweise ist eine Arretiervorrichtung zum Arretieren der Kurvenscheibe oder dergleichen Getriebeelement bei entnommenem Betätiger vorgesehen. Auf diese Art und Weise wird eine Drehbewegung ohne eingestecktes Bedienelement (Betätiger oder Schlüssel) verhindert. Auch im betätigten Zustand, wo sich die Kurvenscheiben in ihrer Endposition befinden, wird die Hauptachse blockiert, um zu verhindern, dass von außen wirkende axialer Kraft zu einer ungewollten axiale Drehbewegung der Hauptachse führen.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Schaltereinrichtung und die Betätigungseinrichtung sowie gegebenenfalls weitere Betätigungseinrichtungen oder dergleichen Funktionseinrichtungen als Module ausgebildet und weisen jeweils Anschlüsse zum lösbaren Verbinden miteinander sowie jeweils in Montagestellung fluchtende und über Kupplungs- elemente einer Kupplung lösbar miteinander verbindbare Teil- Übertragungswellen auf.
Dabei können wahlweise mehrere Betätigermodule in gegebenenfalls unterschiedlichen Ausführungen, beispielsweise Schlüsselmodule mit einem Schlüssel als Betätiger und/oder Vorhän- geschlossmodule mit einem nicht abziehbaren Schlüssel als Betätiger vorgesehen sein.
Außer Betätigermodulen in unterschiedlichen Ausführungsformen und Schaltermodulen können auch Zuhaltemodule mit wenigstens einem Betätiger sowie mit einem Verriegelungssystem vorgesehen sein.
Um eine Reihe von mehr als zwei Einzelmodulen miteinander kombinieren zu können, ist das Betätigermodul als Zwischenmodul mit beidseitig an zwei gegenüber liegenden Seiten des Moduls zugänglicher Übertragungswelle und dort befindlichen Kupplungselementen sowie mit Anschlüssen für weitere Module ausgebildet .
Die Funktionen der Einzelmodule sind dabei unabhängig von den der anderen Module. Die Gesamtfunktion wird erst durch den Zusammenbau zu einem System definiert.
Dadurch kann das erfindungsgemäße System an die verschiedenen anwendungsspezifischen Anforderungen angepasst werden. Beste- hende Systeme können in einfacher Art und Weise modifiziert werden.
Durch seine Modulbauweise ist dieses System sehr flexibel und kann den jeweiligen Anforderungen optimal angepasst werden, wobei viele unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten bestehen. Durch Austauschen, Umgruppieren oder durch Ergänzen weiterer Module kann dieses System auch nachträglich geändert werden.
Um die einzelnen Module miteinander hinsichtlich der Antriebsbewegung koppeln zu können, erstreckt sich die jeweilige Übertragungswelle von einer Anschlussseite zur gegenüber liegenden und weist an beiden Enden Kupplungselemente auf.
Für eine sichere Verbindung der Module untereinander sind die Anschlüsse der Module als spezielle Bajonettverschlüsse ausgebildet .
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Bajonettverschluss an den Modulen jeweils Bajonettkränze mit Bajonettnuten sowie einen separaten Bajonettring mit innenseitig vorstehenden Bajonettnocken auf.
Mit Hilfe des Bajonettringes werden jeweils ein unterer Bajonettkranz und ein oberer Bajonettkranz zusammengezogen und zusammengehalten.
Zweckmäßigerweise sind die Anschlüsse der Module zur Montage in unterschiedlichen Drehpositionen der Module, vorzugsweise zumindest in vier um etwa 90° zueinander verdrehten Montagepositionen ausgebildet. Bei einer rechteckigen Form können so die Module um ca. 90°; ca. 180° bzw. ca. 270° gegeneinander verdreht werden. Im fertig montierten Zustand liegen dann die Außenflächen der Module sowie des Bajonettringes parallel zueinander. Bei den bisher bekannten Systemen werden der Schalterkopf und das Schaltergehäuse mit Schrauben verbunden. Dieses System beschränkt die Variabilität in hohem Maße und ist daher nicht kundenfreundlich. Es gestattet keinen variablen Aufbau eines Systems und verhindert eine nachträgliche Erweiterung um weitere Module.
Am Markt befinden sich auch Systeme auf der Grundlage von Bajonettverschlüssen. Dabei werden jedoch jeweils nur zwei Teile gegeneinander gedreht. Diese Ausführungen besitzen nur eine geringe Stabilität. Weiterhin besteht die Gefahr, dass sich der Bajonettverschluss löst und zu einem gefährlichen Versagen führt .
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Betätigungseinrichtung als Schlüsselmodul ausgebildet sein, wobei als Betätiger ein Steckschlüssel dient.
Durch die Verwendung eines Schlüssels als Betätiger ist eine erhöhte Sicherheit gegeben, um bestimmte Handlungsabfolgen beim Zutritt zu gefährlichen Maschinen und Anlagen zu erzwingen.
Die Verwendung eines Steckschlüssels hat gegenüber dem Dreh- schlüsselprinzip den Vorteil, dass komplizierte, einem relativ hohen Verschleiß unterliegende Mechanismen wie Stößel, Bolzen, Scheiben oder Stifte, die wiederum weitere Funktionen auslösen, vermieden werden können.
Außerdem weisen Steckschlüssel eine geringere Anfälligkeit gegen Verschmutzung auf.
Vorzugsweise weist der Schlüssel für das Schlüsselmodul einen Betätigungsabschnitt, einen Kodierabschnitt sowie einen Griffabschnitt auf.
Dieser Schlüssel kann in einer Linearbewegung mit seinem Betätigungsabschnitt in das Schloss eingesteckt werden und mit dem anschließenden Kodierabschnitt beziehungsweise Kodiermechanismus wird der Schlüssel überprüft. Handelt es sich um einen falschen Schlüssel, blockiert das Kodiersystem den Schlüssel . Dieses System ist einfach aufgebaut, dennoch sehr stabil, nicht empfindlich gegen Verschmutzung und sehr sicher gegen äußere Manipulation. Die Schlüsselform bietet zudem ergonomische Vorteile .
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Kupplungselemente der etwa fluchtenden Übertragungswellen der einzelnen Module jeweils Teil einer Klauenkupplung, wobei die Kupplungselemente axial vorstehende, ineinander greifende Klauen aufweisen. Über die Klauenkupplungen können die Funktionen benachbarter Module freigeschaltet oder gesperrt werden.
Eine besondere Ausführungsform der Klauenkupplung sieht vor, dass die Klauen der Kupplungselemente segmentförmig mit radial orientierten Seitenflanken ausgebildet sind und dass die Umfangserstreckung aller Segmente eines Kupplungselementes gemeinsam etwa gleich (Schaltermodul) oder kleiner ist als 180°.
Ist die Umfangserstreckung aller Segmente eines Kupplungselementes gemeinsam etwa gleich 180°, so ist bei gleichen, darin eingreifenden Kupplungselementen praktisch kein Übertragungsspiel vorhanden. Dies ist bei Kopplung mit einem Schaltermodul vorgesehen. Ist die Umfangserstreckung aller Segmente eines Kupplungselementes gemeinsam jedoch kleiner als 180°, ist ein Übertragungsspiel vorhanden, weil zwischen den Segmenten ein Freiraum vorhanden ist. Dies kann bei folgendem Funktionsablauf genutzt werden: Bei einer Kombination aus Betätigermodul, Schlüsselmodul und Schaltermodul ist zunächst der Betätiger des Betätigermoduls nicht in dieses eingeführt, das heißt, eine mit dem Betätiger verbundene, zu überwachende Türe ist offen. Der Schlüssel des Schlüsselmoduls ist ebenfalls entfernt. Im Schaltermodul sind in diesem Zustand die Sicherheitsschalter geöffnet. Nun wird die zu überwachende Türe geschlossen, der Betätiger wird dabei in das Betätigermodul eingeführt. Innerhalb des Betätigermoduls dreht sich dabei die Hauptachse in der beschriebenen Art und gibt dabei die Funktion des darunter liegenden Schlüsselmoduls frei. Die Hauptachse des Schlüsselmoduls wird hierbei wegen des zwischen den Kupplungs-Segmenten befindlichen Freiraums noch nicht bewegt. Erst nachdem der Betätiger in seiner Endstellung ist, kann der Schlüssel in das Schlüsselmodul eingesteckt werden. Durch das Hineinschieben des Schlüssels in das Schlüsselmodul wird ebenfalls die Hauptachse des Schlüsselmoduls um zum Beispiel 30° entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Da zwischen den Klauen des Schlüs- selmoduls und des Schaltermoduls kein Freiraum vorhanden ist, wird diese Drehbewegung im Schaltermodul zum Schließen der elektrischen Schaltkreise genutzt.
Eine abweichende Handlungsabfolge ist nicht möglich. So kann z.B. der Schlüssel nicht in das Schlüsselmodul einge- führt werden, wenn die Tür noch nicht geschlossen beziehungsweise der Betätiger noch nicht in das Betätigermodul eingesteckt ist.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die Klauen der Kupplungselemente in radialer Richtung über einen äußeren Teilbereich der Stirnseite der Übertragungswelle und sind etwa kegelstumpfförmig ausgebildet. Der mittlere Bereich bleibt also frei. Durch diese Ausbildung ist ein Selbstzentrierungseffekt vorhanden, so dass zusätzliche Lager nicht erforderlich sind.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen näher erläutert .
Es zeigt:
Fig. 1 eine Funktionseinheit mit einem Betätigermodul, einem Schlüsselmodul und einem Schaltermodul,
Fig. 2 einen Kupplungsbereich zwischen Hauptachsen eines Schlüsselmoduls und eines Schaltermoduls,
Fig. 3 eine Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie B-B in Fig.2,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der zu einer Vorrichtung zum Umsetzen einer translatorischen Bewegung eines Betätigers in eine rotatorische Bewegung einer Übertragungswelle gehörenden Funktionsteile,
Fig. 5 bis
Fig. 8 unterschiedliche Ansichten beziehungsweise Funktions- lagen der in Fig.4 gezeigten Vorrichtung,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines durch ein Betäti- germodul gebildeten Funktionsmoduls,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Modulgrundgehäuses , Fig . 1 1 und
Fig. 12 Seitenansichten von Kurvenscheiben,
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Betätigers,
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer Anschlussseite eines Moduls mit einem Bajonettkranz,
Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines Bajonettrings,
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht einer Anschlussseite eines mit dem Modul gemäß Fig.14 zu verbindenden Moduls mit einem Bajonettkranz,
Fig. 17 und
Fig. 18 die in den Figuren 14 bis 16 gezeigten Teile in einer anderen Perspektive,
Fig. 19 eine Funktionseinheit mit einem Betätigermodul, einem Zwischenbetätigermodul, einem Vorhängeschlossmodul, einem Schlüsselmodul und einem Endmodul,
Fig. 20 eine perspektivische Ansicht einer Hauptachse,
Fig. 21 bis
Fig. 23 unterschiedliche Seitenansichten der in Fig.20 gezeigten Hauptachse,
Fig. 24 und
Fig. 25 die Funktionsteile zweier miteinander über eine Klauenkupplung gekoppelter Module, Fig.26 eine Schnittansicht im Bereich einer Klauenkupplung entsprechend der Schnittlinie C-C in Fig.25,
Fig. 27 eine etwa Fig. 1 entsprechende Ansicht, hier jedoch mit entferntem Betätiger und Schlüssel,
Fig. 28 ein Zuhaltemodul in geöffnetem Zustand,
Fig. 29 eine Schaltachse mit Schaltarmen,
Fig. 30 eine perspektivische Ansicht eines Verriegelungselementes ,
Fig. 31 eine Schnittdarstellung eines Teils eines Schalter- und Zuhaltemoduls in entsperrtem Zustand entsprechend der Schnittlinie D-D in Fig. 41 ,
Fig. 32 eine Stirnseitenansicht des in Fig. 28 gezeigten
Schalter- und Zuhaltemoduls,
Fig. 33 eine Schnittdarstellung eines Teils eines Schalterund Zuhaltemoduls in Sperrstellung entsprechend der Schnittlinie G-G in Fig. 44,
Fig. 34 und
Fig. 35 perspektivische Ansichten eines Schaltergehäuses mit Blick auf das Anschlussende mit Bajonettkranz,
Fig. 36 eine Schnittdarstellung des Schalter- und Zuhaltemo- duls entsprechend der Schnittlinie L-L in Fig.28,
Fig. 37 sowie Fig. 42 und Fig. 43 unterschiedliche Seitenansichten des Schalter- und Zuhaltemoduls ,
Fig. 38 eine Querschnittdarstellung des Schalter- und Zuhal- temoduls entsprechend der Schnittlinie H-H in Fig. 37 in entriegeltem Zustand,
Fig. 39 eine Querschnittdarstellung des Schalter- und Zuhaltemoduls entsprechend der Schnittlinie A-A in Fig. 37,
Fig. 40 eine Querschnittdarstellung des Schalter- und Zuhal- temoduls entsprechend der Schnittlinie H-H in Fig. 37 in blockiertem Zustand,
Fig. 41 eine Querschnittdarstellung des Schalter- und Zuhaltemoduls entsprechend der Schnittlinie C-C in Fig. 42,
Fig. 44 eine Querschnittdarstellung des Schalter- und Zuhaltemoduls entsprechend der Schnittlinie F-F in Fig. 43,
Fig. 45 eine Querschnittdarstellung ähnlich Fig. 40, hier jedoch mit einer Verriegelung in einer zweiten
Drehachsenposition entsprechend der Schnittlinie C-C in Fig. 47,
Fig. 46 eine Fig. 45 entsprechende, hier jedoch perspekti- vische Ansicht,
Fig. 47 ein Schalter- und Zuhaltemodul in geöffnetem Zustand, Fig . 48 , 49 sowie
Fig. 57 unterschiedliche Ansichten eines Schlüssels,
Fig. 50 eine perspektivische Ansicht eines Kodierelementes,
Fig. 51 eine Teilschnittansicht eines Schlüsselgehäuses mit einem Kodierelement und einem Schlüssel,
Fig. 52 eine Ansicht eines Schlüsselgehäuses,
Fig. 53 eine weitere Teilschnittansicht eines Schlüsselgehäuses mit einem Kodierelement und einem Schlüssel entsprechend dem in Fig. 54 als Detail X gekennzeichneten Ausschnitt,
Fig. 54 eine Schnittdarstellung eines Funktionsmoduls mit einem Schlüsselgehäuse,
Fig. 55 das in Fig. 54 gezeigte Funktionsmodul in Seitenan- sieht,
Fig. 56 eine Draufsicht des in Fig. 55 gezeigten Funktionsmoduls,
Fig. 58 eine perspektivische Ansicht eines Schlüsselgehäuses mit zum Teil eingestecktem Schlüssel und
Fig. 59 eine gegenüber Fig. 58 vergrößerte Darstellung des
Schlüsselgehäuses mit Schlüssel.
Eine in Fig. 1 gezeigte Funktionseinheit 1 kann Bestandteil einer Sicherheitseinrichtung für wenigstens eine trennende Schutzeinrichtung oder Sperreinrichtung, beziehungsweise eine Vorrichtung zur Zustandsüberwachung einer Schutzeinrichtung einer Maschine oder Anlage sein. Dabei insbesondere Teil eines Schlüsseltransfersystems oder Sicherheitsschalters oder daraus abgeleitete Mischformen. Sie dient somit zur Überwachung des sicheren Zustands von Maschinen, Anlagen oder dergleichen und weist in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, von oben nach unten, ein Betätigermodul 10, ein Schlüsselmodul 15 und ein Schaltermodul 63 auf. Zu dem Betätigermodul 10 gehört ein Betätiger 12 und zu dem Schlüsselmodul 15 ein Schlüssel 17. In Fig. 1 sind der Betätiger 12 und der Schlüssel 17 in entsprechende Öffnungen der beiden Module eingesteckt. Der Betätiger 12 ist beispielsweise mit einer hier nicht dargestellten, zu überwachenden Tür verbunden. Die gleiche Funktionseinheit 1 ist auch in Fig. 27 dargestellt, wobei dort der Betätiger 12 nicht in das Betätigermodul 10 eingeführt ist, das heißt, dass die zu überwachende Türe offen ist. Der Schlüssel 17 ist ebenfalls entfernt.
Der innere Aufbau eines Betätigermoduls 10 ist insbesondere aus den Figuren 4 bis 13 entnehmbar.
Das Betätigermodul 10 weist ein Modulgrundgehäuse 25 auf (Fig.9 und 10), in dem eine Übertragungswelle als Hauptachse 26 gelagert ist. Die Hauptachse 26 hat einen Betätigungsbereich und einen Schaltbereich oder ein Schaltende, deren Betätigungsbereich oder Ende an eine Vorrichtung 2 zum Umsetzen einer translatorischen Bewegung des Betätigers 12 in eine rotatorische Bewegung der Übertragungswelle (Hauptachse 26) angeschlossen ist, wobei die Übertragungswelle in beide Dreh- richtungen zwangsangetrieben ist.
Die Vorrichtung 2 hat eine Einsteckstelle mit einer Einführöffnung 19 (Fig.19) für das Einstecken und Entnehmend des Betätigers 12 und zum Umsetzen der translatorischen Bewegung des Betätigers in eine rotatorische Bewegung der Übertragungswelle ein von dem Betätiger 12 bei einer Einsteck- oder Entnehmbewegung antreibbares Getriebe, vorzugsweise ein Kurvengetriebe 3 mit zwei Kurvenscheiben 20a, 20b, die über ein durch Arme 28 gebildetes Eingriffsglied mit der Übertragungswelle 26 gekoppelte Antriebskurven 29a, 29b hat.
Die Kurvenscheiben 20a, 20b (Figur 4 bis 8 und 10 bis 12) werden durch den Betätiger 12 (Fig. 13) in eine Drehbewegung versetzt. Hierzu haben die Kurvenscheiben Betätigerklauen 21 für einen waagrecht eingeführten Betätiger 12 und die Betätigerklauen 22 für einen senkrecht eingeführten Betätiger 12a. Der Betätiger 12 (auch sichtbar in Fig.4) greift mit seinen beiden Betätigernocken 23 in die jeweiligen Betätigerklauen 21 bzw. 22 und versetzt die beiden Kurvenscheiben 20a bzw. 20b in eine Drehbewegung um die Achse 24. Die Achse 24 ist im Modulgrundgehäuse 25 gelagert. Zwischen den beiden Kurvenscheiben 20a und 20b ist die Hauptachse 26 in dem Mo- dulgrundgehäuse 25 und Modulabdeckung 27 gelagert. Mit den beiden Armen 28 greift die Hauptachse 26 in die beiden Kurvenscheiben 20a und 20b. Mit der Drehbewegung der beiden Kurvenscheiben 20a und 20b wird über die beiden Arme 28 auch die Hauptachse 26 in eine axiale Drehbewegung versetzt. Entspre- chend den Kurvenverläufen 29a und 29b ist die Drehbewegung der Hauptachse 26 auf ca. 30° begrenzt. Dabei wirkt ein Arm 28 drückend, während der andere Arm 28 ziehend wirkt, also eine in beide Drehrichtungen zwangsangetriebene Übertragung gebildet ist.
Im betätigten Zustand (Fig.5 und Fig.7) befinden sich die Kurvenscheiben 20a und 20b in ihrer Endposition. Dabei liegen die Arme 28 an den Blockierflächen 30a, 30b (Fig.5) und 31a und 31b (Fig.7) der Kurvenscheiben 20a und 20b an und blockieren so die Hauptachse 26. Dadurch wird eine ungewollte Drehbewegung der Hauptachse 26 verhindert. Wird in diesem Zustand ein Drehmoment auf die Hauptachse 26 ausgeübt, wird die Drehbewe- gung von den Blockierflächen 30a, 30b, 31a und 31b verhindert. Die dabei auftretenden Kräfte werden über die Kurvenscheiben 20a und 20b auf die Achse 24 und in das Modulgrundgehäuse 25 geleitet. Aufgrund dieser Blockierfunktion können nur genehmigte Elemente wie z.B. ein Betätiger 12, ein Schlüssel 17 oder von einem Vorhängschlossschieber 32 die Hauptachse 24 in eine Drehbewegung versetzen.
Durch den spiegelverkehrten Einbau der beiden Kurvenscheiben 20a und 20b kann die Richtung der Drehbewegung geändert werden.
Der Einsatz von zwei Kurvenscheiben 20a und 20b erhöht die Sicherheit durch eine mechanische Redundanz. Beim Versagen einer Kurvenscheibe wird die grundlegende Funktion von der zweiten Kurvenscheibe übernommen. Der konstruktive Aufbau reduziert den Verschleiß und trägt somit zur Verlängerung der Lebensdauer bei.
Bei den gängigen Wettbewerbslösungen handelt es sich üblicherweise um eine Scheiben-Stößellösung. Dabei dreht sich eine Nockenscheibe auf einem Stößelkopf und bewegt so den Stößel in eine Endposition. Dabei ist der Stößelkopf stets einem hohen Verschleiß ausgesetzt. Der Verschleiß kann zu Funktionsbeeinträchtigungen oder sogar zum Versagen eines Systems führen.
Das erfindungsgemäße System bietet auch Ergonomievorteile, da z.B. bei einem Schlüsselmodul 15 der Schlüssel 17, aufgrund des beschriebenen Aufbaues, einfach gezogen bzw. gesteckt werden kann. Marktübliche Lösungen arbeiten hier mit einem Drehschlüsselsystem. In diesen Fällen muss ein Schlüssel gesteckt bzw. gezogen und gedreht werden.
Um Gefahren jeglicher Art zu vermeiden, ist dafür zu sorgen, dass die Kurvenscheiben 20a und 20b nur mit zugelassenen Bedienelementen (z.B. Betätiger 12) bewegt werden können.
Um zu verhindern, dass bei unsachgemäßer Behandlung dennoch bestimmte Funktionen ausgelöst werden, haben sich beim Stand der Technik viele Lösungen am Markt etabliert, die jedoch alle sehr komplex und/oder teuer sind. Die hohe Komplexität führt neben den hohen Fertigungskosten auch zu einer hohen Störanfälligkeit .
Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine Arretierung der Kurvenscheiben vor. Dabei wird auf die Achse 24, jeweils zwischen Modulgrundgehäuse 25 und der Kurvenscheibe 20a bzw. 20b eine Druckfeder eingebaut. Im unbetätigten Zustand Fig.62 drücken diese Federn die Kurvenscheiben 20a bzw. 20b zur Hauptachse hin. Dabei greift der Arretierstift 33 (Fig.20/22) in die Arretieröffnung 34 (Fig.5, 7 , 11 , 12) der jeweiligen Kurvenscheibe ein. Auf diese Weise blockieren die Kurvenscheiben 20a und 20b die Drehbewegung der Hauptachse 26.
Wird der Betätiger 12 entfernt, bewegen sich die Kurvenscheiben 20a und 20b in Pfeilrichtung 35 (Fig.5) und 36 (Fig.7) bis zu deren Endposition Fig.67. In der Endposition Fig.67 befinden sich die Arretieröffnungen 34 gegenüber Arretierstift 33 (auch sichtbar in Fig.5)). Ist die Endposition Fig.67 erreicht, wird das Bedienelement (Betätiger; Schlüssel usw.) freigegeben. Über die abgeschrägten Flächen 97 des Bedienelementes (Betätiger 12) und aufgrund der Federdruckkraft werden die Kurvenscheiben (20a und 20b) zur Hauptachse 26 bewegt, wo die Arretieröffnungen 34 in die Arretierstifte 33 einrasten. Auf diese Art und Weise wird eine Drehbewegung ohne eingestecktes Bedienelement (Betätiger oder Schlüssel) verhindert.
Die Vorgänge beim Einführen des Betätigers sind in den Figuren 60 bis 68 näher erläutert.
Der Betätiger 12 wird in Richtung der Kurvenscheiben 20a und 20b bewegt. Nachdem der Betätiger 12 die Kurvenscheiben 20a und 20b berührt hat, gleiten diese entlang der abgeschrägten Flächen des Betätigers 12 auf der Achse 24 gegen den Federdruck
(Druckfeder nicht dargestellt) nach außen. Dadurch wird die
Arretierung 37 aufgehoben. Die Kurvenscheiben 20a und 20b können sich nun um die Achse 24 drehen. Dabei wird ebenfalls, wie oben beschrieben, die Hauptachse 26 um den entsprechenden Winkel gedreht.
Gemeinsam mit den Blockierflächen 30a, 30b, 31a und 31b bildet die Arretierung 37 ein redundantes Blockiersystem.
Zum Aufbau einer Funktionseinheit 1 (Fig.1; 27) und 1a (Fig.19), bestehend aus mehreren Modulen, werden diese mit Hilfe von Bajonettverschlüssen zusammengebaut .
Hierzu besitzt jedes Modul einen oberen Bajonettkranz 38 und einen unteren Bajonettkranz 39. Mit Hilfe des Bajonettringes 13 werden jeweils ein unterer Bajonettkranz 39 und ein oberer Bajonettkranz 38 zusammengezogen und zusammengehalten.
Bei den bisher bekannten Systemen werden der Schalterkopf und das Schaltergehäuse mit Schrauben verbunden. Dieses System beschränkt die Variabilität in hohem Maße und ist daher nicht kundenfreundlich. Es gestattet keinen variablen Aufbau eines Systems und verhindert eine nachträgliche Erweiterung um weitere Module. Am Markt befinden sich auch Systeme auf der Grundlage von Bajonettverschlüssen. Dabei werden jedoch jeweils nur zwei Teile gegeneinander gedreht. Diese Ausführungen besitzen nur eine geringe Stabilität. Weiterhin besteht die Gefahr, dass sich der Bajonettverschluss löst und zu einem gefährlichen Versagen führt .
Der erfindungsgemäße Bajonettverschluss 5 ist u.a. in den Figuren 14 bis 18 dargestellt. Der beschriebene Bajonettverschluss 5 besteht im wesentlichen aus drei Teilen: dem oberen Bajonettkranz 38, dem Bajonettring 13 und dem unteren Bajonettkranz 39.
Im oberen Bajonettkranz 38 ist eine konisch zulaufende, rechteckige Vertiefung 40 enthalten. Die ebenfalls konisch zulaufende, rechteckigen Erhöhung 41 des unteren Bajonettkranzes 39 passt spielfrei in die Vertiefung 40. Innerhalb der Bajonettkränze 38 und 39 sind die Hauptachsen 26 gelagert. In den runden Bajonettkränzen 38 und 39 sind die Nuten 42 bzw. 43 enthalten. Die Bajonettnuten 42 und 43 weisen einen Einführbereich 44 bzw. 45, einen schräg verlaufenden Nutbereich 46 bzw. 47 und einen waagrechten Verriegelungsbereich 48 bzw.
49 auf.
In diese Nuten ragen, im montierten Zustand, die Bajonettnocken
50 hinein.
Montagebeschreibung:
Der Bajonettring 13 wird so auf den unteren Bajonettkranz 39 aufgesteckt, dass die Bajonettnocken 51 in die entsprechenden Bajonettnuten 43 eintauchen. In diesem Zustand ist der Bajo- nettring 13 gegenüber dem zugehörigen Modul 52 um ca. 45° gedreht. Beim Aufsetzen des zweiten Moduls 53 mit dem oberen Bajonettkranz 38 taucht die rechteckige Erhöhung 41 in die passende, rechteckige Vertiefung 40 hinein. Dabei ragen eben- falls die Bajonettnocken 50 in die Nuten 42 hinein. Mit einer Drehbewegung des Bajonettringes 13 um ca. 45° gleiten die Bajonettnocken 50 bzw. 51 auf den jeweiligen Nutenflächen entlang in ihre Endposition. Dabei werden die beiden Module 53 und 52 zusammengezogen. Ein eingelegter O-Ring 54 in die O-Ringnut 55 des unteren Bajonettkranzes 39 sorgt hierbei für eine bestimmte Vorspannung. Aufgrund der rechteckigen Form 41 und 40 können die Module 53 und 52 um ca. 0°; ca. 90°; ca. 180° bzw. ca. 270° gegeneinander verdreht werden. Im fertig montierten Zustand liegen die Außenflächen der Module 53 und 52 sowie des Bajonettringes 13 parallel zueinander. Der Bajonettring 13 kann immer so montiert werden, dass seine Befestigungsbohrungen 56 zur Montage des Gesamtaufbaues auf eine Montagefläche genutzt werden kann (Fig. 19).
Je nach gewünschter Gesamtfunktion innerhalb eines Aufbaues z.B. gemäß Fig. 19, müssen die Funktionen benachbarter Module freigeschalten oder gesperrt werden. Dazu sind Kupplungselemente (Fig.24) an den etwa fluchtenden Übertragungswellen der einzelnen Module vorgesehen, die jeweils Teil einer Klauenkupplung 4 sind, wobei die Kupplungselemente axial vorstehende, ineinander greifende Klauen 59a, 59b aufweisen.
Die Klauen der Kupplungselemente sind segmentförmig mit radial orientierten Seitenflanken ausgebildet, wobei die Umfangserstreckung aller Segmente eines Kupplungselementes gemeinsam gleich oder kleiner ist als 180°(vergl. Fig. 20 bis 23) .
Wahlweise ist dadurch Drehspiel zwischen den einzelnen, ineinander greifenden Kupplungselementen vorhanden oder aber in einer modifizierten Ausführung kann die Klauenkupplung die Drehbewegung spielfrei übertragen und so weitere Funktionen auslösen. (vergl. auch Fig. 2 und 3) .
Die Hauptachse 26 ist im Modulgrundgehäuse 25 und in der Mo- dulabdeckung 27 drehbar gelagert. Die Drehbewegung ist dabei augrund des beschriebenen Aufbaues auf ca. 30° begrenzt. Die axiale Bewegung der Hauptachse 26 wird durch Schultern 58 verhindert . An beiden Enden ist die Hauptachse 26 mit jeweils vier Klauen 59a, 59b versehen. Dabei sind die oberen Klauen 59a gegenüber den unteren Klauen 59b um ca. 30° versetzt. Die Klauen 59a bzw. 59b besitzen einen Winkel a von ca. 30° (Fig.23). Beim Zusammenstecken zweier Module tauchen die Klauen 59b bzw. 59a der beteiligten Hauptachsen in die jeweiligen Zwischenräume ein. Dabei liegen immer zwei Flächen der Klauen 59b und 59a aneinander (Pos.57 in Fig.26) .
Wird z.B. in das Modul 60 (Fig.24, 25) ein Betätiger eingeführt dreht sich die Hauptachse 26 in der bereits beschriebenen Art, entgegen dem Uhrzeigersinn um ca. 30°. Diese Drehbewegung ist möglich, da auf einer Seite zwischen den beiden Klauen 59a und 59b ein Freiraum 61 von ca. 30° vorhanden ist.
Es ist hingegen nicht möglich in das Modul 62 einen Betätiger einzuführen, da auf der anderen Seite zwischen der Klaue 59a und 59b kein Freiraum vorhanden ist.
Wie eingangs bereits beschrieben, weist die Funktionseinheit 1 gemäß Fig.1 und Fig.27 ein Betätigermodul 10, ein Schlüsselmodul 15 und ein Schaltermodul 63 auf. Im dargestellten Zustand ist der Betätiger 12 nicht in das Betätigermodul 10 eingeführt, d.h. die zu überwachende Türe ist offen. Der Schlüssel 17 ist ebenfalls entfernt.
Im Schaltermodul 63 (Fig. 28) sind in diesem Zustand die Sicherheitsschalter geöffnet. Nun wird die zu überwachende Türe geschlossen, der Betätiger 12 wird in das Betätigermodul 10 eingeführt. Innerhalb des Betätigermoduls 10 dreht sich dabei die Hauptachse in der beschriebenen Art und gibt dabei die Funktion des darunter lie- genden Schlüsselmoduls 15 frei. Die Hauptachse des Schlüsselmoduls wird hierbei noch nicht bewegt. Erst nachdem der Betätiger 12 in seiner Endstellung ist, kann der Schlüssel 17 in das Schlüsselmodul 15 eingesteckt werden. Durch das Hineinschieben des Schlüssels 17 in das Schlüsselmodul 15 wird ebenfalls die Hauptachse des Schlüsselmoduls 15 um ca. 30° entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Da die Klauen 59a des Schaltermoduls 63 eine Breite von ca. 60° besitzen, wird diese Drehbewegung im Schaltermodul 63 zum Schließen der elektrischen Schaltkreise genutzt. Eine abweichende Handlungsabfolge ist nicht möglich.
So kann z.B. der Schlüssel 17 nicht in das Schlüsselmodul 15 eingeführt werden, wenn die Tür bzw. der Betätiger 12 noch nicht im Betätigermodul 10 eingesteckt ist.
Innerhalb der Schalter- und Zuhaltemodule (Fig.28 bis 44) befinden sich Schaltelemente die Bestandteil von Sicherheitsschaltkreisen sein können. Im Falle eines unsicheren Zustandes, z.B. eine Schutztüre wurde geöffnet, werden auch diese Schaltelemente geöffnet und unterbrechen somit die Sicher- heitsschaltkreise.
Zuhaltemodule sind zusätzlich zu den Schaltelementen noch mit einem Verriegelungssystem ausgestattet. Dieses Verriegelungssystem verhindert das unbeabsichtigte Wiedereinschalten des Sicherheitsschaltkreises. Die Position des Verriegelungssystems wird separat überwacht.
Zur Montage mit weiteren Modulen sind auch die Schalter- und Zuhaltemodule mit einem Bajonettkranz 39 versehen. Im Bajonettkranz 39 ist die Schaltachse 64 (Fig.29) geführt. Die Klauen 59a der Schaltachse 64 weisen eine Breite von ca. 60° (Fig.32) auf. Daher gibt es zwischen den Klauen eines Schalter- bzw. Zuhaltemoduls 63 und den Klauen eines darüber montierten Moduls 15 (Fig.27) keinen Freilauf. Daher wird eine Drehbewegung der Hauptachse (z.B. des Schlüsselmoduls 15) direkt in eine Drehbewegung der Hauptachse des Schalt- bzw. Zuhaltemoduls 63 umgesetzt. Die Schaltachse 64 ist mit zwei Schaltarmen 65 versehen. Die Schaltarme 65 wirken über eine Schaltfeder 66 direkt auf den Schalthebel 67 von elektrischen Schaltelementen 68, die je nach Drehbewegung geöffnet oder geschlossen werden. Die elektrischen Schaltelemente 68 sind auf eine Leiterplatte 69 gelötet (Fig.28, 47) .
Üblicherweise werden die elektrischen Schaltelemente über einen Stößelmechanismus betätigt. Dies erfordert jedoch eine, zur Grundplatine, senkrechte Anordnung der elektrischen Schaltelemente, d.h. es ist eine zweite Leiterplatte erfor- derlich. Vor allem die senkrechte Leiterplattenanordnung ist mit hohem Fertigungsaufwand verbunden und daher sehr kostenintensiv.
Das erfindungsgemäße System ist vorteilhaft, da es lediglich eine Leiterplatte 69 hat, es entfallen somit aufwändige Mon- tagearbeiten und durch den einfacheren Aufbau reduzieren sich die möglichen Fehlerquellen auf ein Minimum.
Die Schaltachse 64 ist mit zwei Schaltarmen 65 versehen. Beide Schaltarme können zur Betätigung elektrischer Schaltelemente benutzt werden.
In einem Schalter- bzw. Zuhaltemodul 63 können die elektrischen Schaltelemente 70 und 71 enthalten sein. Die Anordnung der beiden Schaltarme 65 ermöglicht unterschiedliche Schaltzustände der elektrischen Schaltelemente 70 und 71. In der Figur 28 sind z.B. die elektrischen Schaltelemente 70 nicht betätigt, während das elektrische Schaltelement 71 betätigt dargestellt ist.
Beispiel :
Das Schaltermodul 63 ist mit einem Betätigermodul 10 verbunden.
Der Betätiger 12 ist an einer Haube montiert.
Beim Öffnen der Haube wird der Betätiger aus dem Betätigermodul 10 herausbewegt. Dabei dreht sich die Hauptachse des Betätigermoduls (wie oben beschrieben) um ca. 30°. Diese Drehbewegung wird im Schaltmodul in eine Schaltbewegung umgesetzt und die elektrischen Schaltelemente werden geschlossen bzw. geöffnet. Die Schaltelemente wiederum schließen bzw. öffnen bestimmte Stromkreise und ist so mit weiteren Funktionen verknüpft .
Marktübliche Schalter- bzw. Zuhaltemodule bestehen aus den beiden Teilen Gehäuse- und Kopfelement. Das Kopfelement wird üblicherweise mittels Verschraubung auf dem Gehäuseelement befestigt .
Bei hohen Belastungen kann es daher zum Abreisen des Kopfelementes kommen. Aus diesem Grund dürfen marktübliche Schalterbzw. Zuhaltemodule nicht als (Tür-) Anschlag eingesetzt werden.
Im Falle einer gewaltsamen Beschädigung eines Zusammenbaues wie z.B. in Fig. 27 gezeigt, ist es von höchster Bedeutung, dass die elektrischen Schaltelemente 70 und 71 (Fig.28) in einen definierten Zustand gebracht werden. Nur so ist es möglich einen Fehler zu erkennen und ggf. gefährliche Maschinenzustände zu vermeiden.
Die elektrischen Schaltelemente 70 und 71 werden in der bereits beschriebenen Art und Weise über die Schaltarme 65 und über die Schaltachse 64 von der Hauptachse des darüber montierten Moduls (z.B. einem Schlüsselmodul 15 wie in Fig.7 dargestellt) betätigt .
Um Gefahren für Mensch und Maschinen abzuwenden, muss z.B. das Abreißen des Schlüsselmoduls 15 elektrisch erkannt und in angeschlossenen Sicherheitsschaltungen registriert und ausgewertet werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Hilfe einer Schalterfeder 66 (Fig.36) gelöst. Beim Versagen oder gewaltsamen Ent- fernung des an ein Schalter- bzw. Zuhaltemodul 63 angeschlossenen Moduls (z.B. eines Schlüsselmoduls 15) wird die Schaltachse 64 von der Schalterfeder 66 über die Schaltarme 65 in eine definierte Ausgangslage bewegt. Hierbei nehmen die elektrischen Schaltelemente 70 und 71 eine vorbestimmte Schaltstellung ein. Diese Schaltstellung kann elektrisch ausgewertet werden. Die an die elektrischen Schaltelemente 70 und 71 angeschlossenen Sicherheitsschaltungen sorgen mit ihren weiteren Funktionen für die elektrische Sicherheit und die Störungsmeldung .
Solange der sichere Zugang zu einer Gefahrenzone nicht möglich ist, müssen sämtliche Zugänge gesperrt sein. Erst wenn von der Anlagensteuerung z.B. ein das Stillstandssignal gegeben wird, darf der Zutritt erlaubt werden. In einem Zuhaltemodul wird dabei das Herausziehen eines Betätigers (Öffnen der Schutztüre) durch einen elektromechanischen Aufbau blockiert. Nur das entsprechende Anlagensignal kann diese Sperrung aufheben und so letztlich das Öffnen einer Türe o.a. erlauben.
Üblicherweise wird beim Stand der Technik mit Hilfe eines (Hub- ) Magneten ein Bolzen oder eine Nockenscheibe blockiert, die wiederum das Entfernen des Betätigers (z.B. Türe öffnen) verhindern.
Nachteilig ist hierbei der komplizierte mechanische Aufbau, der zu hohen Montagekosten und zu hoher Störanfälligkeit führt, sowie einen relativ hohen Verschleiß verursacht.
Selbst bei vorhandenem Stillstandsignal der Anlagensteuerung ist es bei diesen Verriegelungssystemen nur mit hohem Aufwand möglich, eine unter Spannung stehende Türe zu öffnen. Eine Türvorspannung kann z.B. durch Verzug oder durch eingelegte Gummidichtungen verursacht werden.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist das erfindungsgemäße Verriegelungssystem wie folgt aufgebaut: Die Schaltachse 64 (Fig.33) ist frei drehbar in der Bohrung 72 gelagert. Die Schaltachse 64 ist mit zwei Querbohrungen 73 und einer Längsbohrung 72 versehen. In den beiden Querbohrungen 73 ist jeweils eine Verriegelungskugel 74 geführt. Im zusammengebauten Zustand ist die Schaltachse 64 in die Bohrung 75 hineingesteckt.
Die Fixierung der Schaltachse 64 im Schaltergehäuse 76 übernimmt das Verriegelungselement 77 (Fig.30). Das Verriegelungselement 77 ist mit den beiden Rillen 78 versehen. Es wird mit dem Schaltergehäuse 76 fest verschraubt. In die Längsbohrung 72 der Schaltachse 94 taucht ein axial beweglicher Verriegelungsstößel 79 ein. Je nach Position des Verriegelungsstößels 79 werden die beiden Verriegelungskugeln 74 von einer inneren Position 2 (Fig.31) in eine äußere Position 1 (Fig.33) bewegt. In Abhängigkeit der Schaltachsenposi- tion treffen dabei die Verriegelungskugeln 74 auf die Verriegelungselement-Innenwand 80 (Fig.30, 33) oder in die Rillen 78. Treffen die Verriegelungskugeln 74 auf die Verriegelungselement-Innenwand 80, kann der Verriegelungsstößel 79 nicht in seine Endposition eintauchen - das System kann in diesem Fall nicht verriegelt werden.
Treffen die Verriegelungskugeln 74 hingegen auf die Rillen 78, kann der Verriegelungsstößel 79 in seine Endposition eintauchen (Fig.33) und so die Drehbewegung der Schaltachse 64 blockieren. Zum Entsperren muss lediglich der Verriegelungsstößel 79 in die Position 2 (Fig.31) zurückgezogen werden. Dieser Aufbau ermöglicht das Entsperren der Schaltachse 64 auch unter Einwirkung eines Drehmomentes (z.B. hervorgerufen durch eine unter Spannung stehende Tür).
Nur im entsperrten Zustand Fig.31 ist ein an das Zuhaltemodul (z.B. Fig.27) angebautes Modul (z.B. ein Schlüsselmodul 15) bedienfähig. Der Verriegelungsstößel 79 kann z.B. von einem Hubmagneten 81 betätigt werden.
Die Position der Hubstange 82 des Hubmagneten 81 kann separat elektrisch überwacht werden.
Auf diese Weise kann sowohl die Stellung der Schaltachse 64 als auch der Schaltzustand des Hubmagneten 81 überwacht und in einer Sicherheitsschaltung ausgewertet werden.
Je nach Anforderungen kann das Verriegelungssystem nach dem Arbeits- oder dem Ruhestromprinzip aufgebaut werden. Im Ruhestromprinzip ist der Verriegelungsstößel 79 in der Position 1 (Fig.33). Die Schaltachse 64 ist verriegelt und kann nicht gedreht werden. Zum Entsperren muss der Hubmagnet 81 bestromt werden. Dabei wird der Verriegelungsstößel 79 in die Position 2 (Fig.31) zurückgezogen. In diesem Zustand ist die Sperre aufgehoben und die Schaltachse 64 kann gedreht werden. Dadurch ist auch das angebaute Modul (z.B. das Schlüsselmodul 15) funktionsfähig.
Das Arbeitsstromprinzip ist die Umkehrung des Ruhestromprinzips. Dabei ist für die Verriegelung die Bestromung des Hubmagneten 81 erforderlich. Im unbestromten Zustand ist der Hubmagnet 81 in seiner Endstellung und der Verriegelungs-stößel 79 ist in der Position 2 (Fig.31).
In der Praxis wird überwiegend das Ruhestromprinzip verwendet. Selbst bei Spannungsausfall bleibt das System verriegelt und verhindert dadurch gefährliche Zustände. Auch die hohe thermische Belastung des Hubmagneten wird durch das Ruhestromprinzip reduziert.
Soll auch eine zweite Drehposition der Schaltachse 64 verrie- gelt werden, sind in dem Verriegelungselement 77 neben den Rillen 78 weitere Rillen 83 erforderlich Fig.45, 46). Die Verriegelung dieser zweiten Drehachsenposition erfolgt in der bereits beschriebenen Art und Weise.
Um bestimmte Handlungsabfolgen beim Zutritt zu gefährlichen
Maschinen und Anlagen zu erzwingen, sind u.a. Schlüsselmodule erforderlich. Sie ermöglichen den Aufbau von Schlüsseltransfersystemen.
Die heute bekannten Schlüsseltransfersysteme funktionieren nach dem Drehschlüsselprinzip. Ein Schlüssel wird in ein Schloss gesteckt. Nur wenn der richtige Schlüssel verwendet wird, kann dieser komplett in das Schloss eingesteckt werden. Mit der anschließenden Drehbewegung des Schlüssels werden über komplizierte Mechanismen Stößel, Bolzen Scheiben oder Stifte bewegt, die wiederum weitere Funktionen auslösen. Ein Nachteil dieser Systeme ist der relativ hohe Verschleiß und die große Anfälligkeit gegen Verschmutzung. Die komplexe Mechanik führt zu weiteren Nachteilen in der Herstellung und der Störanfälligkeit.
Das hier beschriebene Schlüsselmodul funktioniert nach dem Steckschlüsselprinzip. Während der Schlüssel in einer Linear- bewegung in das Schloss eingesteckt wird, wird über einen Kodiermechanismus der Schlüssel überprüft. Handelt es sich um einen falschen Schlüssel, blockiert das Kodiersystem den Schlüssel . Dieses System ist einfach aufgebaut, dennoch sehr stabil, nicht empfindlich gegen Verschmutzung und sehr sicher gegen äußere Manipulation. Die Schlüsselform bietet zudem ergonomische Vorteile. Die Funktionsweise des Schlüsselmoduls ist anhand der Figuren 48 bis 59 näher beschrieben.
Der Schlüssel 17 besteht im wesentlichen aus drei Bereichen. Der Bereich 84 entspricht in seiner Form und Funktion der eines Betätigers Fig.13. Im Abschnitt 85 befinden sich die Kodierflächen 86. Der hintere Schlüsselbereich 87 dient als Greiffläche.
In dem Kodiergehäuse 88 ist das Kodierelement 89 um die Achse 90 drehbar gelagert. Mit Hilfe von Federn (nicht dargestellt) wird das Kodierelement 89 in die Vorzugsposition (Fig.51) gebracht. Beim Einführen des Schlüssels 17 in das Schlüsselge- häuse 91 stößt die Schlüsselfläche 92 an die Nocke 93 des Kodierelementes 89. Im weiteren Verlauf der linearen Schlüsselbewegung wird das Kodierelement 89, gegen die Federkraft, um die Achse 90 gedreht. Dabei tauchen die Kodierflächen 86 des Kodierelementes 89 in die entsprechenden Kodierflächen 86 des Schlüssels 17 ein. Zusätzlich greift die Nocke 94 des Kodierelementes 89 in die Vertiefung 95 des Schlüssels 17. Nur wenn die Kodierungen von Kodierelement 89 und Schlüssel 17 zueinander passen, kann der Schlüssel in seine Endstellung gesteckt werden. Erst nachdem die Kodierflächen 86 und 96 komplett ineinander greifen, wird die Hauptachse 26 in der beschriebenen Art bewegt . Beim Herausziehen des Schlüssels 17 wird zunächst das Kodierelement 89 von der Nocke 94 mitbewegt. Die zusätzlich wirkende Federkraft bringt das Kodierelement 89 schließlich wieder in die Ausgangsposition Fig.51. Bei einem Schlüssel mit falscher Kodierung können die Kodierflächen 96 nicht komplett in die Kodierflächen 86 des Schlüssels 17 eintauchen. Es kommt zur Klemmung von Schlüssel 17 und Kodierelement 89, der Schlüssel ist in seiner Linearbewegung gesperrt .
Figur 19 zeigt ein Beispiel einer zusammengebauten Funktionseinheit 1a. Folgende Module und Teile sind hier zu sehen: ein Betätigermodul 10, der zugehörende Betätiger 12 und ein Zwi- schenbetätigermodul 11, der zugehörende Betätiger 12b, Bajo- nettringe 13, ein Vorhängeschlossmodul 14, ein Schlüsselmodul 15, zugehörenden Schlüssel 17 und ein Endmodul 16. Das Betätigermodul 10 ist mit den Montagebohrungen 18a versehen. Die Bajonettringe 13 sind mit den Montagebohrungen 18 und Endmodul 16 mit den Montagebohrungen 18b ausgestattet. Die komplette Einheit 1a wird z.B. auf einem Türpfosten montiert. Wobei der Betätiger 12, oder 12a oder 12b so an der Tür befestigt ist, dass der Betätiger in die Einführöffnung 19 eingeführt werden kann. Beispiel für einen möglichen Einsatz: Zu Wartungszwecken ist der Zutritt zu einer Taumelmischanlage erforderlich. Dabei kann der Zustritt über einen Sicherheitsschalter abgesichert sein. Die Taumelmischabdeckung könnte über ein mechanisches Schlüsseltransfersystem gesichert sein. Durch die Kombination eines Sicherheitsschalters und eines Schlüsselmoduls an der Zugangstüre erhält man einen Schlüssel, der zur Öffnung der Taumelmischabdeckung erforderlich ist. Erst nachdem dieser Schlüssel in das zugehörende Schlüsselmodul eingesteckt wurde, erhält man einen zweiten Schlüssel, den man zu sich nimmt. Um die Maschine wieder in Betrieb setzen zu können ist es zwingend notwendig den Vorgang in umgekehrter Reihenfolge auszuführen. Zur weiteren Absicherung könnte auch ein Vorhängeschlossmodul integriert werden. Systeme dieser Art werden u.a. benutzt um Zugänge von Maschinen und Anlagen zu überwachen und/oder abzusichern, bestimmte Handlungsreihenfolgen in der Bedienung von (Haupt) Schalter, Erdungsschaltern, Ventile u.a. zu erzwingen. Vorteile : Durch seine Modulbauweise ist dieses System sehr flexibel und kann den jeweiligen Anforderungen optimal angepasst werden. Durch Austauschen, Umgruppieren oder durch Ergänzen weiterer Module kann dieses System auch nachträglich geändert werden. Der Aufbau und die Werkstoffwahl gewähren eine sehr hohe Sta- bilität. Durch die redundante Ausführung der wesentlichen Teile reduziert sich der Verschleiß, gegenüber den bisher bekannten Wettbewerbssystemen, um ca. 75% und steigert wesentlich das Sicherheitsniveau. Der hier beschriebene Aufbau ermöglicht die Überwachung meh- rerer Zugänge mit nur einem System.
Durch die erfindungsgemäße Kombination der Funktionen von Schalter- und Schlüsseltransfersystemen in einem System, werden die verschiedenen Funktionen vorteilhaft in einer Produktgruppe vereint. Diese Produktgruppe beinhaltet ebenfalls persönliche Schutzmaßnahmen in Form von Vorhängschlossmodulen, die mittels eines Vorhängeschlosses gegen Betätigung gesichert werden können.
Das erfindungsgemäße System ist aus mehreren separaten Modulen aufgebaut, die alle mittels einem gleichförmigen Bajonettver- schluss miteinander verbunden werden können. Die Funktionen der Einzelmodulen sind unabhängig von den der anderen Modulen. Die Gesamtfunktion wird erst durch den Zusammenbau zu einem System definiert .
Dadurch kann das erfindungsgemäße System an die verschiedenen anwendungsspezifischen Anforderungen angepasst werden. Bestehende Systeme können in einfacher Art und Weise modifiziert werden.
/Ansprüche

Claims

Ansprüche
1. Schlüsseltransferschaltersystem mit einer Sicherheitsem- B πchtung, die eine Schaltereinrichtung mit wenigstens einem Schaltelement sowie einer Betätigungseinrichtung mit einem zugehörigen Betätiger aufweist, wobei ein Übertragungselement zwischen der Betätigungseinrichtung und der Schaltereinrichtung vorgesehen ist, das einerseits 0 mit dem Schaltelement und andererseits mit dem Betätiger (12) kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement im wesentlichen durch eine Übertragungswelle als Hauptachse (26) mit einem Betätigungsbereich und mit einem Schaltbereich oder -ende gebildet 5 ist, deren Betätigungsbereich oder Ende an eine Vorrichtung (2) zum Umsetzen einer translatorischen Bewegung des Betätigers (12) in eine rotatorische Bewegung der Hauptachse (26) angeschlossen ist und dass die Hauptachse (26) in beide Drehrichtungen zwangsangetrieben ist. 0
2. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) eine Einführöffnung (19) für das Einstecken und Entnehmend des Betätigers (12) hat und zum Umsetzen der translatorischen 5 Bewegung des Betätigers (12) in eine rotatorische Bewegung der Hauptachse (26) ein von dem Betätiger (12) bei einer Einsteck- oder Entnehmbewegung antreibbares Getriebe, vorzugsweise ein Kurvengetriebe (3) mit zumindest einer Kurvenscheibe (20a, 20b) oder Nockenscheibe, die eine über 0 ein Eingriffsglied (28) mit der Hauptachse (26) gekoppelte Antriebskurve hat.
3. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurvengetriebe (3) wenigstens eine Kurvenscheibe mit einer randoffenen, klau- enförmigen Betätigungsöffnung (21,22) zum Eingreifen des Betätigers (12) sowie eine schlitzförmige Antriebskurve (29a, 29b) für das mit der Hauptachse (26) verbundene Eingriffsglied (28) aufweist.
4. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei vorzugsweise parallel angeordnete, von einem Betätiger (12) verdrehbare Kurvenscheiben (20a, 20b) vorgesehen sind, die gleichzeitig von einem Betätiger (12) antreibbar und über separate Eingriffsglieder (28) mit der Hauptachse (26) gekoppelt sind.
5. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsglied durch einen etwa radial zur Hauptachse (26) orientierten und mit dieser verbundenen Antriebsarm (28) gebildet ist.
6. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arretiervorrichtung zum Arretieren der Kurvenscheibe (n) (20a, 20b) oder dergleichen Getriebeelement bei entnommenem Betätiger (12) vorgesehen ist.
7. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kurvenscheiben (20a, 20b) parallel nebeneinander beabstandet angeordneten und auf einer Lagerachse (24) axial verschiebbar gelagert sind und von dem Betätiger (12) bei dessen Einstecken oder Entnehmen zwischen einer Arretierstellung und einer Freigabestellung auf der Lagerachse (24) axial gegen eine Rückstellkraft verstellbar sind und dass wenigstens ein Arretierelement (33) zum Blockieren der Drehbewegung der Kurvenscheiben (20a, 20b) in Arretierstellung vorgesehen ist.
8. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement durch einen mit der Hauptachse (26) verbundenen und an dieser abstehenden Arretiervorsprung oder Arretierstift (33) gebildet ist, der etwa radial an der Hauptachse (26) angreift und dass die Kurvenscheibe (n) (20a, 20b) oder dergleichen Getriebeelement eine Öffnung zum Eingreifen des Arretierstifts (33) in Arretierstellung aufweist.
9. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltereinrichtung (63) und die Betätigungseinrichtung (10) sowie gegebenenfalls weitere Betätigungseinrichtungen oder dergleichen Funktionseinrichtungen als Module ausgebildet sind und jeweils Anschlüsse zum lösbaren Verbinden miteinander sowie jeweils in Montagestellung fluchtende und über Kupplungselemente einer Kupplung lösbar miteinander verbindbare (Teil-) Hauptachsen (26) aufweisen.
10. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise mehrere Betätigermodule
(10) in gegebenenfalls unterschiedlichen Ausführungen, beispielsweise Schlüsselmodule (15) mit einem Schlüssel
(17) als Betätiger (12) und/oder Vorhängeschlossmodule mit einem nicht abziehbaren Schlüssel (17) als Betätiger vorgesehen sind.
11. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass außer Betätigermodulen (10) in unterschiedlichen Ausführungsformen und Schaltermodulen (63), Zuhaltemodule mit wenigstens einem Betätiger (12) sowie mit einem Verriegelungssystem vorgesehen sind.
12. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigermodule
(10) mehrere, unterschiedlich orientierte Einführöffnungen (19) für Betätiger (12), Schlüssel (17) oder dergleichen aufweisen.
13. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Module Gehäuse mit Montagebohrungen (18, 18a, 18b) zum Anbringen beispiels- weise an einem Türpfosten oder dergleichen Trägerteil aufweisen.
14. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigermodul (10) als Zwischenmodul mit beidseitig an zwei gegenüber liegenden Seiten des Moduls zugänglicher Hauptachse (26) und dort befindlichen Kupplungselementen sowie mit Anschlüssen für weitere Module ausgebildet ist.
15. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigermodul (10) als Endmodul mit einseitig zugänglicher Hauptachse (26) und dort befindlichem Kupplungselement sowie mit einem Anschluss für weitere Module ausgebildet ist.
16. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die (Teil-) Hauptachse (26) von einer Anschlussseite zur gegenüber liegenden erstreckt und an beiden Enden Kupplungselemente aufweist .
17. Schlüsseltransferschaltersystem insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die
Betätigungseinrichtung als Schlüsselmodul (15) ausgebildet ist und dass als Betätiger (12) ein Steckschlüssel dient.
18. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel (17) für das
Schlüsselmodul (15) einen Betätigungsabschnitt (84), einen Kodierabschnitt (85) sowie einen Griffabschnitt (87) aufweist .
19. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlüsselmodul (15) wenigstens eine Einführöffnung mit anschließendem Einführkanal für den Schlüssel (17) aufweist und dass innerhalb des Einführkanals ein Kodierelement (89) mit für einen zugeordneten Schlüssel (17) passenden Kodierungen angeordnet ist.
20. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kodierelement (89) im wesentlichen walzensegmentartig ausgebildet und um eine Achse (90) schwenkbar gelagert ist, dass es mit seiner gekrümmten Außenseite beim Einstecken eines Schlüssels (17) auf diesem abwälzbar ist und an seiner gekrümmten Außenseite zu einem zugeordneten Schlüssel mit Kodierungen (86) passende Kodierflächen (96) hat.
21. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlüsselko- dierung (86) und die Kodierflächen (96) des Kodierelements (89) als ineinander greifende Elemente ausgebildet sind, vorzugsweise als Vertiefungen und in diese passgenau eingreifende Vorsprünge.
22. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigermodul als Vorhängeschlossmodul ausgebildet ist und dass der nicht abziehbare Schlüssel als Betätiger dient.
23. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse der Module als Bajonettverschlüsse (5) ausgebildet sind.
24. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonettverschluss (5) an den
Modulen jeweils Bajonettkränze (38,39) mit Bajonettnuten
(42,43) sowie einen separaten Bajonettring (13) mit innenseitig vorstehenden Bajonettnocken (50,51) aufweist.
25. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Bajonettrings (13) in Schließlage mit den angrenzenden Außenkonturen der miteinander verbundenen Module etwa fluchtet.
26. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse der Module zur Montage in unterschiedlichen Drehpositionen der Module, vorzugsweise zumindest in zwei um etwa 90° zueinander verdrehten Montagepositionen ausgebildet sind.
27. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Module an ihren Anschlussseiten formschlüssig ineinander greifende Anformungen aufweisen, und dass vorzugsweise an einem Modul ein von einer runden Form abweichender, insbesondere mehrkantiger Vorsprung (41 ) und an einem anzukoppelnden Modul eine zu dem Vorsprung komplementäre Vertiefung (40) vorgesehen ist.
28. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (41) beziehungsweise die Vertiefung (40) an den Anschlussseiten der Module innerhalb der Bajonettkränze (38,39) der Modul-Anschlüsse angeordnet sind.
29. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (41) und die Vertiefung (40) rechteckig, insbesondere quadratisch ausgebildet sind.
30. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände des Vorsprungs (41 ) konisch zum freien Ende verjüngend und die Seitenwände der Vertiefung (40) insbesondere dazu passend schräg ausgebildet sind.
31. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente der etwa fluchtenden Hauptachsen (26) der einzelnen Module jeweils Teil einer Klauenkupplung (4) sind und dass die Kupplungselemente axial vorstehende, ineinander greifende Klauen (59a, 59b) aufweisen.
32. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauen (59a, 59b) der Kupplungselemente segmentförmig mit radial orientierten Seitenflanken ausgebildet sind und dass die Umfangserstreckung aller Segmente eines Kupplungselementes ge- meinsam gleich oder kleiner ist als 180°.
33. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klauen (59a, 59b) der Kupplungselemente in radialer Richtung über einen äußeren Teilbereich der Stirnseite der Hauptachse (26) erstrecken und etwa kegelstumpfförmig ausgebildet sind.
34. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungs- elemente jeweils vier Klauen (59a, 59b) aufweisen, die sich über einen Umfangsabschnitt jeweils von etwa 45° oder 60° oder von etwa 30° erstrecken.
35. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauen
(59a, 59b) des an einem Ende einer Hauptachse (26) angeordneten Kupplungselementes einen Versatz in Rotationsrichtung von vorzugsweise etwa 30° zu den Klauen des am anderen Ende dieser Hauptachse (26) angeordneten Kupp- lungselementes aufweisen.
36. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltermodul eine Rücksetzvorrichtung zum Rücksetzen der im Schalter- modul befindlichen Schaltelemente bei Entfernung eines angeschlossenen Betätigermoduls (10) aufweist und dass die Rücksetzvorrichtung vorzugsweise eine Schalterfeder (66) zum Bewegen der Schaltachse (64) in eine definierte Ausgangslage hat.
37. Schlüsseltransferschaltersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuhaltemodul einen Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln der Drehbewegung einer im Zuhaltemodul angeordneten, mit einer Hauptachse (26) eines angeschlossenen Betätigermoduls (10) koppelbaren Schaltachse (64) aufweist.
38. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus des Zuhaltemoduls ein mit dem Gehäuse des Moduls verbundenes Verriegelungselement (77) mit einer Durchtrittsöffnung aufweist, in deren Innenwand (80) axial orientierte Rillen (78) für Verriegelungskugeln (74) vorgesehen sind, die in einer in die Durchtrittsöffnung des Verriegelungselements eingreifenden Hülse der Schaltachse in Querbohrungen (73) radial beweglich gelagert sind, und dass ein axial innerhalb der Durchtrittsöffnung verschiebbarer Verriegelungsstößel (79) mit einem der Durchtrittsöffnung entsprechenden Durchmesser und einem am freien Ende vorgesehenen Ansatz mit reduziertem Durchmesser vorgesehen ist .
39. Schlüsseltransferschaltersystem nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsstößel mit einem Antrieb, insbesondere mit einem Hubmagneten (81 ) verbunden ist.
/Zusammenfassung
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