ES2321500T3 - Sistema de cierre electromagnetico de un interruptor de seguridad. - Google Patents

Abstract

Sistema de cierre (1) de un interruptor de seguridad, con un cabezal lector (2) y un pulsador (3), que presentan, respectivamente, un primer y un segundo módulo (10, 14) con elementos constructivos eléctricos y/o electrónicos, que pueden ser puestos en interacción eléctrica sin contacto y, de ese modo, controlan el interruptor de seguridad, asimismo, el pulsador (3) en el cabezal lector (2) es mantenido cerrado mediante un electroimán conmutable (7) que actúa conjuntamente con un elemento contrario (12), asimismo, mediante un elemento sensor (31, 32, 33, 34), cuya señal de salida depende del campo magnético que puede ser generado por el electroimán (7), se puede controlar el cierre, caracterizado porque con el elemento sensor (31, 32, 33, 34) se puede controlar el nivel de la fuerza de cierre generada por el campo magnético del electroimán (7).

Description

Sistema de cierre electromagnético de un interruptor de seguridad.

La presente invención comprende un sistema de cierre de un interruptor de seguridad con un pulsador acorde al término genérico de la reivindicación 1.

Los sistemas de cierre con un cabezal lector y un pulsador, que presentan, respectivamente, un primer y un segundo módulo con elementos constructivos eléctricos y/o electrónicos, que pueden ser puestos en interacción eléctrica sin contacto y, de ese modo, controlan el interruptor de seguridad, se conocen, por ejemplo, por la memoria DE 197 11 588 A1. Con interruptores de seguridad de este tipo se pueden vigilar dispositivos de protección, por ejemplo, puertas, recubrimientos, rejas y semejantes, de máquinas e instalaciones. En general, al abrir el dispositivo de protección, el interruptor de seguridad interrumpe uno o múltiples circuitos de corriente, por lo cual la máquina correspondiente es pasada a un funcionamiento seguro, por ejemplo, es apagada, o se impide su encendido.

En general, el pulsador es insertado en un canal conformado por el cabezal lector. En el estado ensamblado, el pulsador se puede bloquear mecánicamente en el cabezal lector, y, de ese modo se puede mantener cerrado el dispositivo de protección. El cierre se lleva a cabo, acorde al estado actual de la técnica, gracias a la penetración directa de un empujador en una abertura en el pulsador o por el bloqueo de una rueda de trinquete, que actúa conjuntamente con el pulsador, en el cabezal lector. Para que puedan aplicarse las fuerzas de cierre requeridas dependientes del caso de aplicación de, por ejemplo, 1000 N, el sistema de cierre y con ello, el interruptor de seguridad, deben ser fabricados con una robustez mecánica correspondiente.

De modo alternativo o complementario al bloqueo mecánico, el cierre también puede llevarse a cabo a través de fuerzas electromagnéticas, que, sin embargo, son dependientes de la distancia entre el electroimán y el elemento contrario correspondiente, que, sobre todo, se reducen notablemente cuanto mayor es la distancia. En entornos sucios, por ejemplo, cerca de máquinas de mecanizado con arranque de virutas, la suciedad presente en el interruptor de seguridad y en el sistema de cierre pueda restringir la provisión de fuerzas de cierre elevadas y también las demás funciones.

Por la memoria DE 199 53.898 ya se conoce un dispositivo de protección de acceso con un imán de sujeción en forma de U. En el ejemplo de ejecución se describe una disposición con un imán permanente rotatorio en forma de U, asimismo, un primer contacto Reed detecta la posición de rotación del imán permanente, es decir, la conexión o desconexión del efecto del imán del cierre, y un segundo contacto Reed detecta si está presente o no la contrapieza, es decir, si la puerta de protección está cerrada o no.

A partir de la memoria DE 198 40 620 C1 se conoce un interruptor de seguridad sin contacto, con un sensor Hall dispuesto en el cabezal lector y un imán permanente dispuesto en el pulsador. El sensor Hall supervisa la posición de cierre, asimismo, el umbral de conmutación del sensor Hall se puede regular con un potenciómetro de ajuste.

La presente invención se origina en un el problema de mejorar un sistema de cierre de un interruptor de seguridad, especialmente, de controlar de manera confiable el cierre mediante fuerzas electromagnéticas.

Este problema se resuelve con el sistema de cierre determinado en la reivindicación 1. Los modos de ejecución especiales están determinados en las subreivindicaciones.

En el caso de un sistema de cierre de un interruptor de seguridad, con un cabezal lector y un pulsador, que presentan, respectivamente, un primer y un segundo módulo con elementos constructivos eléctricos y/o electrónicos, que pueden ser puestos en interacción eléctrica sin contacto y, de ese modo, controlan el interruptor de seguridad, se resuelve gracias a que el pulsador en el cabezal lector puede ser mantenido cerrado mediante un electroimán conmutable que actúa conjuntamente con un elemento contrario, asimismo, mediante un elemento sensor, cuya señal de salida depende del campo magnético que puede ser generado por el electroimán, se puede controlar el cierre.

Ninguna de las memorias del estado actual de la técnica presenta un elemento sensor que brinde una señal de salida analógica con la cual se pueda controlar la intensidad del campo magnético de un electroimán y, con ello, de la fuerza de cierre. En la aplicación acorde a la invención de un electroimán, también se puede regular de manera continua la fuerza de cierre con un control eléctrico correspondiente. A diferencia de ello, en el estado actual de la técnica, con los elementos sensores conocidos sólo es posible la determinación discreta o digital de, respectivamente, un estado de conmutación o una posición, por ejemplo, si el imán permanente está rotado en la posición de cierre o si la puerta de protección se encuentra cerrada. Gracias a la posibilidad de ajustar la fuerza de cierre, también pueden conectarse diferentes estados de funcionamiento de la máquina por supervisar, de manera automática, y, especialmente, controlados por programa, a diferentes fuerzas de cierre para el correspondiente dispositivo de protección.

La interacción eléctrica sin contacto entre el cabezal lector y el pulsador puede ser realizada a partir del procedimiento conocido en el estado actual de la técnica, en el caso más simple, amortiguando ondas electromagnéticas, especialmente, un campo electromagnético. De modo alternativo, también puede ser implementado un denominado sistema transpondedor, en cuyo caso se intercambian señales de identificación entre el cabezal lector y el pulsador de manera eléctrica y sin contacto. Acorde al estado actual de la técnica, sólo se aprovecha de manera limitada el área espacial de respuesta del sistema de interacción y se requiere un alineado relativamente exacto entre sí del cabezal lector y el pulsador en el estado ensamblado.

El cierre no se lleva a cabo, o no se lleva a cabo exclusivamente, con un pasador desplazable perpendicularmente a la dirección de avance del pulsador, sino por la acción de la fuerza electromagnética sobre el elemento contrario. El electroimán puede ser conmutado por el interruptor de seguridad mismo y/o por un dispositivo de mando correspondiente y/o por una máquina correspondiente al interruptor de seguridad. La intensidad de la fuerza de cierre puede ser ajustable, por ejemplo, dependiendo del estado de funcionamiento de la máquina correspondiente. Preferentemente, el elemento contrario y/o el electroimán están alojados de modo rotatorio respecto del elemento de base. Durante el cierre, el electroimán y el pulsador están tan próximos que se pueden ejercer fuerzas de cierre lo suficientemente elevadas. Además, preferentemente, el primer y/o el segundo módulo están integrados en el elemento contrario correspondiente, por lo cual también se garantiza una interacción confiable de los módulos en condiciones desfavorables, por ejemplo, también en el caso de un descentramiento angular del dispositivo de protección.

En un modo de ejecución especial el elemento sensor está dispuesto en el pulsador. Preferentemente, el pulsador presenta, además, el elemento de base, el elemento contrario y el segundo módulo, se prefiere, especialmente, que el pulsador esté conformado por estos elementos. De modo alternativo o complementario, también el cabezal lector puede presentar uno o múltiples elementos sensores. Se puede pensar, por ejemplo, en que la amortiguación del campo magnético generado por el electroimán, causada por el elemento contrario, también pueda ser medida directamente en el cabezal lector.

Independientemente de la cantidad y la disposición de uno o múltiples elementos sensores, el mando del interruptor de seguridad puede llevarse a cabo a través del acople directo o indirecto de la señal de salida del sensor y de la interacción del primer y del segundo módulo. Un acople directo se da, por ejemplo, si el primer y/o el segundo módulo sólo son accionables cuando el elemento sensor facilita una señal de salida correspondiente. Un acople indirecto se da, por ejemplo, si una electrónica superior de mando recibe la señal de salida del primer y/o del segundo módulo e, independientemente de ello, la señal de salida también es recibida por el elemento sensor. Un enlace de ambas señales de salida se lleva a cabo entonces en la electrónica superior de mando que, por ejemplo, también decide si la máquina se encuentra en un estado de funcionamiento para el cual es relevante la señal de salida del elemento sensor.

En un modo de ejecución preferido de la invención, el elemento sensor puede adoptar dos estados de conmutación, dependiendo del campo magnético generado por el electroimán. Preferentemente, el segundo módulo dispuesto en el pulsador es manejado por estos estados de conmutación del elemento sensor. Esto presenta la ventaja de que el pulsador puede ser realizado sin conectores eléctricos externos. Todas las uniones eléctricas requeridas, o demás uniones, se realizan dentro del pulsador y, preferentemente, están dispuestos protegidos contra las influencias perturbadoras mecánicas o de otro tipo del exterior. El elemento sensor también puede estar dispuesto directamente junto a, o en, el segundo módulo del pulsador, o estar integrado en él. Pero para muchos casos de aplicación es ventajoso si el elemento sensor está dispuesto alejado del segundo módulo, sobre el pulsador. Preferentemente, al menos un elemento sensor está dispuesto en el área del borde del pulsador, para poder determinar no sólo una distancia axial respecto del electroimán, sino también un desplazamiento en una dirección perpendicular respecto de la dirección de avance del movimiento relativo entre el electroimán y el pulsador.

En un modo de ejecución preferido de la invención, en el pulsador está dispuesta una bobina de generador para la alimentación de energía eléctrica del segundo módulo. En general, la bobina de generador recibe una señal electromagnética del primer módulo del cabezal lector y genera, a partir de esta señal, la tensión requerida, o la corriente requerida para el funcionamiento de los elementos constructivos eléctricos y/o electrónicos.

En un modo de ejecución especialmente simple de la invención, el elemento sensor está conmutado eléctricamente en serie con la bobina de generador. De ese modo, es posible conectar adicionalmente la alimentación de energía eléctrica para el segundo módulo en el pulsador sólo cuando el elemento sensor detecta un campo magnético generado por el electroimán lo suficientemente elevado o lo suficientemente reducido.

En tanto estén dispuestos múltiples elementos sensores en el pulsador y/o en el cabezal lector, sus señales de salida pueden ser enlazadas entre sí en un modo predeterminable para el control del cierre. Es ventajosa, sobre todo, una distribución espacial, o, al menos, superficial, de múltiples elementos sensores, realizada correspondientemente a los requisitos de cada caso y a las geometrías, por ejemplo, en la superficie de apoyo del pulsador. De ese modo también se puede determinar la posición relativa del pulsador respecto del electroimán en el estado cerrado.

La posición de uno o múltiples elementos sensores puede ser regulada mediante elementos de ajuste individuales o comunes. En principio, el ajuste puede ser posible en las tres direcciones espaciales, en dirección lineal y/o rotatoria. Pero para muchos casos de aplicación dependerá, especialmente, de la posibilidad de ajuste en la dirección del movimiento relativo entre pulsador y electroimán o en ángulo recto respecto de ello.

En un modo de ejecución especial, el elemento sensor presenta un contacto Reed y/o un elemento Hall, el elemento sensor puede, sobre todo, estar conformado por un contacto Reed o un elemento Hall. Un elemento Hall presenta la ventaja, respecto del contacto Reed, que no sólo se pueden establecer uno o múltiples puntos de conmutación, sino que se puede emitir una señal de salida analógica correspondiente a la intensidad del campo magnético generado por el electroimán.

Otras ventajas, características y detalles de la invención se desprenden de las subreivindicaciones y de la siguiente descripción en la cual se describen en detalle varios ejemplos de ejecución con referencia a los dibujos. A su vez, las características mencionadas en las reivindicaciones y en la descripción pueden ser esenciales para la invención, ya sea individualmente para sí o en cualquier combinación.

Figura 1 muestra una vista en perspectiva del cabezal lector de un interruptor de seguridad con un sistema de cierre acorde a la invención,

Figura 2 una vista en perspectiva de un pulsador correspondiente,

Figura 3a muestra un primer ejemplo de ejecución del segundo módulo, en el cual están dispuestos una bobina de generador y un transpondedor,

Figura 3b muestra un segundo ejemplo de ejecución del segundo módulo, en el cual el transpondedor está conectado directamente a la bobina de generador,

Figura 4 muestra un corte a través del cabezal lector y el pulsador del sistema de cierre, en el estado ensamblado,

Figura 5 muestra el sistema de cierre de la figura 4 en un estado modificado,

Figura 6 muestra un diagrama de la fuerza de cierre medida, y

Figura 7 muestra una representación esquemática de un dispositivo de protección.

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La figura 1 muestra una vista en perspectiva del cabezal lector 2 de un interruptor de seguridad con un sistema de cierre acorde a la invención 1 (figura 4). El cabezal lector 2 al menos forma parte del interruptor de seguridad no representado en detalle. La función de conmutación eléctrica puede ser ejecutada dentro de la carcasa de cabeza 4, o en una parte del interruptor, del interruptor de seguridad, alejada de la carcasa de cabeza 4. El contacto eléctrico del cabezal lector 2 se lleva a cabo a través de uno o múltiples conectores de enchufe 5. La carcasa de cabeza 4 es esencialmente paralelepípeda, con una superficie frontal 6 esencialmente rectangular y preferentemente plana. Debajo del centro, la carcasa de cabeza 4 presenta una perforación cilíndrica circular cuyo eje longitudinal conforma un ángulo recto con la superficie frontal 6 y en la cual puede ser dispuesto el electroimán 7. En un ejemplo de ejecución preferido, el cabezal lector 2 está fijado mediante la carcasa de cabeza 4 en un marco del dispositivo de protección (no representado), o de la máquina misma.

El electroimán 7 presenta una carcasa esencialmente cilíndrica circular, que en su cara orientada al pulsador 3 conforma una primera superficie de apoyo 8 esencialmente circular y preferentemente plana. Por fuera, y en sentido radial, la carcasa del electroimán 7 conforma un borde 9 anular y preferentemente plano, separado de la primera superficie de apoyo 8 por una ranura anular 28. La primera superficie de apoyo 8, el borde anular 9 y la superficie frontal 6 se encuentran, preferentemente, en un nivel plano.

Por encima del electroimán 7 se encuentra sujeto de modo fijo, en la carcasa de cabeza 4, el primer módulo 10, especialmente, atornillado a la carcasa de cabeza 4 de manera que puede ser soltado, o no puede ser soltado. El cableado entre el primer módulo 10, el electroimán 7 y la conexión para el conector de enchufe 5 se lleva a cabo, preferentemente, dentro de la carcasa de cabeza 4. En una superficie lateral en la carcasa de cabeza está dispuesta una grapa de cable 11 para fijar las líneas de conexión para el conector de enchufe 5. La superficie frontal preferentemente plana, o tercera superficie de apoyo 23 (figura 4) del primer módulo 10 está alineada con la primera superficie de apoyo 8 o está desplazada mínimamente respecto de ella.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de un pulsador 3 correspondiente, que presenta un elemento contrario 12, por ejemplo, de acero, con el cual el pulsador 3 puede ser fijado en el cabezal lector 2 a través del electroimán 7 y con ello se puede mantener cerrado el dispositivo de protección. El elemento contrario 12 puede ser de una sola pieza de acero, o ser sólo parcialmente de acero, conformando, por ejemplo, un marco de aluminio para el alojamiento de una pieza de inserción que actúa conjuntamente con el electroimán. El elemento contrario 12 está unido de modo fijo al elemento de base 13 correspondiente, conformado, por ejemplo, de aluminio, pero es rotatorio respecto de él, como se detallará en la siguiente descripción de la figura 4. El segundo módulo 14, que puede ser puesto en interacción eléctrica sin contacto con el primer módulo 10 del cabezal lector 2, está unido de modo fijo al elemento contrario 12, preferentemente, fijado en él mediante tornillos de sujeción, de modo tal que pueda soltarse.

El elemento contrario 12 conforma una segunda superficie de apoyo 15, preferentemente plana, que, en el caso del cierre puede ser puesta en contacto superficial con la primera superficie de apoyo 8 del cabezal lector 2. La superficie frontal preferentemente plana, o cuarta superficie de apoyo 24 (figura 4) del segundo módulo 14 está alineada con la segunda superficie de apoyo 15 o está desplazada mínimamente respecto de ella. Es fundamental, a su vez, que gracias a la disposición del primer y del segundo módulo 10, 14 se garantiza el contacto de la primera y la segunda superficie de apoyo 8, 15 del electroimán 7 o del elemento contrario 12, porque de ese modo se obtienen fuerzas de cierre muy elevadas.

El pulsador 3 está fijado, por ejemplo, mediante el elemento de base 13 en un dispositivo de protección para una máquina conmutable por parte del interruptor de seguridad. El elemento contrario 12 junto con el segundo módulo 14 es rotatorio respecto de este dispositivo de protección en las tres direcciones x, y, z representadas en la figura 2 que conforman respectivamente entre sí un ángulo recto. La dirección de distancia entre el elemento contrario 12 y el elemento de base 13 está representada con la dirección espacial z. En esta dirección de distancia z el elemento contrario 12 en principio no es desplazable respecto del elemento de base 13. Tanto el elemento contrario 12 como así también el elemento de base 13 presentan una forma básica esencialmente paralelepípeda con bordes y ángulos redondeados. Las muescas en forma de ranuras 16 en el elemento contrario 12 sirven para la accesibilidad de elementos de sujeción, especialmente, tornillos, insertables en los agujeros de sujeción 17 en el elemento de base 13 y mediante los cuales el pulsador 3 es sujetable en la parte móvil del dispositivo de protección.

En el ejemplo de ejecución es representado, el segundo módulo 14 no presenta líneas de conexión, de modo que no se requiere de un contacto eléctrico del pulsador 3. Preferentemente, se transmite energía a través del primer módulo 10 dispuesto en el cabezal lector 2 al segundo módulo 14 en el pulsador 3, para leer los datos de identificación almacenados en el segundo módulo 14 y transmitirlos nuevamente al primer módulo 10. En una ejecución simplificada, el segundo módulo 14 también puede amortiguar solamente un campo electromagnético alterno generado por el primer módulo 10, en un modo predeterminado, e indicarle con ello al primer módulo 10, o cabezal lector 2, la presencia del segundo módulo 14 y de ese modo, la posición de cierre del dispositivo de protección.

En una relación esencialmente centrada a la segunda superficie de apoyo 15, así como en los puntos de corte de un triángulo imaginario isósceles, en el ejemplo de ejecución representado están dispuestos, en total, cuatro elementos sensores 31, 32, 33, 34. Cada uno de los elementos sensores está alojado correspondientemente en un disco de plástico circular o similar, o sujetado a él. Este disco de plástico presenta, como elemento de ajuste 30, una ranura de ajuste mediante la cual se puede ajustar la posición del elemento sensor 31 correspondiente en dirección del eje Z. A través del segundo elemento sensor 32 dispuesto en el centro se puede detectar si, en realidad hay un campo magnético relevante en el entorno del pulsador 3. El primer, tercer y cuarto elemento sensor 31, 33, 34, dispuestos en los puntos de corte del triángulo imaginario isósceles permiten, por otro lado, la determinación de la posición relativa del pulsador 3, especialmente, del elemento contrario 12, en relación con el campo magnético eventualmente presente. El enlace de las señales de salida de los elementos sensores 31, 32, 33, 34 se lleva a cabo, preferentemente, utilizando los elementos constructivos eléctricos y/o electrónicos en el segundo módulo 14.

La figura 3a muestra un primer ejemplo de ejecución del segundo módulo 14, en el cual están dispuestos una bobina de generador 35 y un transpondedor 36. Un contacto Reed 37, en el ejemplo de ejecución representado, dispuesto fuera del módulo 14, está conectado en serie con la bobina de generador 35. En el caso de un acercamiento del contacto Reed 37 al campo magnético generado por el electroimán 7, se obtiene una desviación de la lengüeta de contacto 42 del contacto Reed 37 en dirección del accionamiento 43 y, y con ello, una unión eléctrica del transpondedor 36 con la bobina de generador 35. En lugar de un contacto de cierre también puede utilizarse un contacto de apertura que en el estado no accionado cortocircuite la bobina de generador 35 y, con ello, impida un intercambio de señales entre el primer y el segundo módulo 10, 14.

Tanto el segundo módulo 14 como así también el contacto Reed 37 están dispuestos junto al o en el pulsador 3, de modo que al mismo tiempo que se desplaza el contacto Reed 37 es decir, el pulsador 3, también se aproxima el segundo módulo 14 al primer módulo 10 dispuesto en el cabezal lector 2. Desde una correspondiente primera bobina de emisión en el primer módulo 10 se emite una señal electromagnética que es receptada por la bobina de generador 35 y, en todo caso, es parcialmente reconvertida en energía eléctrica. Mediante esta energía eléctrica se lee una señal de datos almacenada en el transpondedor 36 y, mediante la bobina de generador 35 es transmitida nuevamente al primer módulo 10 del cabezal lector. Pero esta lectura sólo puede llevarse a cabo si las lengüetas de contacto 42 están desviadas, lo cual sólo ocurre si el campo magnético generado por el electroimán 7 presenta un valor predeterminable, en el punto del contacto Reed 37, acorde a lo cual, por ejemplo, se garantiza un cierre en la medida sufi-
ciente.

La figura 3b muestra un segundo ejemplo de ejecución del segundo módulo 114, en el cual el transpondedor 136 está conectado directamente a la bobina de generador 135. Separado del segundo módulo 114 está dispuesto, como elemento sensor, un elemento Hall 38, alimentado por el transpondedor 136, a través de los conductos de entrada 44, y cuyos conductos de salida 45 son reconducidos al transpondedor 136 para la evaluación.

La figura 4 muestra un corte en el nivel y/z, a través del cabezal lector 2 y el pulsador 3 del sistema de cierre, en el estado ensamblado. En el corte transversal representado se reconoce, especialmente, la forma del elemento 18 deformable elásticamente, configurado de modo rotatoriamente simétrico en relación con la dirección de distancia z. La arandela de apoyo 20 está configurada, esencialmente, en forma de cubo y conforma un tope, especialmente, durante el cierre y la transmisión de fuerza vinculada del elemento contrario 12 a través del elemento de conexión 19 sobre el elemento de base 13, y con ello, del cabezal lector 2 sobre el pulsador 3 o el dispositivo de protección, y/o al atornillas el elemento de conexión 19 y/o al rotar el elemento contrario 12 respecto del elemento de base 13. El manguito 18, a su vez, está en contacto, tanto con el elemento de base 13 como así también con el elemento de conexión 12, y en el caso de vibraciones o golpes amortigua la tendencia a la vibración del elemento contrario 12 e impide, de ese modo, un desarrollo de ruido o golpeteo, originado, por ejemplo, debido a que el elemento contrario 12 golpea contra el elemento de base 13.

El primer elemento sensor 31 es atornillable en una perforación roscada 41 en el elemento contrario, a saber, contra el efecto del elemento 40 acumulador de energía, en el ejemplo de ejecución, un resorte helicoidal. El atornillamiento se lleva a cabo, preferentemente, a través de una intervención de una herramienta en la ranura de ajuste 30, eventualmente también utilizando una moneda adecuada. El contacto eléctrico del elemento sensor eléctrico 1 no está representado en la figura 4 para una mayor claridad del dibujo, y puede llevarse a cabo, por ejemplo, mediante líneas de conexión lo suficientemente largas que en el posterior desarrollo están en unión con el segundo módulo 14. Debido al atornillamiento o desatornillamiento del primer elemento sensor 31 puede ser ajustado el valor umbral en el que, al ser alcanzado, el primer elemento sensor 31 emite una señal de salida predeterminable. El ajuste del primer elemento sensor 31 sólo se lleva a cabo, en el ejemplo de ejecución mostrado, en dirección z, pero con los correspondientes dispositivos de ajuste también puede llevarse a cabo en las direcciones x e y.

De manera diferente al ejemplo de ejecución representado en la figura 4, puede ser ventajoso disponer al menos un elemento sensor 31, 32, 33, 34 en proximidad de, o junto a, la superficie del elemento contrario 12, orientada al elemento de base 13, en todo caso, desplazado hacia delante de la primera superficie de contacto 8 del elemento contrario 12. Especialmente el elemento sensor 31, 32, 33, 34 y/o también el correspondiente elemento de ajuste 30 pueden ser accesibles desde la cara posterior. De ese modo se puede contar con una primera superficie de apoyo 8 al menos parcialmente cerrada del elemento contrario 12, y el elemento sensor 31, 32, 33, 34 y/o el correspondiente elemento de ajuste 30 están dispuestos de modo protegido.

El accionamiento del elemento de ajuste 30, sobre todo, en dirección del eje z, puede, a su vez, llevarse a cabo a través de perforaciones de paso en el elemento de base 13 y/o en el elemento de conexión 19. El eje longitudinal de un contacto Reed 37 y/o su dirección de conmutación puede extenderse, esencialmente paralelo al eje z o formar un ángulo recto con él.

La figura 5 muestra el sistema de cierre 1 en un estado en el cual el pulsador 3 presenta una distancia d respecto del cabezal lector 2. El electroimán 7 dispuesto en el cabezal lector 2 está indicado con una línea de puntos y presenta múltiples espiras 25. En el caso de un suministro de corriente a las espiras 25 se induce un campo magnético en el núcleo de la bobina 26. Otro elemento Hall 39 dispuesto en el núcleo de la bobina 26 determina la intensidad del campo que se presenta. Ésta depende, entre otros, de la distancia d del elemento contrario 12 del pulsador 3 que cortocircuita el flujo magnético. Se incrementa, sobre todo, la intensidad del campo determinada por el otro elemento Hall 39 y de ese modo, la correspondiente tensión Hall UHall, en tanto se reduce la distancia d.

De modo alternativo o complementario también puede estar configurado el primer elemento sensor 31 en el pulsador 3 como elemento Hall, y medir la intensidad magnética del campo que sale en el pulsador 3, o la correspondiente inducción magnética, que también depende de la distancia d del pulsador 3 respecto del cabezal lector 2 o del electroimán 7.

La intensidad magnética del campo medida por el otro elemento Hall 39 y/o por el primer elemento sensor 31 es una medida para la fuerza de cierre F que actúa entre el cabezal lector 2 y el pulsador 3, que en el caos de un cabezal lector 2 montado de modo fijo actúa especialmente sobre el pulsador 3 y en dirección al cabezal lector 2. Acorde a ello, para el otro elemento Hall 39 y/o el primer elemento sensor 31 pueden determinarse valores umbral que en el caso de ser alcanzados por el dispositivo de mando puede señalizarse a una máquina que no sólo el dispositivo de protección está cerrado, sino que también existe una fuerza de cierre lo suficientemente elevada para mantener el dispositivo de protección se manera segura en el estado cerrado. Si para ello se utiliza el primer elemento sensor 31 en el pulsador 3, para la fuerza de cierre F puede hacerse dependiente del hecho de alcanzar el valor umbral predeterminable si es posible un intercambio de señales entre el primer y el segundo módulo 10, 14 entre el pulsador 3 y el cabezal lector 2.

La figura 6 muestra un diagrama de una fuerza de cierre F medida, dependiendo de la distancia d entre el pulsador 3 y el cabezal lector 2, en el caso de un sistema de cierre 1 acorde a la figura 4. La distancia d ha sido variada entre 0,1 mm y 1,1 mm. Las tensiones Hall UHall medidas con el otro elemento Hall 39 pueden ser asignadas a fuerzas de cierre F, correspondientemente a una curva característica obtenida empíricamente. La asignación de las tensiones Hall UHall a la fuerza de cierre F es dependiente, sobre todo, de la disposición del otro elemento Hall 39 en relación con el electroimán 7, la geometría del electroimán 7 y con la geometría así como el material del elemento contrario 12 en el pulsador 3.

Los pares de valores UHall/F determinados empíricamente, en general, en un modelo de construcción, pueden ser almacenados mediante una memoria electrónica de datos en una tabla de consulta o se pueden definir valores umbral para cada sistema de cierre 1 a partir de los valores obtenidos empíricamente. Los valores de medición representados se basan en un suministro de corriente nominal del electroimán 7. Para ello se ha medido, a una distancia d = 0,1 mm, una tensión Hall de, aproximadamente, 2,87 voltios, lo cual corresponde a una fuerza de cierre de más de 900 N. A una distancia d = 1,1 mm, se midió una tensión Hall de, aproximadamente, 2,50 voltios, lo cual corresponde a una fuerza de cierre de aproximadamente 60 N.

La figura 7 muestra una representación esquemática de un dispositivo de protección 47, por ejemplo, con una reja protectora 48 con la cual se puede cerrar el área de trabajo de una máquina-herramienta, especialmente para proteger a los operarios y evitar un acceso a la máquina-herramienta durante el funcionamiento. La reja protectora 48 es desplazable en un marco 50 montado de modo fijo en dirección de la flecha doble 49. El pulsador 3 fijado en la reja protectora 48 actúa en el estado cerrado junto con el cabezal lector 2, sobre todo se lleva a cabo el intercambio de señales entre ambos módulos 10, 14. El estado cerrado de la reja protectora 48 puede ser fijada mediante electroimanes 7. El cabezal lector 2 está unido a través de la línea de conexión 51 con la unidad de evaluación 46, en tanto ésta ni está integrada en el cabezal lector. La unidad de evaluación 46 conduce señales al dispositivo de mando de la máquina herramienta a través del conducto de señales 52, especialmente, para señalizar el estado cerrado de la reja protectora 48 y con ello, indicar la autorización para el funcionamiento de la máquina-herramienta, o recibe señales desde el dispositivo de mando, especialmente, para activar el electroimán 7, para fijar la reja protectora 48 en su estado cerrado durante el funcionamiento de la máquina herramienta.

Claims (14)

1. Sistema de cierre (1) de un interruptor de seguridad, con un cabezal lector (2) y un pulsador (3), que presentan, respectivamente, un primer y un segundo módulo (10, 14) con elementos constructivos eléctricos y/o electrónicos, que pueden ser puestos en interacción eléctrica sin contacto y, de ese modo, controlan el interruptor de seguridad, asimismo, el pulsador (3) en el cabezal lector (2) es mantenido cerrado mediante un electroimán conmutable (7) que actúa conjuntamente con un elemento contrario (12), asimismo, mediante un elemento sensor (31, 32, 33, 34), cuya señal de salida depende del campo magnético que puede ser generado por el electroimán (7), se puede controlar el cierre, caracterizado porque con el elemento sensor (31, 32, 33, 34) se puede controlar el nivel de la fuerza de cierre generada por el campo magnético del electroimán (7).

2. Sistema de cierre acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento sensor (31, 32, 33, 34) produce una señal de salida analógica correspondiente a la intensidad del campo magnético generado por el electroimán (7).

3. Sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el nivel de la fuerza de cierre puede ser regulado.

4. Sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento sensor (31, 32, 33, 34) mide el campo magnético generable por el electroimán (7) y, bajo consideración de la disposición geométrica y de las propiedades magnéticas de los materiales del cabezal lector (2) y del pulsador (3), determina la fuerza de cierre que actúa entre el cabezal lector (2) y el pulsador (3), a partir del campo magnético medido.

5. Sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el elemento sensor (31, 32, 33, 34) está dispuesto en el pulsador (3).

6. Sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el elemento sensor (31, 32, 33, 34) está dispuesto en el cabezal lector (2).

7. sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque mediante el elemento sensor (31, 32, 33, 34) pueden determinarse dos estados de conmutación, dependiendo del campo magnético generado por el electroimán (7), y porque el segundo módulo (14) dispuesto en el pulsador (3) es controlado por los estados de conmutación del elemento sensor (31, 32, 33, 34).

8. Sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en el pulsador (3) está dispuesta una bobina de generador (35) para la alimentación de energía eléctrica del segundo módulo (14).

9. Sistema de cierre acorde a la reivindicación 8, caracterizado porque el elemento sensor (31, 32, 33, 34) está conectado en serie con la bobina de generador (35).

10. Sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque están dispuestos múltiples elementos sensores (31, 32, 33, 34), cuyas señales de salida están enlazadas entre sí en un modo predeterminable para el control del cierre.

11. Sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque mediante un elemento de ajuste (30) se puede ajustar la posición del elemento sensor (31, 32, 33, 34).

12. Sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el elemento sensor (31, 32, 33, 34) presenta un contacto Reed (37).

13. Sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el elemento sensor (31, 32, 33, 34) presenta un elemento Hall (38).

14. Sistema de cierre acorde a una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el elemento contrario (12) y/o el electroimán (7) están unidos de modo fijo con un elemento de base (13), fijado en el pulsador (3) o cabezal lector (2), pero rotatorio respecto de él.