WO2016058718A1 - Vorrichtung zur gesteuerten arretierung oder freigabe eines sicherheitsrelevanten, beweglichen bauteils - Google Patents

Vorrichtung zur gesteuerten arretierung oder freigabe eines sicherheitsrelevanten, beweglichen bauteils Download PDF

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    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion

Definitions

  • the invention relates to a device for controlled locking or release of a safety-relevant, movable component, such as a protective door, protective flap or the like, with a movable locking member and with an adjusting movements of the locking member between the locking position and release position controlling self-locking drive.
  • a safety-relevant, movable component such as a protective door, protective flap or the like
  • Devices of this type are prior art and are preferably used in devices that form part of a security system in which movable components are locked in a position in which they form an access or access-preventing boundary for a protected area, such as in Form of a protective door or flap as a protective device at the danger zone of a machine.
  • a device of the type mentioned is disclosed in the document DE 10 2009 041 101 A1. This document shows two variants of a locking device, wherein in each case a rotary drive is provided with an electric motor.
  • a spur gear which is in engagement with a rack-like teeth on the locking part, which is designed as Zuhaltebolzen, by the rotational movements of the electric motor in one or the other direction of rotation in the locking position or release position axially movable is lent.
  • This design of the drive with the directly connected to the motor drive shaft gear / racks / gearbox notwithstanding the genus mentioned above, not self-locking.
  • the tumbler bolt is unintentionally movable, for example in the case of oscillatory or shock stress, when the electric motor is not supplied with electrical energy or when the electric motor fails, for example, and can be displaced from the locking position into the release position.
  • a generic second variant of the device shown in said document avoids this safety deficiency in that a gear arrangement is provided between the electric motor and the blocking part, which has a worm gear and a toggle lever assembly. Since such a gear arrangement isshernmend, while the risk is avoided that the locking member is moved in the event of failure of the drive from the locking position to the release position and thereby unintentional unlocking comes about, but it must be taken for the disadvantage that at In the event of a drive failure, no actuation in the sense of an emergency actuation is possible in order to enable a so-called escape lock in the event of a danger in which access or access to the circumscribed space area is required.
  • the invention has the object to provide a device of the type mentioned, which avoids the mentioned safety deficiencies of the prior art.
  • an essential feature of the invention is that one of a self-locking the drive is provided movable actuator, which is mechanically coupled for a caused by the drive transferring the locking member in the release position with this and for an independently caused by the drive transferring into the release position of the locking member.
  • the device according to the invention can be designed as a bolt lock with a locking part in the form of a locking bolt, which is mounted for its movements between locking position and release position coaxially with a linear sliding movement of the actuator and biased by an energy storage in the locking position.
  • a rotary drive with a rotational movement of the drive shaft of an electric motor in the axis of the drive shaft coaxial linear movements of the actuator converting gear can be provided.
  • having an electric motor drive can be provided with particular advantage as a transmission that gives the drive the self-locking property, a planetary gear and a drivable by this, the actuator between advanced and withdrawn Wegstell moving spindle drive.
  • a planetary gear as a transmission component enables the transmission of high torques in the smallest space, while at the same time achieving high transmission rates. conditions are feasible, and in combination with a spindle drive allows a particularly compact construction of the fixed housing of the device, so that it can be integrated into safety-related systems without difficulty, even with small available installation spaces.
  • a plunger in the form of a rod which extends into a central passage of the housing of the locking device inside.
  • the arrangement may advantageously be made such that the plunger has a projecting driver on the end facing away from the drive, which interacts with a contact surface located on the tumbler pin to transmit its return movement, a decoupling gap being formed on the tumbler pin, over its length the Zuhaltebolzen is lifted at lifted off the contact surface driver against the attacking biasing force of the energy storage from the locking position into the release position.
  • the Zuhaltebolzen located in the advanced locking position is thus decoupled from the driver of the plunger so that it is movable from the locking position to the release position against the biasing force acting on it, regardless of which axial position the plunger occupies.
  • the locking pin has an axially extending in the direction of the drive sleeve part in which a guide path is formed as a decoupling distance for the driver of the plunger over the length of the Zuhaltebolzen relative to the driver is axially movable against the biasing force of the energy storage.
  • the arrangement can be made such that the locking pin in the open end of the housing with a radially auskra- ing flange part is guided, which is followed by the sleeve part, which is surrounded by a provided as energy storage closing spring in the form of a coil spring, which is supported on the one hand on the flange and on the other hand at a stage in the passage of the housing.
  • the locking device can be realized in this way in a particularly compact design.
  • an emergency operation can be provided by means of which the locking pin can be manually moved from the locking position into the release position by lifting the carrier of the ram from the contact surface against the action of the helical spring.
  • the emergency operation may have an emergency button, which is connected to a movable transversely to the axis of the actuator rod, which has at the extending into the housing passage end inclined surfaces which upon actuation of the emergency button on a projecting
  • FIG. 1 is a perspective oblique view of the rotary drive for an embodiment of the device according to the invention without associated locking device.
  • FIG. 2 in perspective oblique view and exploded exploded view of the items of the rotary drive of the embodiment; a longitudinally cut, perspective oblique view of the drive; a longitudinal sectional perspective view of the perspective of the embodiment, wherein the drive is shown broken off and the locking device is shown in the form of a pin tumbler in the state of locking a safety door; an illustration corresponding to Figure 4, wherein the release state is shown. a representation corresponding to Figures 4 and 5, wherein the state of an escape release is shown. a schematically simplified partial longitudinal section with respect to FIG. 4 to 6 twisted sectional plane, wherein the locking state of the only schematically indicated door is shown, and one of FIG. 7 corresponding, but broken drawn partial longitudinal section, wherein the state of the escape release shown in Fig. 6 is shown ,
  • FIGS. 1 to 3 With reference to the drawing, the invention is explained using the example of a locking device in the form of a Bolzenzuiens for a protective door, wherein a rotary drive with an electric motor 5 is provided.
  • This drive which is illustrated in FIGS. 1 to 3 without an associated locking device, has a drive housing formed from housing parts 1 and 3, which in the closed state shown in FIG. 1 has the shape of a rectangular cuboid with a square cross section , FIGS. 2 and 3 show details of the drive.
  • the right in FIG. 2 located housing part 1 forms the motor housing for the electric motor 5, which is mounted in the housing part 1 such that its drive shaft 7 along the central longitudinal axis 9 of the housing parts 1, 3 extends.
  • On the drive shaft 7 is a pinion 1 1.
  • the planetary gear 15 has three planet gears 21, which are in engagement with the sun gear forming pinion 1 1.
  • the planet gears 21 are mounted with fixed rotation axis on journals 22 of a planet carrier 23.
  • the planet carrier 23 in the form of a circular plate is fixedly mounted on projecting pins 24 of the housing part 1, which engage in pin holes 25 of the planetary carrier 23.
  • a ring gear 27 is provided, which together with the threaded spindle 1 7 forms an integral component.
  • the ring gear 27 has a circular cylindrical jacket 28 which surrounds a pot 29, from the bottom of the pot 30, the threaded spindle 1 7 extends as a coaxial extension.
  • the inner wall of the pot 29 has a toothing 31, with which the planet gears 21 are in meshing engagement.
  • the axial length of the shell 28 and thus the axial length of the toothing 31 are selected such that the toothing 31 remains in meshing engagement with the planet gears 21, while the threaded spindle 1 7 in the generated by the planetary gears 21 drive rotational movement via an operational hub or Movement moved.
  • an actuator that transmits depending on the direction of rotation of the electric motor 5 in feed or retraction coaxial with the drive shaft 7 linear displacement movements of the ring gear 27 transmits to the locking device to be controlled, which is not gezei t in FIGS. 1 to 3, is at the Threaded spindle 1 7 as a coaxial extension a Plunger 33 is mounted, which extends, see Fig. 1, through the Sti rnwand 20 of the housing part 3 to the outside.
  • a prior art electronic control unit which controls the operation of the electric motor 5 in the two directions of rotation has a circuit board 35 which abuts against the housing top. As shown in FIGS. 2 and 3, extend from the board 35 carrier 37 in the gear compartment 1 3, where each is a photocell.
  • an axially projecting edge rib 41 and at the rear peripheral edge of an edge rib 43 are formed on the jacket 28 of the ring gear 27, each having a spiral course own, so that in each case a paragraph 45 is formed.
  • the edge rib 41 adjoining the shoulder 45 enters the light path of the light barrier 39 for position detection.
  • the part of the edge rib 43 adjoining the shoulder 45 when approaching the end position, enters the light path of the associated light barrier 39 in order to again generate a position signal.
  • 33 mechanical stops are provided for the final positioning of the ring gear 27 and thus of the actuator forming plunger, the signals of the photocells 39 can cause the slowing down or coasting of the motor 5 before reaching the mechanical stops.
  • a light-dark contrast could be used on the outside of the jacket 28 of the ring gear 27 for optical position detection.
  • FIGS. 4 to 8 show an embodiment of a locking device in the form of a Bolzenzuiens.
  • For the control of the locking device of the axially movable actuator forming plunger 33 has the shape of a country geren rod which terminates in a radially projecting carrier 51 and extends into a central passage 52 of the housing 53 of the locking device inside.
  • the drive with the drive housing formed from the Cebiruse tone 1, 3 is inserted at the open end 54 of the passage 52 in the housing 53 which surrounds the housing part 3 from its open end 54 ago.
  • the locking device has for lock or release of a protective door 55, of which in Figs.
  • a Zuhaltebolzen 57 which is displaceable between the locking position and release position coaxial with the axis of the linear movement of the plunger 33.
  • the locking pin 57 is shown in Fig. 4 in the advanced locking position and in Figs. 5 and 6 in the retracted release position.
  • the Zuhaltebolzen 57 is guided in a guide body 58 which is inserted into the free open end of the passage 52 of the housing 53 and surrounds a Hohlzyl inder 59, in which the Zuhaltebolzen 57 is guided with a radially projecting flange 60.
  • a closing spring 61 which is supported on the flange part 60 and on a step 62 of the passage 52, biases the locking pin 57 for movement into the locking position shown in FIG. Starting from the flange part 60, the locking pin 57 continues with a sleeve part 63 which extends through the closing spring 61 to an enlarged end portion 64 of the passage 52.
  • the sleeve member 63 for the driver 51 of the plunger 33 forms a guide track 65 which is limited at the distal end of the flange 60 by a radially inwardly projecting bearing surface 66 for the driver 51.
  • FIG. 4 shows the locking state in which the locking pin 57 is pushed forward into the bolt opening 67 of the door 55 by the biasing force of the spring 61.
  • the plunger 33 is in the extended position, wherein its driver 51 abuts against the contact surface 66. Is used for transfer Retracted in the release state of the plunger 33, takes its abutting on the contact surface 66 driver 51 the Zuhaltebolzen 57 against the force of the closing spring 61 in the release position.
  • This operating state is shown in FIG. 5.
  • a cup-like collar 70 which is attached to the plunger 33, interrupts the light path of the light barrier 68, while an end portion 71 laterally projecting at the end of the sleeve portion 63 interrupts the light path of the light barrier 69.
  • Fig. 5 represents the case of a "normal unlocking" in which the locking pin 57 is retracted by the return movement of the plunger 33 generated by the actuator against the force of the closing spring 61.
  • the locking device allows escape release
  • Fig. 6 As shown there, for a spring force against movement of the locking pin 57 by the length of the guide track 65, which in the Sleeve part 63 is provided for relative movements to the driver 61, a Entkoppelshare formed over the length of the locking pin 57 is movable into the release position, wherein the driver 51 of the plunger 33 lifts from the contact surface 66.
  • the advanced state of the plunger 33 is signaled by the fact that the light path of the light barrier 68 is not interrupted.
  • the device according to the invention can interact via an RFI D technology known per se with an actuator (not shown) which is connected to the respective safety-relevant, movable construction device.
  • Part protecting door, protective flap
  • FIG. 7 and 8 show, in schematically simplified representation, an emergency operation by means of which an escape release can be carried out manually.
  • the emergency operation has an emergency button 73 which is connected to an actuating rod 74.
  • This has, at the end extending into the housing passage 52, an actuating fork 75, which engages over the sleeve part 63 of the locking pin 57 and has oblique control surfaces 76 which, upon actuation of the emergency button 73, engage a locking flange 77 on the locking pin 57 and as the comparison of Figs. 7 and 8 shows, pull back against the action of the spring 61 in the unlocked position.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur gesteuerten Arretierung oder Freigabe eines sicherheitsrelevanten, beweglichen Bauteils (2), wie einer Schutztür, Schutzklappe oder dergleichen, mit einem bewegbaren Sperrteil (51) und mit einem Einstellbewegungen des Sperrteils (51) zwischen Arretierposition und Freigabeposition steuernden selbsthemmenden Antrieb (5, 17, 19, 21, 23, 27), ist dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Antrieb (5, 17, 19, 21, 23, 27) bewegbarer Betätiger (33) vorgesehen ist, der für ein vom Antrieb (5, 17, 19, 21, 23, 27) bewirktes Überführen des Sperrteils (51) in die Freigabeposition mit diesem mechanisch gekoppelt und für ein unabhängig vom Antrieb (5, 17, 19, 21, 23, 27) bewirktes Überführen in die Freigabeposition vom Sperrteil (51) entkoppelbar ist.

Description

Vorrichtung zur gesteuerten Arretierung oder Freigabe eines sicherheitsrelevanten, beweglichen Bautei ls
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gesteuerten Arretierung oder Freigabe eines sicherheitsrelevanten, beweglichen Bauteils, wie einer Schutztür, Schutzklappe oder dergleichen, mit einem bewegbaren Sperrteil und mit einem Einstellbewegungen des Sperrteils zwischen Arretierposition und Freigabeposition steuernden selbsthemmenden Antrieb.
Vorrichtungen dieser Gattung sind Stand der Technik und kommen bevorzugt bei Einrichtungen zum Einsatz, die Bestandteil eines Sicherungssystems bilden, bei dem bewegliche Bauteile in einer Position verriegelbar sind, in der sie für einen zu schützenden Raumbereich eine den Zugang oder Zugriff verhindernde Umgrenzung bilden, etwa in Form einer Schutztür oder -klappe als Schutzeinrichtung am Gefahrenbereich einer Maschine. Eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung ist in dem Dokument DE 10 2009 041 101 A1 offenbart. Diese Druckschrift zeigt zwei Varianten einer Arretiervorrichtung, wobei jeweils ein rotatorischer Antrieb mit einem Elektromotor vorgesehen ist. Im einen Fall befindet sich auf der Antriebswelle des Elektromotors ein Stirnrad, das mit einer zahnstangenartigen Verzahnung am Sperrteil in Eingriff ist, das als Zuhaltebolzen ausgebildet ist, der durch die Drehbewegungen des Elektromotors in der einen oder ande- ren Drehrichtung in die Arretierposition oder Freigabeposition axial beweg- lieh ist. Diese Ausbildung des Antriebs mit dem unmittelbar mit der Motor- Antriebswelle verbundenen Zahnrad/Zahnstangen/Getriebe ist, abweichend von der eingangs genannten Gattung, nicht selbsthemmend. Dies bedeutet, dass der Zuhaltebolzen bei nicht mit elektrischer Energie versorgtem Elek- tromotor oder bei Funktionsausfall des Elektromotors ungewollt, etwa bei Schwing- oder Schockbeanspruchung, bewegbar und beispielsweise aus der Arretierposition in die Freigabeposition verschiebbar ist. Bei Arretiereinrichtungen für sicherheitsrelevante Bauteile ist dies nicht hinnehmbar. Eine in dem genannten Dokument gezeigte, gattungsgemäße zweite Vorrichtungsvariante vermeidet diesen Sicherheitsmangel dadurch, dass zwischen dem Elektromotor und dem Sperrteil eine Getriebeanordnung vorgesehen ist, die ein Schneckengetriebe und eine Kniehebel-Baugruppe aufweist. Da eine derartige Getriebeanordnung selbsthernmend ist, ist zwar die Gefahr vermieden, dass das Sperrteil bei einem Ausfall des Antriebs aus der Arretierposition in die Freigabeposition bewegt wird und dadurch eine unbeabsichtigte Entriegelung zustande kommt, es muss dafür aber der Nachteil in Kauf genommen werden, dass bei einem Antriebsausfall auch keine Betätigung im Sinne einer Notbetätigung möglich ist, um bei einem Gefah- renzustand, bei dem der Zugang oder Zugriff zum umgrenzten Raumbereich erforderlich ist, eine sog. Fluchtentriegel ung zu ermögl ichen.
Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die die genannten Sicherheitsmängel des Standes der Technik vermeidet.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass ein von einem selbsthemmen- den Antrieb bewegbarer Betätiger vorgesehen ist, der für ein vom Antrieb bewirktes Überführen des Sperrteils in die Freigabeposition mit diesem mechanisch gekoppelt und für ein unabhängig vom Antrieb bewirktes Überführen in die Freigabeposition vom Sperrteil entkoppelbar ist. Die Benut- zung eines selbsthemmenden Getriebes in Kombination mit der bei der Erfindung vorgesehenen Möglichkeit der Entkopplung zwischen Betätiger und Sperrtei! vermeidet zum einen die Gefahr einer unbeabsichtigten Entriegelung bei einer Funktionsstörung des Antriebs und bei einer Krafteinwirkung auf das Sperrteil. Des Weiteren vermeidet die erfindungsgemäß gebotene Entkoppelmöglichkeit zwischen Betätiger und Sperrteil auch ein Sicherheitsrisiko bei Gefahrenzuständen, indem eine unabhängig vom Antrieb erfolgende Fluchtentriegelung ermöglicht ist.
Mit besonderem Vorteil kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als Bol- zenzuhaltung mit einem Sperrteil in Form eines Zuhaltebolzens ausgebildet sein, der für seine Bewegungen zwischen Arretierposition und Freigabeposition koaxial zu einer linearen Verschiebebewegung des Betätigers gelagert und durch einen Energiespeicher in die Arretierposition vorgespannt ist. Für die Vorrichtung kann ein rotatorischer Antrieb mit einem die Drehbewegung der Antriebswelle eines Elektromotors in zur Achse der Antriebswelle koaxiale Linearbewegungen des Betätigers umsetzenden Getriebe vorgesehen sein. Bei einem derartigen, einen Elektromotor aufweisenden Antrieb kann mit besonderem Vorteil als Getriebe, das dem Antrieb die selbsthemmende Eigenschaft verleiht, ein Planetengetriebe sowie ein durch dieses antreibbarer, den Betätiger zwischen vorgeschobenen und zurückgezogenen Schaltstell ungen bewegender Spindeltrieb vorgesehen sein. Die Benutzung eines Planetengetriebes als Getriebebestandteil ermöglicht die Übertragung hoher Momente auf kleinstem Raum, wobei gleichzeitig hohe Übersetzungsver- hältnisse realisierbar sind, und ermöglicht in Kombination mit einem Spindeltrieb eine besonders kompakte Bauweise des feststehenden Gehäuses der Vorrichtung, so dass sich diese auch bei geringen zur Verfügung stehenden Einbauräumen ohne Schwierigkeiten in sicherheitstechnische Anla- gen integrieren lässt.
Als Betätiger kann mit besonderem Vorteil ein Stößel in Form einer Stange vorgesehen sein, der sich in einen zentralen Durchgang des Gehäuses der Arretiereinrichtung hinein erstreckt.
Dabei kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass der Stößel an dem vom Antrieb abgewandten Ende einen auskragenden Mitnehmer aufweist, der zur Übertragung seiner Rückzugsbewegung mit einer am Zuhaltebolzen befindlichen Anlagefläche zusammenwirkt, wobei am Zuhaltebol- zen eine Entkoppelstrecke gebildet ist, über deren Länge der Zuhaltebolzen bei von der Anlagefläche abgehobenem Mitnehmer gegen die angreifende Vorspannkraft des Energiespeichers aus der Arretierposition in die Freigabeposition bewegbar ist. Der in vorgeschobener Arretierposition befindliche Zuhaltebolzen ist dadurch vom Mitnehmer des Stößels derart entkop- pelt, dass er gegen die an ihm wirkende Vorspannkraft, unabhängig davon, welche Axialposition der Stößel einnimmt, in einem Bedarfsfal l aus der Arretierposition in die Freigabeposition bewegbar ist.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist der Zuhaltebolzen ein sich axial in Richtung auf den Antrieb erstreckendes Hülsenteil auf, in dem als Entkoppelstrecke für den Mitnehmer des Stößels eine Führungsbahn gebildet ist, über deren Länge der Zuhaltebolzen relativ zum Mitnehmer axial gegen die Vorspannkraft des Energiespeichers bewegbar ist. Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung dabei so getroffen sein, dass der Zuhaltebolzen im offenen Ende des Gehäuses mit einem radial auskra- genden Flanschteil geführt ist, an das sich das Hülsenteil anschließt, das von einer als Energiespeicher vorgesehenen Schließfeder in Form einer Schraubenfeder umgeben ist, die sich einerseits am Flanschteil und andererseits an einer Stufe im Durchgang des Gehäuses abstützt. Die Arretierein- richtung ist auf diese Weise in besonders kompakter Bauweise realisierbar.
Für eine im Bedarfsfall vorzunehmende Flucht- oder Notentriegelung der Arretiereinrichtung kann eine Notbetätigung vorgesehen sein, mittels deren der Zuhaltebolzen unter Abheben des Mitnehmers des Stößels von der An- lagefläche gegen die Wirkung der Schraubenfeder manuell aus der Arretierposition in die Freigabeposition bewegbar ist. In vorteilhafter Ausgestaltung kann die Notbetätigung einen Notknopf aufweisen, der mit einer im Gehäuse quer zur Achse bewegbaren Betätigungsstange verbunden ist, die an dem sich in den Gehäusedurchgang erstreckenden Ende Schrägflächen aufweist, die bei Betätigen des Notknopfes an einem vorstehenden
Flanschrand des Hülsenteils des Zuhaltebolzens angreifen, um diesen gegen die Wirkung der Schraubenfeder zu bewegen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Schrägansicht des rotatorischen Antriebs für ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne zugehörige Arretiereinrichtung;
Fig. 2 in perspektivischer Schrägansicht und in auseinandergezogener Explosionsdarstellung die Einzelteile des rotatorischen Antriebs des Ausführungsbeispiels; eine längs aufgeschnittene, perspektivische Schrägansicht des Antriebs; eine längs aufgeschnittene, perspektivische Sc'nrägansicht des Ausführungsbeispiels, wobei der Antrieb abgebrochen gezeigt ist und die Arretiereinrichtung in Form einer Bolzenzuhaltung im Zustand der Verriegelung einer Schutztür gezeigt ist; eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung, wobei der Freigabezustand gezeigt ist; eine den Fig. 4 und 5 entsprechende Darstellung, wobei der Zustand einer Fluchtentriegelung gezeigt ist; einen schematisch vereinfachten Teillängsschnitt mit gegenüber Fig. 4 bis 6 verdrehter Schnittebene, wobei der Verriegelungszustand der nur schematisiert angedeuteten Tür dargestellt ist, und einen der Fig. 7 entsprechenden, jedoch abgebrochen gezeichneten Teillängsschnitt, wobei der in Fig. 6 gezeigte Zustand der Fluchtentriegelung dargestellt ist.
Mit Bezug auf die Zeichnung ist die Erfindung am Beispiel einer Arretiereinrichtung in Form einer Bolzenzuhaltung für eine Schutztür erläutert, wobei ein rotatorischer Antrieb mit einem Elektromotor 5 vorgesehen ist. Dieser Antrieb, der in Fig. 1 bis 3 ohne zugehörige Arretiereinrichtung dargestel lt ist, weist ein aus Gehäuseteilen 1 und 3 gebildetes Antriebsgehäuse auf, das in dem in Fig. 1 gezeigten, geschlossenen Zustand die Form eines rechteck- förmigen Quaders mit quadratischem Querschnitt besitzt. Die Fig. 2 und 3 zeigen nähere Einzelheiten des Antriebs. Das in Fig. 2 rechtsseitig gelegene Gehäuseteil 1 bildet das Motorgehäuse für den Elektromotor 5, der im Gehäuseteil 1 derart gelagert ist, dass sich seine Antriebswelle 7 entlang der zentralen Längsachse 9 der Gehäuseteile 1 , 3 erstreckt. Auf der Antriebs- welle 7 befindet sich ein Zahnritzel 1 1. Die zum Antriebsgehäuse zusammengesetzten Gehäuseteile 1 und 3 bilden zwischen sich einen Getrieberaum 1 3 für ein Planetengetriebe 1 5 und eine Gewindespindel 1 7. Letztere ist mit einem Innengewinde 19 in Eingriff, das sich in der Stirnwand 20 des ein Spindeigehäuse bildenden Gehäuseteils 3 befindet.
Das Planetengetriebe 15 weist drei Planetenräder 21 auf, die mit dem das Sonnenrad bildenden Zahnritzel 1 1 in Eingriff sind. Die Planetenräder 21 sind mit ortsfester Drehachse auf Achszapfen 22 eines Planetenträgers 23 gelagert. Der Planetenträger 23 in Form einer kreisrunden Platte ist an vor- stehenden Zapfen 24 des Gehäuseteils 1 fest angebracht, die in Zapfenlöcher 25 des Planetenträgers 23 eingreifen. Als abtriebsseitiges Getriebeelement des Planetengetriebes 1 5 ist ein Hohlrad 27 vorgesehen, das zusammen mit der Gewindespindel 1 7 ein einstückiges Bauteil bildet. Das Hohlrad 27 weist einen kreiszylindrischen Mantel 28 auf, der einen Topf 29 umgibt, von dessen Topfboden 30 sich die Gewindespindel 1 7 als koaxialer Fortsatz erstreckt. Die Innenwand des Topfes 29 weist eine Verzahnung 31 auf, mit der die Planetenräder 21 in Zahneingriff sind. Die axiale Länge des Mantels 28 und damit die axiale Länge der Verzahnung 31 sind derart gewählt, dass die Verzahnung 31 mit den Planetenrädern 21 in Zahneingriff bleibt, während sich die Gewindespindel 1 7 bei der von den Planetenrädern 21 erzeugten Antriebs-Drehbewegung über einen betrieblichen Huboder Verschiebeweg bewegt. Als Betätiger, der die je nach Drehrichtung des Elektromotors 5 in Vorschub- oder Rückzugrichtung koaxial zur Antriebswelle 7 erfolgenden, linearen Verschiebebewegungen des Hohlrades 27 auf die zu steuernde Arretiereinrichtung überträgt, die in den Fig. 1 bis 3 nicht gezei t ist, ist an der Gewindespindel 1 7 als koaxialer Fortsatz ein Stößel 33 angebracht, der sich, siehe Fig. 1 , durch die Sti rnwand 20 des Gehäuseteils 3 nach außen erstreckt.
Eine dem Stand der Technik entsprechende elektronische Steuereinheit, die den Betrieb des Elektromotors 5 in den beiden Drehrichtungen steuert, weist eine Schaltungsplatine 35 auf, die an der Gehäuseoberseite anliegt. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, erstrecken sich von der Platine 35 Träger 37 in den Getrieberaum 1 3, an denen sich jeweils eine Lichtschranke befindet. Zur Bildung einer Sensoreinrichtung, die die Signale der mit der Schal- tungsplatine 35 verbundenen Lichtschranken 39 auswertet, sind am Mantel 28 des Hohlrades 27 an dessen vorderem Umfangsrand eine axial vorstehende Randrippe 41 und am hinteren Umfangsrand eine Randrippe 43 ausgebildet, die jeweils einen spiraligen Verlauf besitzen, so dass an ihnen jeweils ein Absatz 45 gebildet ist. Bei der Annäherung an die vordere Endpo- sition der B etat i g u n gs-Ve rsc h i e be beweg u n läuft die sich an den Absatz 45 anschließende Randrippe 41 in den Lichtweg der Lichtschranke 39 für die Positionserkennung ein. Bei der Rückbewegung läuft bei Annäherung an die Endposition der sich an den Absatz 45 anschließende Teil der Randrippe 43 in den Lichtweg der zugeordneten Lichtschranke 39 ein, um wiede- mm ein Positionssignal zu generieren. Wenn für die Endpositionierung des Hohlrades 27 und damit des den Betätiger bildenden Stößels 33 mechanische Anschläge vorgesehen sind, können die Signale der Lichtschranken 39 das Abbremsen oder Auslaufen des Motors 5 vor Erreichen der mechanischen Anschläge bewirken. Alternativ zu den durch die Randrippen 41 und 43 beeinflussten Lichtschranken 39 könnte ein Hell-Dunkel-Kontrast auf der Außenseite des Mantels 28 des Hohlrades 27 zur optischen Positionserkennung benutzt werden.
Die Fig. 4 bis 8 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Arretiereinrichtung in Form einer Bolzenzuhaltung. Für die Steuerung der Arretiereinrichtung hat der den axial bewegbaren Betätiger bildende Stößel 33 die Form einer län- geren Stange, die in einem radial auskragenden Mitnehmer 51 endet und sich in einen zentralen Durchgang 52 des Gehäuses 53 der Arretiereinrichtung hinein erstreckt. Der Antrieb mit dem aus den Cehäuseteilen 1 , 3 gebildeten Antriebsgehäuse ist am offenen Ende 54 des Durchgangs 52 in das Gehäuse 53 eingesetzt, das von seinem offenen Ende 54 her das Gehäuseteil 3 umgibt. Die Arretiereinrichtung weist für die Arretierung oder Freigabe einer Schutztür 55, von der in Fig. 4 bis 8 lediglich ein Randleistenabschnitt angedeutet ist, einen Zuhaltebolzen 57 auf, der zwischen Arretierposition und Freigabeposition koaxial zur Achse der Linearbewegung des Stößels 33 verschiebbar ist. Der Zuhaltebolzen 57 ist in Fig. 4 in der vorgeschobenen Arretierposition und in den Fig. 5 und 6 in zurückgezogener Freigabeposition dargestellt.
Der Zuhaltebolzen 57 ist in einem Führungskörper 58 geführt, der in das freie offene Ende des Durchgangs 52 des Gehäuses 53 eingesetzt ist und einen Hohlzyl inder 59 umgibt, in dem der Zuhaltebolzen 57 mit einem radial auskragenden Flanschteil 60 geführt ist. Eine Schließfeder 61 , die sich am Flanschteil 60 und an einer Stufe 62 des Durchgangs 52 abstützt, spannt den Zuhaltebolzen 57 für eine Bewegung in die in Fig. 4 gezeigte Arretier- position vor. Vom Flanschteil 60 ausgehend, setzt sich der Zuhaltebolzen 57 mit einem Hülsenteil 63 fort, das sich durch die Schließfeder 61 hindurch bis zu einem erweiterten Endabschnitt 64 des Durchgangs 52 erstreckt. In dem sich an das Flanschteil 60 anschließenden Anfangsteil bildet das Hülsenteil 63 für den Mitnehmer 51 des Stößels 33 eine Führungsbahn 65, die an dem vom Flanschteil 60 entfernten Ende durch eine radial nach innen vorspringende Anlagefläche 66 für den Mitnehmer 51 begrenzt ist.
Die Fig. 4 zeigt den Arretierzustand, bei dem der Zuhaltebolzen 57 in die Bolzenöffnung 67 der Tür 55 durch die Vorspannkraft der Feder 61 vorge- schoben ist. Der Stößel 33 befindet sich in der ausgefahrenen Position, wobei sein Mitnehmer 51 an der Anlagefläche 66 anliegt. Wird zum Überfüh- ren in den Freigabezustand der Stößel 33 zurückgezogen, nimmt dessen an der Anlagefläche 66 anliegender Mitnehmer 51 den Zuhaltebolzen 57 gegen die Kraft der Schließfeder 61 in die Freigabeposition mit. Dieser Betriebszustand ist in Fig. 5 dargestellt. Für die Erkennung der Positionen, die hierbei vom Stößel 33 und vom Zuhaltebolzen 57 eingenommen sind, sind in dem erweiterten Endabschnitt 64 des Durchgangs 52 Lichtschranken 68 und 69 angeordnet. Bei dem Zustand von Fig, 5 unterbricht ein becherartiger Bund 70, der am Stößel 33 angebracht ist, den Lichtweg der Lichtschranke 68, während ein am Ende des Hülsenteils 63 seitlich auskragendes Endteil 71 den Lichtweg der Lichtschranke 69 unterbricht.
Der in Fig. 5 gezeigte Zustand stellt den Fall einer„Normalentriegelung" dar, bei dem der Zuhaltebolzen 57 durch die von der Betätigungsvorrichtung erzeugte Rückzugsbewegung des Stößels 33 gegen die Kraft der Schließfeder 61 zurückgezogen ist. Bei einem Ausfall der Betätigungsvorrichtung ermöglicht die Arretiereinrichtung eine Fluchtentriegelung. Dieser Betriebszustand, bei dem der Stößel 33 in der vorgeschobenen Position verblieben ist, ist in Fig. 6 dargestellt. Wie dort gezeigt, ist für eine gegen die Federkraft erfolgende Bewegung des Zuhaltebolzens 57 durch die Län- ge der Führungsbahn 65, die in dem Hülsenteil 63 für Relativbewegungen zum Mitnehmer 61 zur Verfügung gestellt ist, eine Entkoppelstrecke gebildet, über deren Länge der Zuhaltebolzen 57 in die Freigabeposition bewegbar ist, wobei sich der Mitnehmer 51 des Stößels 33 von der Anlagefläche 66 abhebt. Dabei wird der Freigabezustand des Zuhaltebolzens 57, ebenso wie im Fall der„Normalentriegel ung" von Fig. 5, dadurch signalisiert, dass das Endteil 71 den Lichtweg der Lichtschranke 69 unterbricht. Anders als bei Fig. 5 ist jedoch der vorgeschobene Zustand des Stößels 33 dadurch signalisiert, dass der Lichtweg der Lichtschranke 68 nicht unterbrochen ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann über eine an sich be- kannte RFI D-Technologie mit einem Betätiger (nicht dargestellt) zusammenwirken, der an dem jeweiligen sicherheitsrelevanten, bewegbaren Bau- teil (Schutztür, Schutzklappe) angeordnet mindestens eine Information, insbesondere betreffend den öffnungs- oder Schließzustand an die Vorrichtung und deren Ansteuerteile weiterleitet. Die Fig. 7 und 8 zeigen in schematisch vereinfachter Darstellung eine Notbetätigung, mittels deren eine Fluchtentriegelung manuell durchführbar ist. Die Notbetätigung weist einen Notknopf 73 auf, der mit einer Betätigungsstange 74 verbunden ist. Diese weist an dem sich in den Gehäusedurchgang 52 erstreckenden Ende eine Betätigungsgabel 75 auf, die das Hülsen- teil 63 des Zuhaltebolzens 57 übergreift und schräge Steuerflächen 76 aufweist, die beim Betätigen des Notknopfes 73 an einem vorstehenden Flanschrand 77 am Zuhaltebolzen 57 angreifen und diesen, wie der Vergleich der Fig. 7 und 8 zeigt, gegen die Wirkung der Feder 61 in die Entriegelungsposition zurückziehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Vorrichtung zur gesteuerten Arretierung oder Freigabe eines sicherheitsrelevanten, beweglichen Bauteils (55), wie einer Schutztür, Schutzklappe oder dergleichen, mit einem bewegbaren Sperrteil (57) und mit einem Einstellbewegungen des Sperrteils (57) zwischen Arretierposition und Freigabeposition steuernden selbsthemmenden Antrieb (5, 1 7, 19, 21 , 23, 27), dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Antrieb (5, 1 7, 1 , 21 , 23, 27) bewegbarer Betätiger (33) vorgesehen ist, der für ein vom Antrieb (5, 1 7, 19, 21 , 23, 27) bewirktes Überführen des Sperrteils (57) in die Freigabeposition mit diesem mechanisch gekoppelt und für ein unabhängig vom Antrieb (5, 1 7, 1 9, 21 , 23, 27) bewirktes Überführen in die Freigabeposition vom Sperrteil (57) entkoppelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Arretiereinrichtung (53) in Form einer Bolzenzuhaltung mit einem Sperrteil in Form eines Zuhaltebolzens (57) aufweist, der für seine Bewegungen zwischen Arretierposition und Freigabeposition koaxial zu einer linearen Verschiebebewegung des Betätigers (33) gelagert und durch einen Energiespeicher (61 ) in die Arretierposition vorgespannt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb ein rotatorischer Antrieb (5, 1 7, 19, 21 , 23, 27) mit einem die Drehbewegung der Antriebswelle (7) eines Elektromotors (5) in zur Achse (9) der Antriebswelle (7) koaxiale Linearbewegungen des Betätigers (33) umsetzenden Getriebe (15) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetengetriebe (15) sowie ein durch dieses antreibbarer, den Betätiger (33) zwischen vorgeschobenen und zu- rückgezogenen Schaltstellungen bewegender Spindeltrieb (1 7) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Betätiger bildender Stößel (33) in Form einer Stange vorgesehen ist, der sich in einen zentralen Durchgang (52) des Gehäuses (53) der Arretiereinrichtung hineinerstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (33) an dem vom Antrieb (5, 1 7, 19, 21 , 23, 27) abgewandten Ende einen Mitnehmer (51 ) aufweist, der zur Übertragung seiner Rückzugsbewegung mit einer am Zuhaltebolzen (57) befindlichen Anlagefläche (66) zusammenwirkt, und dass am Zuhaltebolzen (57) eine Entkoppelstrecke (65) gebildet ist, über deren Länge der Zuhaltebolzen (57) bei von der Anlagefläche (66) abgehobenem Mitnehmer (51 ) gegen die angreifende Vorspannkraft des Energiespeichers (61 ) aus der Arretierposition in die Freigabeposition bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuhaltebolzen (57) ein sich axial in Richtung auf den Antrieb (5, 1 7, 19, 21 , 23, 27) erstreckendes Hülsenteil (63) aufweist, in dem als Entkoppelstrecke für den Mitnehmer (51 ) des Stößels (33) eine Führungsbahn (65) gebildet ist, über deren Länge der Zuhaltebolzen (57) relativ zum Mitnehmer (51 axial gegen die Vorspannkraft des Energiespeichers (61 ) bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuhaltebolzen (57) im offenen Ende des Gehäuses (53) mit einem radial auskragenden Flanschteil (60) geführt ist, an das sich das Hülsenteil (63) anschließt, das von einer als Energie- Speicher vorgesehenen Schließfeder in Form einer Schraubenfeder (61 ) umgeben ist, die sich am Flanschteil (60) und an einer Stufe (62) im Durchgang (52) des Gehäuses (53) abstützt
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notbetätigung (73 bis 77) vorgesehen ist, mittels deren der Zuhaltebolzen (57) unter Abheben des Mitnehmers (61) des Stößels (33) von der Anlagefläche (66) gegen die Wirkung der Schraubenfeder (61) manuell aus der Arretierposition in die Freigabeposition bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbetätigung einen Notknopf (73) aufweist, der mit einer im Gehäuse (53) quer zur Achse (9) bewegbaren Stange (74) verbunden ist, die an dem sich in den Gehäusedurchgang (52) erstreckenden Ende Schrägflächen (76) aufweist, die bei Betätigen des Notknopfes (73) an einem vorstehenden Flanschrand (77) des Hülsenteils (63) des Zuhaltebolzens (57) angreifen, um diesen gegen die Wirkung der Schraubenfeder (61 ) zu bewegen.
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