EP2791956B1 - Modul für einen sicherheitsschalter, sicherheitsschalter mit einem solchen modul sowie betätiger für einen solchen sicherheitsschalter - Google Patents

Modul für einen sicherheitsschalter, sicherheitsschalter mit einem solchen modul sowie betätiger für einen solchen sicherheitsschalter Download PDF

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EP2791956B1
EP2791956B1 EP12798617.2A EP12798617A EP2791956B1 EP 2791956 B1 EP2791956 B1 EP 2791956B1 EP 12798617 A EP12798617 A EP 12798617A EP 2791956 B1 EP2791956 B1 EP 2791956B1
Authority
EP
European Patent Office
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actuator
safety switch
module
switch
safety
Prior art date
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Active
Application number
EP12798617.2A
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English (en)
French (fr)
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EP2791956A1 (de
Inventor
Thomas Ebinger
Bernd Hermann
Walter Link
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Euchner GmbH and Co KG
Original Assignee
Euchner GmbH and Co KG
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Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H27/00—Switches 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
    • H01H27/002—Switches 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

Definitions

  • the present invention relates to a module for a safety switch having the features in the preamble of claim 1.
  • Safety switches are used, for example, for monitoring the state of a protective device of a machine, for example for monitoring the closed state of a protective door of a protective space for a machine tool or an industrial robot.
  • the safety switch may provide an enable signal for operation of the machine.
  • opening the protective device of the safety switch interrupts, for example by means of a form-fitting to be actuated electrical contact pair or by means of an electronic switching element one or more circuits.
  • the enable signal is then no longer provided.
  • the associated machine can then be transferred to a safe operating state, for example, be switched off, or switching on the machine can be prevented.
  • Such a safety switch is known in which a mechanically coded actuator can be inserted into a switch head is, while a ratchet wheel rotates, and the ratchet via a plunger actuates an electrical switch.
  • Such safety switches meet the applicable safety requirements and standards for the particular design, in particular with regard to safe operation and manipulation protection, and offer durable reliable operation due to the robust construction, as evidenced by the widespread use of such safety switches in industrial manufacturing.
  • Inductive proximity switches are offered, for example, by Euchner GmbH + Co. KG in 70771 Leinfelden-Echterdingen, see www.euchner.de/Albe/Automation/Sinzel interpersonalaster, or as inductive miniature sensors, see Omron: Industrieautomation 2010/2011.
  • a safety device for position switch known with a mechanically coded actuator, which also has a transponder, which cooperates with a writing and reading device.
  • a safety position switch is known, on or integrated in the housing, a timer is arranged.
  • the switch housing and actuator have cooperating locking means for fixing the state in which the actuator is brought together with the switch housing.
  • a safety device for position switch is known in which the actuating element and the release element are coded mechanically and additionally electromagnetically.
  • a mechanical actuator for a safety switch is known in which two adjacent non-integrally configured actuator sections are connected to form a multi-channel actuator unit.
  • the DE 10 2004 038 488 A1 describes a module for a safety switch having a housing with a head portion in which a preferably mechanically coded first portion of an actuator is inserted and thereby triggers a switching operation in an electrical switch unit of the safety switch, the module can be fixed to the safety switch and a proximity switch with which a position of the actuator is detectable, which corresponds to the inserted into the head portion state of the first portion of the actuator, and wherein the module has an interface to the safety switch, via which a signal representing the detected position of the actuator signal from the module the electrical switch unit of the safety switch is transferable.
  • the EP 0 987 762 A2 discloses a safety switch with an integrated proximity switch.
  • the present invention is based on the problem of providing a safety switch that also meets the requirements of even higher safety categories.
  • the safety switch should provide the opportunity, despite damage to parts of the safety device, in particular a breakage of the actuator to detect the state of the protective device, for example, to ensure a safe shutdown of the machine.
  • the module has a base body which can be fixed to the safety switch and which has a receiving opening for the proximity switch.
  • the invention relates to a module which is provided for attachment to a safety switch.
  • the safety switch has a housing with a head portion into which a preferably mechanically coded first portion of an example set on a movable guard door of a guard actuator is inserted, such as when closing the guard.
  • a switching operation is triggered in an electrical switch unit of the safety switch, which may be housed in the housing. For example, a higher-level control device or safety device is signaled that the actuator is inserted and accordingly the protective door is closed.
  • the module is preferably fixed to the head portion of the safety switch, in particular releasably fixed.
  • the module has a proximity switch, with which a position of the actuator is detectable, which corresponds to the inserted into the head portion state of the first portion of the actuator and thus, for example, corresponds to the closed state of the protective door.
  • the module has an interface to the safety switch, via which a signal from the module is transferable to the electrical switch unit of the safety switch, which represents the detected position of the actuator.
  • the proximity switch can be based on any suitable detection method, including magnetic, electromagnetic, electrostatic or optical detection methods.
  • the proximity switch can also detect a transponder arranged on the actuator, in particular on a second section of the actuator.
  • the proximity switch can emit, for example, an electromagnetic signal which is changed by the transponder or to which the transponder responds with a corresponding response signal.
  • the interface between the module and the safety switch can be realized for example by a cable connection.
  • the partially guided outside the housing of the safety switch cable can be guided via a housing opening in the interior of the housing of the safety switch, in particular be performed to the switch unit of the safety switch.
  • the passage opening in the region of a detachable from the safety switch housing cover which is thereby connected by means of the cable connection in the open state captive with the safety switch.
  • a safety switch equipped with a module according to the invention fulfills the requirements of a higher safety category because the position of the actuator is detected in two independent ways, namely once by the mechanically coded first section of the actuator and by the proximity switch. It is particularly advantageous that already produced or even already mounted safety switch can be retrofitted in a simple manner with a module according to the invention.
  • the proximity switch detects a second portion of the actuator spaced from the first portion of the actuator inserted into the head portion.
  • the proximity switch can in particular detect the assumption of a predeterminable position by the second section of the actuator.
  • the second portion of the actuator has no mechanical coding.
  • the two sections of the actuator may be integrally formed. In the state of the first section of the actuator introduced into the head section, the proximity switch, and preferably the module, is disposed between the first and second sections of the actuator.
  • the proximity switch has a read coil, with which the second portion of the actuator can be brought into electromagnetic interaction.
  • a change in the inductance of the read coil caused by the approach of the second section of the actuator is detected. In this way, the proximity switch can detect the second portion of the actuator contactless.
  • the main body can be fixed, for example by means of screws on the safety switch, in particular the head portion of the safety switch.
  • the safety switch in particular the head portion of the safety switch.
  • the main body of the proximity switch can be used and either be determined by attacking him fastener and / or covered with a cover plate or cover and fixed to the body. By choosing the receiving opening in the body and standard proximity switches can be used.
  • the body may be secured in more than one orientation to the safety switch. This is particularly advantageous if the module or the proximity switch is electrically contacted by wire, because then the orientation of the cable connection can be adjusted according to the structural conditions at the respective installation site.
  • preferably already existing holes can be used on the safety switch be, for example, holes for the assembly of the switch head. This has the advantage that for the assembly of the module, the design of the safety switch does not need to be changed. Furthermore, this is advantageous if the switch head of the safety switch has a plurality of channels for insertion of the actuator, for example as in the EP 0 941 549 B1 disclosed.
  • Which of the several openings for the insertion of the actuator is used decides on the structural conditions at the installation site, for example, from which side the safety door is moved to the safety switch.
  • the required opening in the switch head can be kept free.
  • the proximity switch can be used in more than one orientation in the receiving opening of the body. Also, depending on the structural conditions of the installation site, a special protection for the proximity switch and in particular its connection line can be achieved, for example by the connection line is led out of the base body after a mechanically less stressed page.
  • the actuator has a first portion insertable into a head portion of the safety switch and a second portion detectable by a proximity switch disposed on the safety switch.
  • the two sections may be spaced apart, for example, have the shape of a "U", and preferably at least partially extend plane-parallel.
  • the cooperating with the proximity switch second portion may have a shorter length than the first portion and in particular must have no mechanical coding.
  • the two sections of the actuator are each formed by a metal strip, wherein in a Festlegeabrisk the two metal strips lie on top of each other and the sheet metal strip forming the second section has a crank to form the second section.
  • the actuator may also be formed as a stamped / bent part and / or form the two sections in one piece.
  • the actuator has a locking portion for securing the actuator to a preferably movable part of a guard.
  • the actuator may have a predetermined breaking point, by which the first portion of the actuator and in particular the fixing portion is separable when excessive forces occur, whereas the second portion remains connected to the fixing portion. This ensures that, for example, when a protective door is forcibly opened, the first section of the actuator is torn off, but that the second section of the actuator is moved when the safety door is opened, and the safety switch thereby opens the door despite the first section remaining in the head section can detect, because the second section is no longer in operative connection with the proximity switch.
  • the breaking point may be constructive, for example, by shaping, such as a material thinning or a notch formed, or be formed alternatively or in addition to the shaping also by the nature of the determination of the actuator.
  • the Fig. 1 shows a plan view of a safety switch 1 according to the invention with a module 10 according to the invention and an actuator 20 according to the invention
  • Fig. 2 shows a view of the safety switch 1 from the front
  • the Fig. 3 shows a view of the safety switch 1 from the side.
  • the safety switch 1 has a housing 2 with a head section 4.
  • the head portion 4 is substantially cuboid or cube-shaped.
  • An opening 6 for inserting a first section 22 of the actuator 20 is provided on at least two outer surfaces of the head section 4 enclosing a right angle.
  • a ratchet wheel is rotated inside the head portion 4, whereby ultimately a switching operation is triggered in an arranged in the housing 2 electrical switch unit of the safety switch 1, as exemplified in the DE 43 28 297 C1 is described.
  • the module 10 is fixed to the safety switch 1, in particular on a housing 2 opposite the front end of the head portion 4.
  • a proximity switch 30 is arranged, as hereinafter in connection with the Fig. 8 is described.
  • This proximity switch 30 is responsive to approaching a second portion 24 of the actuator 20.
  • the proximity switch 30 is formed by a coil whose inductance changes by approaching the second portion 24, which is detectable by the proximity switch 30.
  • the module 10 has an interface to the safety switch 1, via which a signal representing the detected position of the actuator 20 can be transmitted from the module 10 to the electrical switch unit of the safety switch 1.
  • the module 10 in particular the proximity switch 30, via a connecting line 12, which extends in sections outside the housing 2 and is guided over a detachable from the housing 2 front cover 14 into the interior of the housing 2, connected to the electrical switch unit of the safety switch 1.
  • the Fig. 4 shows a perspective view of the upper part of the safety switch in which in FIGS. 1 and 3 represented by the arrangement of the module 10 on the upper front side of the head portion 4 remains on the upper front side also arranged further insertion opening 6 accessible to the actuator 20, so that the actuator 20 Alternatively, from above into the head section 4 can be inserted, as in particular hereinafter in connection with the Fig. 7 is described.
  • the first portion 22 of the actuator 20 protrudes toward the head portion 4 beyond the second portion 24.
  • a switching operation initially takes place due to the interaction of the first section 22 with the head section 4; only when further approaching, in particular, for example, in a complete closing of a protective door, and the second portion 24 cooperates with the proximity switch 30 so that the proximity switch 30 triggers a switching operation.
  • the two sections 22, 24 and / or the sensitivity characteristic of the head section 4 or the proximity switch 30 it can also lead to a substantially simultaneous triggering each of a switching operation. It is important for many applications that the approach of the actuator 20, thus for example the closing of a protective device, is detected independently of two sensors, namely once in the head section 4 arranged sensor means and once through the arranged in the module 10 proximity switch 30th
  • the Fig. 5 shows the safety switch 1 in a state in which the actuator 20 has been fully approximated to the safety switch 1, in particular the first portion 22 of the actuator 20 is inserted into the head portion 4 and the second portion 24 of the actuator 20 in operative connection with the proximity switch 30 of Module 10 is.
  • the Fig. 6 shows a perspective view of a second embodiment of a safety switch 101, which is operable with a relation to the first embodiment, unchanged actuator 20.
  • the head portion 4 is offset by 90 ° about the longitudinal axis 16 of the safety switch 101 on the housing 2.
  • the opening 6 provided for the actuator 20 comes to rest on that outside of the housing 2 to which the front cover 14 can be attached.
  • the safety switch 101 can be adapted to the different structural conditions at the installation site.
  • the Fig. 7 shows a third embodiment of a safety switch 1 according to the invention, which differs by the shape of the second portion 124 of the actuator 120 from the previous embodiments.
  • the second portion 124 is flat as in the other embodiments, to thereby come into a secure operative connection with the proximity switch 30 of the module 10.
  • the second portion 124 is substantially perpendicular from the otherwise flat extent of the actuator 120 from.
  • the Fig. 8 shows a perspective view of an embodiment of the module 10 according to the invention.
  • the module 10 has a base body 18th on, which is preferably releasably fixed to the head portion 4 of the safety switch 1.
  • the main body 18 openings 26 for the passage of connecting means 8.
  • the main body 18 forms a receiving space 28 for insertion of the proximity switch 30.
  • the receiving space is symmetrical to an imaginary mirror plane.
  • the proximity switch 30 can be used in two different orientations in the receiving space 28, as indicated by the dashed representation of the rotated proximity switch 30 '.
  • the proximity switch 30 is substantially already positioned and fixed by the form of the receiving space 28 adapted to the outer shape of the proximity switch 30.
  • a lid can still be placed on the base body 18 when inserted proximity switch 30 and connected to the base body 18, in particular screwed.
  • the Fig. 9 shows a perspective view of the actuator 20 in a relation to the FIGS. 1 to 6 enlarged view.
  • the actuator 20 has a fixing section 32, by means of which the actuator 20 can be fixed, for example, to a safety door.
  • the fixing portion 32 has two through holes 34 for insertion of a fastening means, for example, in each case a screw or a rivet.
  • the first portion 22 and the second portion 24 are each formed in the embodiment by a metal strip, wherein the two metal strips are connected to each other in the region of Festlegeabitess 32, for example, welded or riveted.
  • the two sections 22, 24 could be integrally formed together with the fixing portion 32 by a sufficiently long sheet metal strip at an opposite end of the two sections 22, 24 is bent by 180 °, as shown on the left edge of the image Fig. 9 is indicated.
  • a predetermined breaking point 36 is formed in the region of the first section 22 by the transition to the webs carrying the mechanical coding 38 at their free end, at which the first section 22 can be separated from the fixing section 32, if, for example, too high forces act on the actuator 20 in its longitudinal direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modul für einen Sicherheitsschalter mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Sicherheitsschalter werden beispielsweise zum Überwachen des Zustandes einer Schutzeinrichtung einer Maschine eingesetzt, etwa zum Überwachen des geschlossenen Zustandes einer Schutztür eines Schutzraumes für eine Werkzeugmaschine oder einen Industrieroboter. Im geschlossenen Zustand der Schutzeinrichtung kann der Sicherheitsschalter ein Freigabesignal für den Betrieb der Maschine bereitstellen. Beim Öffnen der Schutzeinrichtung unterbricht der Sicherheitsschalter beispielsweise mittels eines durch Formschluss zu betätigenden elektrischen Kontaktpaares oder mittels eines elektronischen Schaltelements einen oder mehrere Stromkreise. Das Freigabesignal wird daraufhin nicht mehr bereitgestellt. Die zugehörige Maschine kann daraufhin in einen sicheren Betriebszustand überführt werden, beispielsweise abgeschaltet werden, oder das Einschalten der Maschine kann verhindert werden.
  • Aus der DE 43 28 297 C1 ist ein solcher Sicherheitsschalter bekannt, bei dem ein mechanisch codierter Betätiger in einen Schalterkopf einsteckbar ist, dabei ein Schaltrad dreht, und das Schaltrad über einen Stößel einen elektrischen Schalter betätigt.
  • Derartige Sicherheitsschalter erfüllen die für die jeweilige Bauform geltenden Sicherheitsanforderungen und -normen, insbesondere hinsichtlich einer sicheren Betätigung und eines Manipulationsschutzes, und bieten aufgrund der robusten Konstruktion einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb, wie dies auch aufgrund der großen Verbreitung derartiger Sicherheitsschalter in der industriellen Fertigung belegt ist.
  • Induktive Näherungsschalter werden beispielsweise von der Euchner GmbH + Co. KG in 70771 Leinfelden-Echterdingen angeboten, siehe unter www.euchner.de/Produkte/Automation/Einzelgrenztaster, oder auch als induktive Miniatursensoren, siehe Omron: Industrieautomation 2010/2011.
  • Aus der DE 196 24 172 A1 ist eine Sicherheitsvorrichtung für Positionsschalter bekannt mit einem mechanisch codierten Betätiger, der außerdem einen Transponder aufweist, der mit einem Schreib- und Lesegerät zusammenwirkt.
  • Aus der DE 100 56 458 C1 ist ein Sicherheitspositionsschalter bekannt, an oder integriert in dessen Gehäuse ein Zeitschaltglied angeordnet ist.
  • Aus der DE 198 59 260 A1 ist ein Sicherheitsschalter bekannt, dessen Schaltergehäuse und Betätiger zusammenwirkende Rastmittel aufweisen zum Fixieren des Zustandes, in dem der Betätiger mit dem Schaltergehäuse zusammengeführt ist.
  • Aus der DE 196 42 862 A1 ist eine Sicherheitsvorrichtung für Positionsschalter bekannt, bei dem das Betätigungselement und das Freigabeelement mechanisch und zusätzlich elektromagnetisch kodiert sind.
  • Aus der DE 10 2009 053 717 A1 ist ein mechanischer Betätiger für einen Sicherheitsschalter bekannt, bei dem zwei benachbarte nicht-einstückig zueinander ausgestaltete Betätigerabschnitte zur Bildung einer mehrkanaligen Betätigereinheit verbunden sind.
  • Aus der DE 102 34 984 A1 ist eine Schalteinrichtung bekannt, bei der ein Wirkelement in den zu schaltenden Stromkreis einschleifbar ist und der Stromkreis durch einen Bruch des Wirkelements unterbrochen wird.
  • Die DE 10 2004 038 488 A1 beschreibt ein Modul für einen Sicherheitsschalter, der ein Gehäuse mit einem Kopfabschnitt aufweist, in welchen ein vorzugsweise mechanisch codierter erster Abschnitt eines Betätigers einführbar ist und dadurch einen Schaltvorgang in einer elektrischen Schaltereinheit des Sicherheitsschalters auslöst, wobei das Modul an dem Sicherheitsschalter festlegbar ist und einen Näherungsschalter aufweist, mit dem eine Position des Betätigers detektierbar ist, die dem in den Kopfabschnitt eingeführten Zustand des ersten Abschnitts des Betätigers entspricht, und wobei das Modul eine Schnittstelle zu dem Sicherheitsschalter aufweist, über welche ein die detektierte Position des Betätigers repräsentierendes Signal von dem Modul auf die elektrische Schaltereinheit des Sicherheitsschalters übertragbar ist.
  • Die EP 0 987 762 A2 offenbart einen Sicherheitsschalter mit einem integrierten Näherungsschalter.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Sicherheitsschalter bereitzustellen, der auch die Anforderungen noch höherer Sicherheitskategorien erfüllt. In einer Ausführungsart soll der Sicherheitsschalter die Möglichkeit bieten, trotz einer Beschädigung von Teilen der Sicherheitseinrichtung, insbesondere einem Bruch des Betätigers, den Zustand der Schutzeinrichtung zu erkennen, um beispielsweise ein sicheres Abschalten der Maschine zu gewährleisten.
  • Das Problem ist durch das im Anspruch 1 bestimmte Modul für einen Sicherheitsschalter sowie durch die in den nebengeordneten Ansprüchen bestimmten Sicherheitsschalter mit einem solchen Modul und Betätiger für einen solchen Sicherheitsschalter gelöst. Besondere Ausführungsarten sind in den Unteransprüchen bestimmt.
  • Gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 ist vorgesehen, dass das Modul einen an dem Sicherheitsschalter festlegbaren Grundkörper aufweist, der eine Aufnahmeöffnung für den Näherungsschalter aufweist.
  • Die Erfindung betrifft ein Modul, das für eine Festlegung an einem Sicherheitsschalter vorgesehen ist. Der Sicherheitsschalter weist ein Gehäuse mit einem Kopfabschnitt auf, in welchen ein vorzugsweise mechanisch codierter erster Abschnitt eines beispielsweise an einer beweglichen Schutztür einer Schutzeinrichtung festgelegten Betätigers einführbar ist, etwa beim Schließen der Schutztür. Durch das Einführen des Betätigers wird in einer elektrischen Schaltereinheit des Sicherheitsschalters, die in dem Gehäuse untergebracht sein kann, ein Schaltvorgang ausgelöst. Beispielsweise wird einer übergeordneten Steuereinrichtung oder Sicherheitseinrichtung signalisiert, dass der Betätiger eingeführt und dementsprechend die Schutztür geschlossen ist.
  • Das Modul ist vorzugsweise an dem Kopfabschnitt des Sicherheitsschalters festlegbar, insbesondere lösbar festlegbar. Das Modul weist einen Näherungsschalter auf, mit dem eine Position des Betätigers detektierbar ist, die dem in den Kopfabschnitt eingeführten Zustand des ersten Abschnitts des Betätigers entspricht und damit beispielsweise dem geschlossenen Zustand der Schutztür entspricht. Das Modul weist eine Schnittstelle zu dem Sicherheitsschalter auf, über welche ein Signal von dem Modul auf die elektrische Schaltereinheit des Sicherheitsschalters übertragbar ist, das die detektierte Position des Betätigers repräsentiert.
  • Der Näherungsschalter kann auf jeder geeigneten Detektionsmethode basieren, einschließlich magnetischen, elektromagnetischen, elektrostatischen oder optischen Detektionsmethoden. In einer Ausführungsart kann der Näherungsschalter auch einen an dem Betätiger, insbesondere an einem zweiten Abschnitt des Betätigers, angeordneten Transponder detektieren. Zu diesem Zweck kann der Näherungsschalter beispielsweise ein elektromagnetisches Signal aussenden, das durch den Transponder verändert wird oder auf welches der Transponder mit einem entsprechenden Antwortsignal antwortet.
  • Die Schnittstelle zwischen dem Modul und dem Sicherheitsschalter kann beispielsweise durch eine Kabelverbindung realisiert sein. Das abschnittsweise außerhalb des Gehäuses des Sicherheitsschalters geführte Kabel kann über eine Gehäuseöffnung in das Innere des Gehäuses des Sicherheitsschalters geführt sein, insbesondere zu der Schaltereinheit des Sicherheitsschalters geführt sein. Vorzugsweise kann die Durchtrittsöffnung im Bereich eines von dem Sicherheitsschalter lösbaren Gehäusedeckels erfolgen, der dadurch mittels der Kabelverbindung auch im geöffneten Zustand unverlierbar mit dem Sicherheitsschalter verbunden ist.
  • Ein mit einem erfindungsgemäßen Modul ausgestatteter Sicherheitsschalter erfüllt die Anforderungen einer höheren Sicherheitskategorie, weil die Position des Betätigers auf zwei voneinander unabhängigen Wegen detektiert wird, nämlich einmal durch den mechanisch codierten ersten Abschnitt des Betätigers und zum anderen durch den Näherungsschalter. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass bereits produzierte oder sogar bereits montierte Sicherheitsschalter auf einfache Weise mit einem erfindungsgemäßen Modul nachgerüstet werden können.
  • In einer Ausführungsart detektiert der Näherungsschalter einen von dem in den Kopfabschnitt eingeführten ersten Abschnitt des Betätigers beabstandeten zweiten Abschnitt des Betätigers. Der Näherungsschalter kann insbesondere das Einnehmen einer vorgebbaren Position durch den zweiten Abschnitt des Betätigers detektieren. In einem Ausführungsbeispiel weist der zweite Abschnitt des Betätigers keine mechanische Codierung auf. Die beiden Abschnitte des Betätigers können einstückig ausgebildet sein. In dem in den Kopfabschnitt eingeführten Zustand des ersten Abschnitts des Betätigers ist der Näherungsschalter und vorzugsweise das Modul zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Betätigers angeordnet.
  • In einer Ausführungsart weist der Näherungsschalter eine Lesespule auf, mit welcher der zweite Abschnitt des Betätigers in elektromagnetische Wechselwirkung bringbar ist. Im einfachsten Fall wird eine durch das Annähern des zweiten Abschnitts des Betätigers hervorgerufene Änderung der Induktivität der Lesespule detektiert. Auf diese Weise kann der Näherungsschalter den zweiten Abschnitt des Betätigers kontaktlos detektieren.
  • Der Grundkörper kann beispielsweise mittels Schrauben an dem Sicherheitsschalter, insbesondere dem Kopfabschnitt des Sicherheitsschalters, festgelegt werden. Vorzugsweise kann im bereits montierten Zustand des Grundkörpers der Näherungsschalter eingesetzt werden und entweder durch an ihm angreifende Befestigungsmittel festgelegt werden und/oder mit einer Abdeckplatte oder Abdeckhaube abgedeckt und an dem Grundkörper festgelegt werden. Durch die Wahl der Aufnahmeöffnung im Grundkörper können auch Standard-Näherungsschalter verwendet werden.
  • In einer Ausführungsart ist der Grundkörper in mehr als einer Ausrichtung an dem Sicherheitsschalter festlegbar. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Modul bzw. der Näherungsschalter kabelgebunden elektrisch kontaktiert wird, weil dann die Ausrichtung der Kabelverbindung entsprechend den baulichen Gegebenheiten am jeweiligen Installationsort angepasst werden kann. Für die Festlegung des Grundkörpers können vorzugsweise bereits vorhandene Bohrungen am Sicherheitsschalter verwendet werden, beispielsweise Bohrungen für die Montage des Schalterkopfes. Dies hat den Vorteil, dass für die Montage des Moduls die Bauform des Sicherheitsschalters nicht geändert werden muss. Weiterhin ist dies vorteilhaft, wenn der Schalterkopf des Sicherheitsschalters mehrere Kanäle zum Einführen des Betätigers aufweist, beispielsweise wie in der EP 0 941 549 B1 offenbart. Welche der mehreren Öffnungen für das Einführen des Betätigers Verwendung findet, entscheidet sich nach den baulichen Gegebenheiten am jeweiligen Installationsort, beispielsweise von welcher Seite die Schutztür auf den Sicherheitsschalter zubewegt wird. Durch eine geeignete Ausrichtung des Schalterkopfes kann die erforderliche Öffnung im Schalterkopf freigehalten werden.
  • In einer Ausführungsart ist der Näherungsschalter in mehr als einer Ausrichtung in die Aufnahmeöffnung des Grundkörpers einsetzbar. Auch dadurch kann in Abhängigkeit der baulichen Gegebenheiten des Installationsortes ein besonderer Schutz für den Näherungsschalter und insbesondere dessen Anschlussleitung erreicht werden, beispielsweise indem die Anschlussleitung nach einer mechanisch wenig beanspruchten Seite aus dem Grundkörper herausgeführt wird.
  • Der Betätiger weist einen ersten Abschnitt auf, der in einen Kopfabschnitt des Sicherheitsschalters einführbar ist, und einen zweiten Abschnitt, der von einem an dem Sicherheitsschalter angeordneten Näherungsschalter detektierbar ist. Die beiden Abschnitte können voneinander beabstandet sein, beispielsweise die Form eines "U" aufweisen, und sich vorzugsweise mindestens abschnittsweise planparallel erstrecken. Der mit dem Näherungsschalter zusammenwirkende zweite Abschnitt kann eine kürzere Länge als der erste Abschnitt aufweisen und muss insbesondere keine mechanische Codierung aufweisen.
  • In einer Ausführungsart sind die beiden Abschnitte des Betätigers durch jeweils einen Blechstreifen gebildet, wobei in einem Festlegeabschnitt die beiden Blechstreifen aufeinanderliegen und der den zweiten Abschnitt bildende Blechstreifen eine Kröpfung unter Ausbildung des zweiten Abschnitts aufweist. Alternativ hierzu kann der Betätiger auch als Stanz-/ Biegeteil ausgebildet sein und/oder die beiden Abschnitte einstückig ausbilden.
  • In einer Ausführungsart weist der Betätiger einen Festlegeabschnitt zum Befestigen des Betätigers an einem vorzugsweise bewegbaren Teil einer Schutzeinrichtung auf. Zwischen dem Festlegeabschnitt und dem ersten Abschnitt kann der Betätiger eine Sollbruchstelle aufweisen, durch welche beim Auftreten überhöhter Kräfte der erste Abschnitt von dem Betätiger und insbesondere dem Festlegeabschnitt abtrennbar ist, wohingegen der zweite Abschnitt mit dem Festlegeabschnitt verbunden bleibt. Dadurch ist gewährleistet, dass bei einem beispielsweise gewaltsamen Öffnen einer Schutztür zwar der erste Abschnitt des Betätigers abgerissen wird, dass aber beim Öffnen der Schutztür der zweite Abschnitt des Betätigers mitbewegt wird und dadurch der Sicherheitsschalter trotz des in dem Kopfabschnitt verbleibenden ersten Abschnitts das Öffnen der Tür detektieren kann, weil der zweite Abschnitt nicht mehr in Wirkverbindung mit dem Näherungsschalter ist. Die Sollbruchstelle kann konstruktiv beispielsweise durch Formgebung, wie beispielsweise eine Materialausdünnung oder eine Einkerbung, gebildet sein oder sich alternativ oder ergänzend zur Formgebung auch durch die Art der Festlegung des Betätigers gebildet sein.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
    • Fig. 1
    zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter;
    Fig. 2
    zeigt eine Ansicht des Sicherheitsschalters von vorn;
    Fig. 3
    zeigt eine Ansicht des Sicherheitsschalters von der Seite;
    Fig. 4
    zeigt eine perspektivische Ansicht auf den oberen Teil des Sicherheitsschalters;
    Fig. 5
    zeigt den Sicherheitsschalter in einem Zustand, in dem der Betätiger vollständig an den Sicherheitsschalter angenähert wurde;
    Fig. 6
    zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Sicherheitsschalters;
    Fig. 7
    zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitsschalters;
    Fig. 8
    zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Moduls; und
    Fig. 9
    zeigt eine perspektivische Ansicht des Betätigers.
  • Die Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sicherheitsschalter 1 mit einem erfindungsgemäßen Modul 10 und einem erfindungsgemäßen Betätiger 20. Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Sicherheitsschalters 1 von vorn, und die Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Sicherheitsschalters 1 von der Seite.
  • Der Sicherheitsschalter 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Kopfabschnitt 4 auf. Der Kopfabschnitt 4 ist im Wesentlichen quader- oder würfelförmig. Auf mindestens zwei, miteinander einen rechten Winkel einschließenden Außenflächen des Kopfabschnitts 4 ist jeweils eine Öffnung 6 zum Einführen eines ersten Abschnitts 22 des Betätigers 20 vorgesehen. Durch Einführen des ersten Abschnitts 22 wird im Inneren des Kopfabschnitts 4 ein Schaltrad gedreht, wodurch letztlich ein Schaltvorgang in einer in dem Gehäuse 2 angeordneten elektrischen Schaltereinheit des Sicherheitsschalters 1 ausgelöst wird, wie dies beispielhaft in der DE 43 28 297 C1 beschrieben ist.
  • Das Modul 10 ist an dem Sicherheitsschalter 1 festgelegt, insbesondere an einem dem Gehäuse 2 gegenüberliegenden stirnseitigen Ende des Kopfabschnitts 4. Zum Festlegen werden eine oder mehrere Verbindungsmittel 8, mittels denen der Kopfabschnitt 4 an dem Gehäuse 2 festgelegt ist, zunächst gelöst und anschließend unter Zwischenlage des Moduls 10 wieder eingesetzt, und dadurch das Modul 10 lösbar an dem Kopfabschnitt 4 festgelegt. In dem Modul 10 ist ein Näherungsschalter 30 angeordnet, wie dies nachstehend noch im Zusammenhang mit der Fig. 8 beschrieben ist. Dieser Näherungsschalter 30 reagiert auf ein Annähern eines zweiten Abschnitts 24 des Betätigers 20. Im Ausführungsbeispiel ist der Näherungsschalter 30 durch eine Spule gebildet, deren Induktivität sich durch Annähern des zweiten Abschnitts 24 ändert, was von dem Näherungsschalter 30 detektierbar ist. Damit ist durch den Näherungsschalter 30 eine Position des Betätigers 20 detektierbar, die einem in den Kopfabschnitt 4 eingeführten Zustand des ersten Abschnitts 22 des Betätigers 20 entspricht, was in vielen Anwendungsfällen einer geschlossenen Tür einer Schutzeinrichtung entspricht.
  • Das Modul 10 weist eine Schnittstelle zu dem Sicherheitsschalter 1 auf, über welche ein die detektierte Position des Betätigers 20 repräsentierendes Signal von dem Modul 10 zu der elektrischen Schaltereinheit des Sicherheitsschalters 1 übertragbar ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Modul 10, insbesondere der Näherungsschalter 30, über eine Verbindungsleitung 12, die abschnittsweise außerhalb des Gehäuses 2 verläuft und über einen von dem Gehäuse 2 abnehmbaren Frontdeckel 14 in das Innere des Gehäuses 2 geführt ist, mit der elektrischen Schaltereinheit des Sicherheitsschalters 1 verbunden.
  • Die Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht auf den oberen Teil des Sicherheitsschalters in dem in den Figuren 1 und 3 dargestellten Zustand, d. h. bei noch nicht in den Kopfabschnitt 4 eingeführtem Betätiger 20. Durch die Anordnung des Moduls 10 auf der oberen Frontseite des Kopfabschnitts 4 bleibt die auf der oberen Frontseite ebenfalls angeordnete weitere Einführöffnung 6 für den Betätiger 20 zugänglich, so dass der Betätiger 20 alternativ auch von oben in den Kopfabschnitt 4 einführbar ist, wie dies insbesondere nachfolgend im Zusammenhang mit der Fig. 7 beschrieben ist.
  • Der erste Abschnitt 22 des Betätigers 20 ragt in Richtung auf den Kopfabschnitt 4 über den zweiten Abschnitt 24 hinaus. Abhängig von der Empfindlichkeitscharakteristik des in dem Modul 10 angeordneten Näherungsschalters kann dadurch erreicht werden, dass bei einem Annähern des Betätigers 20 zunächst ein Schaltvorgang aufgrund des Zusammenwirkens des ersten Abschnitts 22 mit dem Kopfabschnitt 4 erfolgt; erst beim weiteren Annähern, insbesondere beispielsweise bei einem vollständigen Schließen einer Schutztür, wirkt auch der zweite Abschnitt 24 derart mit dem Näherungsschalter 30 zusammen, dass auch der Näherungsschalter 30 einen Schaltvorgang auslöst. Durch entsprechende geometrische Ausgestaltung der beiden Abschnitte 22, 24 und/oder der Empfindlichkeitscharakteristik des Kopfabschnitts 4 bzw. des Näherungsschalters 30 kann es auch zu einem im Wesentlichen gleichzeitigen Auslösen jeweils eines Schaltvorganges kommen. Wichtig für viele Anwendungsfälle ist, dass das Annähern des Betätigers 20, mithin beispielsweise das Schließen einer Schutzeinrichtung, unabhängig von zwei Sensoren detektiert wird, nämlich einmal durch die im Kopfabschnitt 4 angeordneten Sensormittel und einmal durch den im Modul 10 angeordneten Näherungsschalter 30.
  • Die Fig. 5 zeigt den Sicherheitsschalter 1 in einem Zustand, in dem der Betätiger 20 vollständig an den Sicherheitsschalter 1 angenähert wurde, insbesondere der erste Abschnitt 22 des Betätigers 20 in den Kopfabschnitt 4 eingeführt ist und der zweite Abschnitt 24 des Betätigers 20 in Wirkverbindung mit dem Näherungsschalter 30 des Moduls 10 ist.
  • Die Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Sicherheitsschalters 101, der mit einem gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel unveränderten Betätiger 20 betätigbar ist. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Kopfabschnitt 4 um 90° um die Längsachse 16 des Sicherheitsschalters 101 versetzt auf dem Gehäuse 2 angeordnet. Dadurch kommt die für den Betätiger 20 vorgesehene Öffnung 6 an jener Außenseite des Gehäuses 2 zu liegen, an welcher der Frontdeckel 14 anbringbar ist. Durch die Drehung des Kopfabschnitts 4 kann der Sicherheitsschalter 101 an die unterschiedlichen baulichen Gegebenheiten am Installationsort angepasst werden.
  • Die Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sicherheitsschalters 1, das sich durch die Form des zweiten Abschnitts 124 des Betätigers 120 von den vorigen Ausführungsbeispielen unterscheidet. Der zweite Abschnitt 124 ist wie auch in den weiteren Ausführungsbeispielen flächig, um dadurch in eine sichere Wirkverbindung mit dem Näherungsschalter 30 des Moduls 10 zu kommen. Um bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 den Betätiger 120 von oben in den Schalterkopf 4 einführen zu können, steht der zweite Abschnitt 124 im Wesentlichen rechtwinklig von der ansonsten flächigen Erstreckung des Betätigers 120 ab.
  • Die Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Moduls 10. Das Modul 10 weist einen Grundkörper 18 auf, der an dem Kopfabschnitt 4 des Sicherheitsschalters 1 vorzugsweise lösbar festlegbar ist. Hierzu weist der Grundkörper 18 Öffnungen 26 für den Durchtritt von Verbindungsmitteln 8 auf. Außerdem bildet der Grundkörper 18 einen Aufnahmeraum 28 zum Einsetzen des Näherungsschalters 30 aus. Der Aufnahmeraum ist dabei symmetrisch zu einer gedachten Spiegelebene. Der Näherungsschalter 30 ist in zwei unterschiedlichen Ausrichtungen in den Aufnahmeraum 28 einsetzbar, wie dies durch die gestrichelte Darstellung des gedrehten Näherungsschalters 30' angedeutet ist. Der Näherungsschalter 30 ist dabei im Wesentlichen bereits durch die an die Außenform des Näherungsschalters 30 angepasste Form des Aufnahmeraums 28 positioniert und fixiert. Darüber hinaus kann auf den Grundkörper 18 bei eingesetztem Näherungsschalter 30 noch ein Deckel aufgelegt und mit dem Grundkörper 18 verbunden werden, insbesondere verschraubt werden.
  • Die Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Betätigers 20 in einer gegenüber den Figuren 1 bis 6 vergrößerten Darstellung. Der Betätiger 20 weist einen Festlegeabschnitt 32 auf, mittels dem der Betätiger 20 beispielsweise an einer Schutztür festgelegt werden kann. Hierzu weist der Festlegeabschnitt 32 zwei Durchgangsöffnungen 34 zum Einsetzen eines Befestigungsmittels auf, beispielsweise jeweils einer Schraube oder eines Niets.
  • Der erste Abschnitt 22 und der zweite Abschnitt 24 sind im Ausführungsbeispiel jeweils durch einen Blechstreifen gebildet, wobei die beiden Blechstreifen im Bereich des Festlegeabschnitts 32 miteinander verbunden sind, beispielsweise verschweißt oder vernietet sind. Alternativ hierzu könnten die beiden Abschnitte 22, 24 zusammen mit dem Festlegeabschnitt 32 einstückig ausgebildet sein, indem ein ausreichend langer Blechstreifen an einem den beiden Abschnitten 22, 24 gegenüberliegenden Ende um 180° gebogen ist, wie dies am linken Bildrand der Fig. 9 angedeutet ist.
  • Nahe dem Übergang vom Festlegeabschnitt 32 zum ersten Abschnitt 22 ist im Bereich des ersten Abschnitts 22 durch den Übergang zu den an ihrem freien Ende die mechanische Codierung 38 tragenden Stegen eine Sollbruchstelle 36 gebildet, an welcher der erste Abschnitt 22 von dem Festlegeabschnitt 32 abtrennbar ist, wenn auf den Betätiger 20 beispielsweise zu hohe Kräfte in dessen Längsrichtung wirken.

Claims (5)

  1. Modul (10) für einen Sicherheitsschalter (1), der ein Gehäuse (2) mit einem Kopfabschnitt (4) aufweist, in welchen ein vorzugsweise mechanisch codierter erster Abschnitt (22) eines Betätigers (20) einführbar ist und dadurch einen Schaltvorgang in einer elektrischen Schaltereinheit des Sicherheitsschalters (1) auslöst, wobei das Modul (10) an dem Sicherheitsschalter (1) festlegbar ist und einen Näherungsschalter (30) aufweist, mit dem eine Position des Betätigers (20) detektierbar ist, die dem in den Kopfabschnitt (4) eingeführten Zustand des ersten Abschnitts (22) des Betätigers (20) entspricht, und dass das Modul (10) eine Schnittstelle zu dem Sicherheitsschalter (1) aufweist, über welche ein die detektierte Position des Betätigers (20) repräsentierendes Signal von dem Modul (10) auf die elektrische Schaltereinheit des Sicherheitsschalters (1) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (10) einen an dem Sicherheitsschalter (1) festlegbaren Grundkörper (18) aufweist, der eine Aufnahmeöffnung (28) für den Näherungsschalter (30) aufweist.
  2. Modul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Näherungsschalter (30) einen von dem in den Kopfabschnitt (4) eingeführten ersten Abschnitt (22) des Betätigers (20) beabstandeten zweiten Abschnitt (24) des Betätigers (20) detektiert.
  3. Modul (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Näherungsschalter (30) eine Lesespule aufweist, mit welcher der zweite Abschnitt (24) des Betätigers (20) in elektromagnetische Wechselwirkung bringbar ist.
  4. Modul (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (18) und/oder der Kopfabschnitt (4) in mehr als einer Ausrichtung an dem Sicherheitsschalter (1) festlegbar ist.
  5. Modul (10) nacheinem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Näherungsschalter (30) in mehr als einer Ausrichtung in die Aufnahmeöffnung (28) des Grundkörpers (18) einsetzbar ist.
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