KR20240073896A - 안전 조립체를 위한 전자 작동식 액추에이터 장치 및 관련 안전 조립체 - Google Patents

Abstract

안전 조립체를 위한 전자 작동식 액추에이터 장치는 기계나 플랜트 또는 관련 보호부의 고정 또는 이동가능 부분에 고정되도록 구성된 고정 몸체(2); 고정하기 위해 상기 고정 몸체(2)에 제거 가능하게 삽입되도록 구성되는 고정 수단; 미리 결정된 전개 축(A)을 따라 상기 고정 몸체(2)로부터 돌출하고, 상기 고정 몸체(2) 내부에 제1 고정 단부(4), 및 상기 액추에이터 장치의 접근 후에 상기 스위칭 장치와 상호작용하도록 구성된 제2 외부 단부(5)를 갖는 액추에이터 핀(3)을 포함한다. 상기 액추에이터 핀(3)은 상기 전개 축(A)을 중심으로 배향되어, 상기 전개 축(A)을 중심으로 90°만큼 상호 회전된 적어도 2개의 위치에 따라 위치되도록 구성되고, 상기 고정 몸체(2)는 상기 고정 수단이 고정을 위해 상기 고정 몸체(2)에 삽입될 때, 상기 전개 축(A)을 중심으로 상기 액추에이터 핀(3)의 회전을 차단하거나 이를 90°보다 작은 값으로 제한하도록, 그 내부에 설계되어 있다.

Description

안전 조립체를 위한 전자 작동식 액추에이터 장치 및 관련 안전 조립체

본 발명은 산업용 전기 장치 분야에서의 응용 분야에 관한 것으로서, 특히 기계 또는 산업 플랜트의 경계(perimeter) 또는 배리어의 액세스부를 보호하는데 적합한, 전자 작동식 스위치 또는 안전 센서와 같은 안전 조립체와 관련되거나, 또는 기계 또는 플랜트의 이동가능 부분에 가까이 배치되도록 설계된 액추에이터 장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기 액추에이터 장치가 구비되는 안전 스위치 또는 안전 센서와 같은 전자 작동식 안전 조립체에 관한 것이다.

보호 패널, 배리어, 안전 경계, 또는 기계 또는 시스템의 움직이는 부분과 같은, 기계 또는 산업 플랜트에 대한 액세스부를 보호하도록 설계된 안전 스위치 또는 안전 센서와 같은 공지된 안전 조립품은 일반적으로, 액세스부의 고정 부분에 고정되기에 적합한 스위칭 장치 및 이동가능 부분에 고정되기에 적합한 액추에이터 장치를 포함한다.

2개의 스위칭 및 액추에이터 장치는 이들이 고정된 각 부분들이 더 가까이 이동하여 기계 또는 플랜트에 신호 또는 명령을 보낼 때, 서로 상호 작용하도록 구성되며, 그 특성은 특정 안전 장치에 할당된 기능에 따라 달라진다.

예를 들어, 안전 스위치의 경우, 공지된 방식으로, 이동가능 부분이 닫힐 때, 스위칭 장치와 액추에이터 장치 사이의 상호 작용이 발생하여, 오퍼레이터의 특별한 개입을 필요로 하는 특별한 조건이 없는 한, 기계 또는 플랜트의 시동이 가능하게 된다.

반대로, 스위칭 장치로부터 액추에이터 장치의 결과적인 제거에 따른 액세스부의 개방 또는 개방 요청은 기계 또는 플랜트의 순간적 또는 적시(timed) 정지를 야기하여, 안전한 상태에서 액세스 가능하게 할 수 있다.

두 장치 간의 상호 작용은 전기 기계적이거나 완전 전자적일 수 있다.

첫 번째 경우, 액추에이터 장치에는 일반적으로 키 모양의 액추에이터가 구비되고, 이는 공지된 방식에 따라 스위칭 장치에 수용된 스위칭 수단과 상호 작용하도록, 스위칭 장치 내의 특수 슬롯에 삽입된다.

이러한 액추에이터의 예가 DE19735859에 개시되어 있으며, 액추에이터에는 지지 요소로부터 돌출하는 원통형 키 요소가 구비된다.

반면, 전자 작동식 조립체에서는 두 장치 간의 상호 작용이 일반적으로 태그/RFID 유형의 원격 통신 시스템을 적절하게 갖춘 두 장치 간에 존재 신호를 교환함으로써 발생한다.

배타적이지는 않지만 가장 일반적인 실시예에서, 액추에이터 장치에는 스위칭 장치에 수용된 수신 유형의 제2 통신 요소와 원격으로 상호 작용하고, 상기 존재 신호를 통해 제1 통신 요소와 통신하도록 구성된 송신 유형의 제1 통신 요소가 구비될 수 있다.

수신 요소는 송신 요소에 의해 송신된 원격 제어 신호를 수신하도록 설계된 RFID(무선 주파수 식별) 유형의 안테나일 수 있으며, 송신 요소는 송신 요소가 안테나로부터 최소 감지 가능한 거리에 있는 경우 트랜스폰더일 수 있다.

특히, 트랜스폰더에는 수신 요소에 의해 수신되고 안전 조립체를 제어하는 CPU에 의해 인식되어야 하는 식별 코드를 갖는 RFID 태그가 구비될 수 있다.

DE102010007388은 스위치의 고정 부분에 배치된 위치 감지기와 통신하기 위해 내부에 안테나를 수용하는 키 액추에이터가 구비된 전자 작동식 안전 스위치를 개시한다.

특히, 액추에이터는 안테나가 장착된 팁 및 액추에이터가 도어에 고정될 수 있게 하는 사각형 모양의 고정 요소 내부에 삽입되도록 설계된 지지 요소로 구성된다.

그러나, 액추에이터 및 상대적인(relative) 열쇠 모양 핀의 특정 기하학적 구조로 인해, 도어에 고정할 수 있는 요소에 대해 액추에이터 핀의 방향을 변경할 수 없으므로, 액추에이터는 힌지형 및 슬라이드형 도어 모두에 사용하기 적합하지 않다.

실제로, 고정 요소의 특정 기하학적 구조로 인해 서로 90°각도를 이루고 고정 요소 자체에 직교하는 축을 기준으로 회전되는 4개의 서로 다른 방향에 따라 액추에이터를 내부에 삽입할 수 있다고 하더라도, 액추에이터의 최종 구성은 항상 동일하며 그 최종 위치는 고정 부재가 도어에 고정되는 방식에 따라 항상 결정된다.

전자식 액추에이터의 일부 구성에는 스위칭 장치의 특수 구멍에 맞춰지고 후자에 있는 리테이닝 메커니즘과 상호 작용하도록 설계된 리테이닝 및 센터링 핀이 장착될 수도 있다.

핀은 상기 두 통신 요소가 항상 정렬되거나 어떤 경우에도 서로 통신할 수 있는 위치에 있도록 보장하고, 진동 또는 액세스부에 전달되어야 하고 원치 않는 기계 가동 중지 시간을 초래할 수 있는 기타 응력으로 인해 사고로 액세스부가 개방되는 것을 방지하는 기능하기 위해, 임의의 부품 간의 오정렬을 복구하는 두가지 기능을 갖는다.

레테이닝 및 센터링 핀이 전자 액추에이터로서 작동하는 솔루션이 또한 공지되어 있고, 이는 태그 또는 기타 수신 또는 전송 통신 요소 근처의 대응 구멍에 삽입될 때, 자체 위치를 지정하기 위해 트랜스폰더 또는 기타 송신 또는 수신 통신 요소가 그 단부에 구비된다.

그러나, 이러한 솔루션을 설계할 때, 각 고정 부품 상의 스위칭 장치 및 액추에이터 장치의 위치는 고유하지 않고, 힌지형 또는 슬라이딩형 등 액세스부 유형과 사용 가능한 공간에 따라 달라진다는 점을 고려해야 한다.

따라서, 두 부품 중 하나를 기본 위치에 대해 회전된 위치에 위치시켜야 할 필요가 있으며, 그 결과 다른 부품이 유사한 회전을 겪을 수 없으면, 통신 요소 간의 정확한 상호 작용이 가능하지 않을 수 있다.

스위칭 장치 및 그 원격 통신 요소의 특정 위치에 적응하기 위해, 90°회전하기에 적합한 전자식 액추에이터의 기능을 갖는 핀의 사용을 제공하는 솔루션이 시중에 나와 있다.

그러나, 이러한 구성의 첫 번째 단점은 심지어 사용 도중에, 케이싱에 대한 핀의 회전이 가능하고, 따라서 우발적으로 회전하여 더 이상 기능을 올바르게 수행하지 못할 위험이 있다는 사실로 나타난다.

또한, 액추에이터 장치의 고정은 전면 위치에서만 수행될 수 있으므로, 장치의 적용 내지 응용 방법이 제한된다.

본 발명의 목적은 상기 단점을 극복하고, 고효율성 및 상대적인 비용 효율성의 특징을 갖는, 산업기계 및 플랜트를 위한 안전 조립체용 액추에이터 장치를 제공하는 것이다.

특정 목적은 사용 유연성(flexibility)이 높고 다양한 방향에 따라 고정될 수 있으며 전면 및 측면 모두에 고정될 수 있는, 액세스부 제어용 안전 스위치와 같은 안전 조립체용 액추에이터 장치를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 액추에이터의 우발적인 회전에 대해 안전한, 안전 조립체용 액추에이터 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적과 이하에서 더욱 명백해질 다른 목적은 청구항 제1항에 따른 전자 작동식 안전 조립체를 위한 액추에이터 장치에 의해 달성되며, 이는 기계나 플랜트 또는 관련 보호부(protection)의 고정 또는 이동가능 부분에 고정되도록 구성된 고정 몸체, 기계나 시스템 또는 그 보호부의 고정 또는 이동가능 부분에 고정하기 위해 상기 고정 몸체에 제거 가능하게 삽입되도록 구성되는 고정 수단, 미리 결정된 전개(development) 축을 따라 상기 고정 몸체로부터 돌출하고, 상기 고정 몸체 내부에 제1 고정 단부, 및 상기 액추에이터 장치의 접근 후에 상기 스위칭 장치와 상호작용하도록 구성된 제2 외부 단부를 갖는 액추에이터 핀을 포함한다.

액추에이터 장치는 또한 존재 신호를 송신 또는 수신함으로써, 액추에이터 장치가 속하는 안전 조립체를 구성하는 스위칭 장치와 관련된 수신 또는 전송 유형의 추가 통신 요소와 통신하도록 구성된 전송 또는 수신 유형의 적어도 하나의 원격 통신 요소를 구비한다.

액추에이터 장치의 액추에이터 핀은 상기 전개 축을 중심으로 90°만큼 상호 회전된 적어도 2개의 위치에 따라 위치되도록, 상기 전개 축 중심으로 피봇가능하게 만들어진다.

이러한 방식으로, 고정 몸체에 대한 핀의 방향은 필요에 따라 변경될 수 있지만, 액추에이터 장치의 조립 단계에서만 가능하므로, 사용 도중에 원치 않는 회전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

편리하게도, 고정 몸체는 상기 고정 수단이 고정을 위해 고정 몸체에 삽입될 때, 전개 축을 중심으로 상기 액추에이터 핀의 회전을 차단하거나, 그 회전을 90°보다 작은 값으로 제한하도록, 그 내부에 설계될 것이다.

이러한 방식으로, 나사, 핀, 리벳 등과 같이 액세스부의 이동가능 부분에 액추에이터 장치를 고정하는 동일한 고정 수단은 고정 몸체에 대한 핀의 회전을 방지할 것이다.

유리하게는, 고정 몸체는 2개의 상호 직교하는 벽에 대한 선택적 고정을 가능하게 하기에 적합한 제1 및 제2 고정 수단을 포함할 수 있다.

예를 들어, 고정 몸체는 매번 이용 가능한 공간에 따라, 또는 보호부나 기계 또는 플랜트의 상호 이동가능 부분이 서로 접근하는 방식에 따라, 전면 및 측면 모두에서 상대(relative) 지지대에 고정될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예는 종속항에 따라 얻어질 수 있다.

본 발명의 추가 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 비-제한적인 예로서 도시된, 본 발명에 따른 안전 조립체용 액추에이터 장치뿐만 아니라 상기 액추에이터 장치가 구비된 안전 조립체의 바람직하지만 배타적이지 않은 실시예의 상세한 설명에 비추어 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 제1 작동 구성에서의 액추에이터 장치의 사시도이다.
도 2는 제2 작동 구성에서의 액추에이터 장치의 사시도이다.
도 3은 액추에이터 장치의 분해도이다.
도 4는 도 1의 스위치의 정면도이다.
도 5는 도 1의 스위치의 측면도이다.
도 6은 도 2의 스위치의 정면도이다.
도 7은 도 2의 스위치의 측면도이다.
도 8은 도 5의 V-V 트레이스(trace) 평면에 따른 도 1의 스위치의 전방 절개 단면도이다.
도 9는 추출된 위치에서, 제2 변형의 액추에이터 장치가 구비된 안전 조립체의 사시도이다.
도 10은 액추에이터 장치가 삽입된 위치에 있는 도 9의 안전 조립체의 사시도이다.
도 11은 도 10의 구성에서의 안전 조립체의 측 단면도이다.

첨부된 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 액추에이터 장치의 바람직하지만 배타적이지 않은 구성이 도시되어 있다.

전체적으로 1로 지칭되는, 액추에이터 장치는 산업기계 또는 플랜트 또는 그 부분, 또는 기계나 산업 플랜트가 작동 중인 안전 경계 또는 기타 작업 구역에 대한 안전하지 않은 액세스를 방지하도록 설계된 배리어 또는 이동식 패널과 같은 산업기계 또는 플랜트용 보호부의 제어를 위한 안전 조립체의 일부로 설계된다.

아래에서 더 자세히 설명된 전형적인 응용 분야에서,

안전 조립체는 안전 경계에 대한 액세스를 모니터링하기 위한 안전 스위치일 수 있으며, 안전 조립체에는 액세스부가 즉시 또는 적시에 폐쇄되고 중단되는 경우, 액세스 시 액츄에이터 장치와 상호 작용하기 위해 보호부의 고정 부분에 고정되기에 적합한 스위칭 장치가 장착될 수 있고, 액세스부가 개방된 후 또는 액세스부를 개방해 달라는 요청이 존재하는 경우에만, 기계나 시스템, 또는 기계나 시스템의 하나 이상의 선택된 부분의 작동을 가능하게 한다.

대안적인 응용 분야로는 안전 조립체가 기계나 플랜트 또는 보호부의 2개 이상의 상호 이동가능 부분의 상대(relative) 위치를 감지하는 데 적합한 센서인 경우가 있을 수 있다.

도 1 및 도2에 더 명확하게 도시된 바와 같이, 액추에이터 장치(1)는 액추에이터 장치(1)가 관련 내지 결합되도록 설계된 안전 조립체의 유형에 따라, 기계 또는 플랜트의 고정 또는 이동가능 부분에, 또는 자체적으로는 도시되지 않았지만 관련 보호부에 대해 고정되는 고정 몸체(2)를 포함한다.

고정 몸체(2)는 안전 조립체의 스위칭 장치와 상호 작용하기 위해 미리 결정된 전개 축(A)을 따라 그로부터 돌출하는 액추에이터 핀(3)을 구비한다.

특히, 액추에이터 핀(3)은 고정 몸체(2) 내부의 제1 고정 단부(4) 및 액추에이터 장치와 스위칭 장치 사이의 접근 시 스위칭 장치와 상호 작용하도록 구성된 제2 외부 단부(5)를 갖는다.

따라서, 전개 축(A)은 핀(3)의 두 단부(4, 5)로부터 연장되고 두 단부(4, 5)가 서로 정렬되는 축을 의미한다.

액추에이터 핀(3)은 고정 몸체(2)에 배향 가능한 방식으로 배열되고, 전개 축(A)을 중심으로 고정 몸체(2)에 대해 회전하도록 구성되어, 전개 축(A)을 중심으로 90°만큼 상호 회전된 적어도 2개의 위치에 따라 위치 설정되도록 구성된다.

액추에이터 핀(3)의 회전은 고정 몸체(2)에 대한 상대 회전이 되는데, 이는 사용 중에, 고정 몸체(2)에 대한 전개 축(A)의 상대 회전이 부재할 경우, 액추에이터 핀(3)이 기계 또는 플랜트의 일부 또는 액추에이터 장치(1)가 고정된 관련 보호부에 대해 항상 동일한 방향을 유지할 수 있음을 의미한다.

이 경우, 대신에 액추에이터 장치(1)가 고정되는 기계 또는 플랜트의 부분 또는 관련 보호부에 대해 효과적으로 회전하는 것은 고정 몸체(2)일 것이다.

액추에이터 핀(3)은 선택적으로 서로 90°각도를 이루는 4개의 다른 위치로 회전될 수 있다.

도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 고정 몸체(2)는 액추에이터 핀(3)의 제1 고정 단부(4)를 위한 하우징 시트(8)를 정의하기 위해, 상호 커플링되고 내부로 형상화된(internally shaped) 한 쌍의 부품(6, 7)으로 형성된 쉘을 구비한다.

바람직하게는, 반드시 그런 것은 아니지만, 형상화 부품(6, 7)은 실질적으로 서로 동일할 수 있다.

고정 몸체(2)는 하우징 시트(8)를 정의하기 위해 함께 조립되도록 설계된 하나 이상의 부품으로 구성될 수 있다는 것이 이해된다.

후자는 쉘의 형상화 부품(6, 7)이 함께 조립될 때, 전개 축(A)을 중심으로 액추에이터 핀(3)의 회전을 차단하거나, 적어도 그 회전을 제한하고 90°의 완전한 회전을 방지하도록 설계되었고, 그 결과 고정 몸체(2)에 대한 액추에이터 핀(3)의 90°의 완전한 상대 회전은 형상화 부품(6, 7)이 적어도 부분적으로 서로 분리될 때만, 발생할 수 있게 한다.

일단 액추에이터 장치(1)가 후술되는 적절한 고정 수단에 의해 액세스부에 고정되면, 쉘을 구성하는 형상화 부품(6, 7)은 분리될 수 없다.

도면의 바람직하지만 배타적이지 않은 구성에 따르면, 액추에이터 핀(3)의 제1 고정 단부(4)는 전개 축(A)에 실질적으로 직교하는 플랜지(9)를 갖는 실질적으로 원통형 형상을 갖고, 가능하게는 경사지거나 라운드진 가장자리를 갖는 사각형 형상을 갖는다.

플랜지(9)는 90°만큼 상호 회전된 적어도 한 쌍의 위치에 따라, 플랜지(9)에 실질적으로 상보적인 형상의 전면(front) 섹션을 갖는 하우징 시트(8)에 삽입되도록 구성될 것이다.

원형 형상이 없는 경우, 플랜지(9)와 하우징 시트(8) 사이의 형상의 상보성은 완전히 조립되었을 때 액추에이터 핀(3)이 고정 몸체(2)에 대해 회전하는 것을 방지하거나, 적어도 매우 제한된 회전만 허용할 것이다.

액추에이터 핀(3)은 또한 휴지(rest) 위치에서 액추에이터 핀(3)의 전개 축(A)과 일치하는 축(X)에 대해 제한된 진동 및 회전을 가질 수 있어서, 아래에 더 명확하게 설명된 것과 같이, 조립 중이나 사용 후에 발생할 수 있는, 스위칭 장치와 액추에이터 장치(1) 사이의 임의의 오정렬을 복구할 수 있게 한다.

이를 위해, 액추에이터 핀(3)의 제1 단부(4)의 원통형 부분과 결합하기 위해 하우징 시트(8) 내부에 존재하는 스프링 또는 다른 탄성 요소(10)의 존재는 액추에이터 핀(3)이 관절식(articulated) 상태를 유지하고 항상 축방향으로 정렬된 위치로 복귀하도록 허용할 것이다.

고정 몸체(2)는 또한 액추에이터 핀(3)에 의해 받는 충격을 약화시키는 역할을 하며, 또한 액츄에이터 핀(3)의 올바른 연결(articulation) 가능성을 손상시킬 수 있는 먼지 또는 잔해의 유입 가능성으로부터 통로(12)를 보호하는 엘라스토머 외피(13)가 구비된 전면 플레이트(11)를 가질 수 있다.

본 발명의 추가적으로 특히 유리한 측면에 따르면, 고정 몸체(2)는 사용 가능한 공간 및 선택한 작동 방법에 기초하여, 액추에이터 장치(1)를 기계 또는 플랜트의 일부 또는 고정되어야 하는 관련 보호부의 상호 직교하는 2개의 벽에 선택적으로 고정하는 데 적합한 제1 및 제2 고정 수단을 포함한다. 또한, 제1 및 제2 고정 수단은 이용 가능한 공간 및 선택된 작동 모드에 기초하여, 2개의 상호 직교하는 배향에 따라 벽의 동일한 표면에 액추에이터 장치(1)를 선택적으로 고정할 수 있도록 구성된다.

도시된 바람직하지만 배타적이지 않은 구성에서, 제1 고정 수단은 전개 축(A)을 가로지르는 제1 방향(Y)을 따라, 고정 몸체(2)에 형성된 한 쌍의 제1 관통 구멍(14)을 포함한다. 더 많은 제1 관통 구멍 또는 심지어 하나의 제1 관통 구멍을 제공하는 것이 가능하다.

제1 구멍(14)은 액추에이터 장치(1)를 측방향으로 고정하기 위해, 도시되지 않은 나사, 핀 등과 같은 각각의 고정 요소의 삽입을 가능하게 할 것이다.

각각의 제1 구멍(14)은 변조 방지(anti-tampering) 플러그 또는 시일(15), 즉 제거의 증거를 제공하도록 설계된 플러그 또는 시일에 의해 폐쇄될 수 있다.

제2 고정 수단은 액추에이터 핀(3)의 전개 축(A)에 평행하고 제1 구멍(14)의 제1 횡 전개 방향(Y)에 직교하는 평면(π)에서, 각각의 전개 축을 갖는 고정 본체(2)에 항상 형성된 한 쌍의 제2 관통 구멍(16)을 포함한다.

2개의 제2 구멍(16)은 액추에이터 장치(1)의 정면 고정을 위해, 또한 도시되지 않은 나사, 핀 또는 이와 유사한 것과 같은 각각의 고정 요소의 삽입을 가능하게 할 것이다.

예시된 실시예에서, 2개의 제2 구멍(16)은 액추에이터 핀(3)의 전개 축(A)을 통과하는 고정 몸체(2)의 수직 대칭 평면이기도 한 평면(π) 상에 각각의 중심을 갖도록 배치된다.

또한, 이 경우에도, 여러 개의 제2 구멍 또는 심지어 하나의 제2 구멍을 제공하는 것이 가능하다는 것이 이해된다; 더욱이, 각각의 제2 구멍(16)은 각각의 변조-방지 시일(17), 즉 제거의 증거를 제공하도록 설계된 플러그에 의해 폐쇄될 수 있다.

바람직하지만 비-배타적으로, 제1 구멍(14)의 제1 전개 방향(Y)은 휴지 위치에서 고려되는 액추에이터 핀(3)의 전개 축(A)에 직교할 것이다.

대신에, 제2 구멍(16)은 액추에이터 핀(3)의 전개 축(A)에 평행한 각각의 제2 방향(Z)을 따라 전개될 것이며, 항상 휴지 위치에 있고, 더욱이 제1 전개 방향(Y)에 직교한다.

예시된 실시예에 따른 액추에이터 장치(1)는 전자 작동식 안전 조립체, 즉 두 부품 사이의 존재 신호 교환 후에 스위칭 장치와의 상호 작용이 발생하는 조립체에 삽입되도록 구성된다.

이러한 구성에서, 액추에이터 핀(3)은 스위칭 장치에 대해 리테이닝 및 센터링 요소로서 작용하도록 구성되는 것에 더하여, 액추에이터의 기능도 갖는다.

특히, 액추에이터는 아래에 설명된 것과 같이, 존재 신호를 송신하거나 수신함으로써 스위칭 장치에 존재하는 수신 또는 송신 유형의 제2 통신 요소와 통신하도록 구성된 송신 또는 수신 유형의 제1 원격 통신 요소(18)를 구비한다.

제1 통신 요소(18)는 액추에이터 핀(3)의 제2 단부(5)에 형성된 리세스(19)에 수용되고, 플러그(32) 또는 수지 코팅, 접착제 등과 같은 다른 밀봉 시스템에 의해 다시 폐쇄될 수 있다.

안전 스위치에 대한 전형적인 구성에 따르면, 액추에이터 핀(3)은 일단 제1 통신 요소(18)가 최소 거리에 있게 되면, 상기 존재 신호에 의해 제1 통신 요소와 통신하도록 구성되며 스위칭 장치에 수용되는 수신 유형의 제2 통신 요소와 원격으로 상호 작용하도록 구성된 송신 유형의 제1 통신 요소(18)를 수용한다.

대안적인 변형에 따르면, 액추에이터 핀(3)에 수용된 제1 원격 통신 요소(18)는 송신 유형일 수 있는 제2 원격 통신 요소에 의해 송신된 존재 신호를 수신하기 위한 수신 유형일 수 있다.

제1 실시예에 따르면, 수신 유형의 요소는 송신 유형의 요소에 의해 송신된 원격 제어 신호를 수신하도록 설계된 RFID(무선 주파수 식별) 유형의 안테나일 수 있으며, 상기 송신 유형의 요소는 안테나로부터 최소 감지 가능한 거리에 있는 경우 대신에 트랜스폰더일 수 있다.

특히, 트랜스폰더는 기계 또는 플랜트의 시동을 가능하게 하기 위해, 수신 요소에 의해 수신되고 CPU가 적절하게 장착된 안전 조립체의 제어 수단에 의해 인식되어야 하는 식별 코드를 갖는 RFID 태그를 구비할 수 있다.

코드 인식은 코딩 레벨이 높거나 낮은 스위치를 원하는지 여부에 따라 고유하거나 일반적일 수 있다.

유리하게는, RFID 태그는 수신 요소에 의해 고유하게 인식될 수 있고 액추에이터 장치(1)에 연결된 것 이외의 액추에이터의 사용을 방지하여, 안전하지 않은 액세스부 개방 위험을 회피할 수 있도록, 코딩될 것이다.

그러나, 송신 유형의 요소는 예를 들어, 키 액추에이터와 같은 전기 기계적 동작을 갖거나, 또는 자기 또는 전자기, 광학, 기계, 유도, 압력 또는 기타 유형의 센서를 통해 작동하는 다른 유형일 수 있고, 결과적으로 수신 요소는 송신 요소의 특성에 적응할 것임이 이해된다.

도 9는 전체적으로 20으로 표시된, 안전 조립체 내의 액추에이터 장치(1)의 바람직하지만 배타적이지 않은 적용을 도시한다.

이러한 구성에서, 조립체(20)는 산업기계 또는 플랜트의 안전 경계에 대한 액세스를 제어하기 위한 안전 스위치로서 작동한다.

특히, 조립체(20)는 제어될 액세스부의 고정 부분에 고정되도록 구성된 스위칭 장치(21) 및 액세스부의 이동가능 부분에 고정되도록 구성된 액추에이터 장치(1)를 포함한다.

스위칭 장치(21) 및 액추에이터 장치(1)를 액세스부의 각 부분에 고정하는 방법은 공지된 유형이며 본 발명의 일부가 아니다.

스위칭 장치(21)는 도면에는 보이지 않지만, 그 자체로 공지된 구성을 갖는 스위칭 수단을 내부에 수용하는 케이싱(22)을 포함하며, 상기 스위칭 수단은 기계 또는 플랜트의 메인 회로 및/또는 서비스 및 비상 회로에 항상 알려진 방식으로 전력을 공급하고 및/또는 제어하기 위해, 하나 이상의 전기 및/또는 전자 회로에 작동 가능하게 연결되기에 적합하다.

스위칭 수단은 현장에서 일반적으로 사용되는 것 중에서 선택될 수 있으며, 스위치(20)의 기능에 따라 특별한 제한 없이 변경될 수도 있다.

스위칭 수단의 연결 방법은 이러한 유형의 제품에 대한 일반적인 연결 방법 중에서 선택되며, 이에 대한 자세한 내용은 아래에서 설명하지 않았다.

케이싱(22)은 또한 정확한 작동을 검증하기 위해 각각의 통신 채널을 통해 제어부 및/또는 서비스 회로로부터 입력 신호를 수신하기에 적합한 제어 수단, 예를 들어 도시되지 않은 마이크로프로세서 또는 CPU를 수용할 수 있다.

이러한 방식으로, 제어 수단은 통신 채널 중 하나로부터의 통신 신호가 없거나 부적합이 검출된 경우, 오류 신호를 송신하고, 및/또는 플랜트를 정지하도록 스위칭 수단에 명령할 수 있다.

케이싱(22)은 또한 후술하는 방법에 따라, 액추에이터 장치(1)와 스위칭 수단의 상호 작용을 가능하게 하기 위해, 액추에이터 장치(1)와 상호 작용하도록 설계된 상부 헤드(23)를 포함한다.

이를 위해, 헤드(23)는 헤드의 전면(25, 26) 중 적어도 하나에 형성된 하나 이상의 슬롯(24)을 구비하여, 헤드 내부에 액추에이터 핀(3)을 삽입하고, 그에 따른 스위칭 수단과의 상호작용을 가능하게 한다.

도 9에서, 스위치(20)는 액추에이터 핀(3)이 헤드(23)로부터 추출되는 개방된 액세스부 상태로 도시되는 반면, 도 10에서, 스위치(21)는 액세스부가 폐쇄되고 반드시 잠금될 필요가 없는 상태를 도시하는데, 여기서는 액추에이터 핀(3)이 슬롯(24) 중 하나를 통해 헤드(23)에 삽입된다.

도면의 바람직한 실시예에서, 스위치(21)는 전자 작동식일 것이다. 즉, 액추에이터 장치(1)와 스위칭 수단 사이의 상호작용은 액추에이터 장치(1)가 액추에이터 핀(3)의 상기 제1 통신 요소(18)와 헤드(23)에 수용된 제2 원격 통신 요소(28) 사이의 상호 작용에 의해, 액세스부를 폐쇄되고 안전한 상태로 유지하기 위해, 스위칭 장치(21)로부터 미리 결정된 최소 거리에 있는 경우, 액추에이터 장치(1)에 의해 스위칭 수단으로 전송되는 원격 전자 신호에 의해 제어될 것이다.

도 11의 단면에서 볼 수 있는 바와 같이, 액추에이터 장치(1)는 스위칭 장치(21)의 헤드(23)에 삽입되었지만 잠금되지 않은 액추에이터 핀(3)을 가지며, 케이싱(22)은 헤드(23) 내부에서 액추에이터 핀(3)의 삽입 방향(W)과 직교하며 수직방향으로 이동 가능한 잠금 핀(30)이 구비된 액추에이터 핀(3)의 잠금/잠금해제 수단(29)을 수용한다.

잠금 핀(30)은 액추에이터 핀(3)을 헤드(23) 내부에 유지하기 위해 액추에이터 핀(3)과 맞물리는 상승된 액세스부 잠금 위치와 액추에이터 핀(3)이 잠금 핀(30)에 의해 맞물리지 않아 스위칭 수단이 개방되는 하강된 릴리스 위치 사이에서 이동하도록 설계될 것이다.

또한, 액추에이터 핀(3)은 잠금 핀(30)의 상부 단부의 삽입을 위한 리세스(31)를 구비하며, 이러한 리세스(31)는 액추에이터 핀(3)이 헤드(23)에 완전히 삽입될 때 잠금 핀(30)과 정렬되는 위치에 배치될 것이다.

본 명세서에서, "완전히 삽입된"이라는 표현은 액세스부가 적절하게 닫힌 것으로 간주될 수 있도록, 헤드(23) 내부에 액추에이터 핀(3)이 위치하는 것을 의미한다.

리세스(31)는 예를 들어, 잠금/잠금해제 수단(29)이 잠금 구성에 있을 때 액세스부가 개방되는 것을 방지하기 위해, 릴리즈 핀(30)의 상부 단부가 적어도 부분적으로 삽입될 수 있도록, 적합한 입구 직경의 오목부 또는 심지어 구멍으로 정의될 수 있고 액추에이터 핀(3)의 제2 단부(5)의 하부면에 형성될 수 있다.

제1 통신 요소(18)는 가능하게는 액추에이터 핀(3)의 제2 단부(5)에 통합된 리세스(31) 위에 배치되는 반면, 제2 통신 요소(28)는 액추에이터 핀(3)이 헤드(23)에 완전히 삽입될 때, 제1 통신 요소(18)와 정렬되도록 헤드(23) 내부에 배열될 것이다.

일부 사용 상황에서는 액추에이터 핀(3)의 제2 단부(5)의 방향이 삽입될 슬롯(24)의 방향과 일치해야 한다는 것이 명백하다.

예를 들어, 액추에이터 핀(3)의 제2 단부(5)는 전개 축(A) 중심으로의 회전에 의해 정의되지 않는 단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 통신 요소(18)의 수용을 용이하게 하기 위해, 제2 단부(5)의 단면은 한쪽이 다른 쪽보다 더 큰 직사각형의 형상을 실질적으로 가질 수 있다.

또한, 어떤 경우에는, 통신 요소(18)의 위치 또는 유형이 그에 대한 우선적인 통신 방향을 정의할 수 있다. 따라서, 제2 단부(5)는 통신 요소(18)와 스위칭 장치(21)의 제2 통신 요소(28) 사이의 정확한 통신을 가능하게 하도록 적절하게 배향되어야 한다.

그러한 경우에, 본 발명에 따른 액추에이터의 이점은 훨씬 더 명백해진다.

실제로, 전개 축(A)을 중심으로 고정 몸체(2)와 액추에이터 핀(3) 사이의 왕복 회전이 허용되는 상황은 한편으로는 슬롯(24)의 방향과 일치하는 제2 단부(5)의 방향을 유지하는 것을 가능하게 하고, 다른 한편으로는 고정될 보호부 유형의 부분에 고정 몸체(2)의 위치를 쉽고 빠르게 적응하는 것을 가능하게 한다.

스위치의 작동 모드는 그 자체로 공지된 유형이므로 더 자세히 설명하지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액츄에이터 장치 및 관련 안전 조립체가 의도한 목적을 달성한다는 것은 명백하다.

Claims (15)

1. 기계나 산업 플랜트 또는 그 보호부와 관련되도록 구성되고, 수신 또는 송신 유형의 적어도 하나의 원격 통신 요소(28)가 구비된 전자 작동식 스위칭 장치(21)를 포함하는 안전 조립체를 위한, 전자 작동식 액추에이터 장치로서,
   상기 액추에이터 장치는:
   - 기계나 플랜트 또는 관련 보호부의 고정 또는 이동가능 부분에 고정되도록 구성된 고정 몸체(2);
   - 상기 고정 몸체(2)를 기계나 플랜트 또는 관련 보호부의 고정 또는 이동가능 부분에 고정하는 고정 수단으로서, 상기 고정 수단은 상기 고정 몸체(2)에 제거 가능하게 삽입되도록 구성되는, 상기 고정 수단;
   - 미리 결정된 전개 축(A)을 따라 상기 고정 몸체(2)로부터 돌출하고, 상기 고정 몸체(2) 내부에 제1 고정 단부(4), 및 상기 액추에이터 장치의 접근 후에 상기 스위칭 장치와 상호작용하도록 구성된 제2 외부 단부(5)를 갖는 액추에이터 핀(3); 및
   - 존재 신호를 송신 또는 수신함으로써 상기 스위칭 장치(21)의 수신 또는 송신 유형의 통신 요소(28)와 통신하도록 구성된 송신 또는 수신 유형의 적어도 하나의 원격 통신 요소(18)를 포함하고,
   상기 액추에이터 핀(3)은 상기 전개 축(A)을 중심으로 상기 고정 몸체(2)에 대해 배향되어(oriented), 상기 전개 축(A)을 중심으로 90°만큼 상호 회전된 적어도 2개의 위치에 따라 위치하도록, 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정 몸체(2)는 상기 고정 수단이 고정을 위해 상기 고정 몸체(2)에 삽입될 때, 상기 전개 축(A)을 중심으로 상기 액추에이터 핀(3)의 회전을 차단하거나, 이를 90°보다 작은 값으로 제한하도록, 그 내부에 설계되는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원격 통신 요소(18)는 상기 액추에이터 핀(3) 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 원격 통신 요소(18)는 상기 액추에이터 핀(3)의 상기 제2 단부(5)에 형성된 리세스(19)에 수용되는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터 핀(3)의 상기 제1 단부(4)는 상기 전개 축(A)에 실질적으로 직교하고 실질적으로 사각형 형상을 갖는 플랜지(9)를 포함하고, 상기 플랜지(9)는 90°만큼 상호 회전된 적어도 한 쌍의 위치에 따라 상기 고정 몸체(2)에 삽입되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 몸체(2)는 2개의 상호 직교하는 벽에 대한 선택적 고정을 가능하게 하기에 적합한 제1 및 제2 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 고정 수단은 상기 전개 축(A)을 가로지르는 제1 횡방향(Y)을 따라 상기 고정 몸체(2)를 통과하는 적어도 하나의 제1 관통 구멍(14), 바람직하게는 적어도 한 쌍의 제1 관통 구멍(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 관통 구멍(14)의 상기 제1 횡방향(Y)은 상기 전개 축(A)에 직교하는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 제2 고정 수단은 상기 전개 축(A)에 평행하고 상기 적어도 하나의 제1 관통 구멍(14)의 제1 횡 전개 방향(Y)에 직교하는 평면(π)에서 상기 고정 몸체(2)에 형성된 적어도 하나의 제2 관통 구멍(16), 바람직하게는 적어도 한 쌍의 제2 관통 구멍(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
10. 제7항, 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제2 관통 구멍(16)은 상기 전개 축(A)에 평행한 각각의 제2 방향(Z)을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 방향(Y)과 상기 제2 방향(Z)은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 몸체(2)는 상기 액추에이터 핀(3)의 상기 제1 단부(4)를 위한 하우징 시트(8)를 정의하기 위해 하나 이상의 내부로 성형된 부품(6, 7)으로 구성된 쉘을 포함하고, 상기 하우징 시트(8)는 상기 쉘의 상기 성형된 부품(6, 7)이 함께 조립될 때, 상기 전개 축(A)을 중심으로 상기 액추에이터 핀(3)의 회전을 차단하거나, 이를 90°보다 작은 값으로 제한하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
13. 제5항 또는 제12항에 있어서, 상기 하우징 시트(8)는 90°만큼 상호 회전된 적어도 한 쌍의 위치에 따라 상기 플랜지(9)에 실질적으로 상보적인 형상의 전면 섹션을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
14. 제10항, 제12항 및 제13항에 있어서, 상기 제2 고정 수단은 상기 쉘의 상기 성형된 부품(6) 중 하나에 형성된 제2 관통 구멍(16), 및 상기 쉘의 상기 성형된 부품(7) 중 다른 하나에 형성된 추가의 제2 관통 구멍(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 작동식 액추에이터 장치.
15. 전자 작동식 안전 조립체로서,
    - 제어될 액세스부의 이동가능 또는 고정 부분에 고정되도록 설계되고, 송신 또는 수신 유형의 적어도 하나의 제1 원격 통신 요소(18)를 구비하는, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 전자 작동식 액추에이터 장치(1);
    - 제어될 액세스부의 고정 또는 이동가능 부분에 고정되도록 구성되고, 상기 액세스부의 폐쇄 시, 존재 신호를 송신 또는 수신함으로써 상기 제1 통신 요소(18)와 통신하기에 적합한, 수신 또는 송신 유형의 적어도 하나의 제2 원격 통신 요소(28)를 구비하는 스위칭 장치(21);
    를 포함하는 전자 작동식 안전 조립체.