用于以受控的方式锁定或释放安全相关的、可移动式构件的装置的制作方法

本发明涉及一种用于以受控的方式锁定或释放安全相关的、可移动式构件的装置，所述安全相关的、可移动式构件比如是防护门、防护罩或类似物，该装置具有可移动式止挡元件和自锁式驱动单元，所述自锁式驱动单元控制止挡元件在锁定位置和释放位置之间的调节移动。

背景技术：

这种类型的装置存在于现有技术中，且优选用于形成安全系统的一部分的单元中，其中，可移动式构件可锁定到一位置，在该位置，它们建立了防止进入或接近待保护区域的界限，例如成防护门或防护罩的形式，作为机器的危险区中的防护装置。前述所提及类型的装置公开于文件de102009041101a1中。该文件示出了锁定装置的两个变型；分别提供了具有电机的旋转的驱动单元。在一种情况下，正齿轮位于电机的驱动轴上，其与止挡元件上的齿条型齿接合，所述止挡元件被设计成保持销的形式，所述保持销可通过电机沿着一方向或另一方向的旋转运动轴向地移动到锁定位置或释放位置。齿轮/齿轮齿条/齿轮系统直接连接至驱动轴的驱动单元的设计与前述所提及类型偏离地不是自锁式。这意味着保持销例如在存在振动或冲击应力时可以以不期望的方式移动，且例如在电机没有供电或电机发生功能故障的情况下可从锁定位置移出至释放位置。这对用于安全相关的构件的锁定单元来说是不可接受的。

上述文件所示的类型的第二装置变型通过在电机和止挡元件之间提供齿轮装置而避免了这种安全缺陷，所述齿轮装置具有涡轮和转换元件组件。由于这种齿轮装置是自锁式的，因此，实际上避免了当驱动单元故障时止挡元件将从锁定位置移动至释放位置的风险，且避免了由此而产生的不期望的释放，但是，必须接受由于当在需要紧急驱动而驱动单元发生故障时将不可进行驱动的缺点，在紧急驱动时，将需要进入或接近界限区域来实现所谓的紧急释放。

技术实现要素：

鉴于这些问题，本发明的任务是提供一种前述提及类型的装置，其避免了上述现有技术的安全缺陷。

该问题根据本发明通过一种具有权利要求1整体的特征的装置来解决。

根据权利要求1的特征部分，本发明的一个重要的特殊特征是：提供了能够通过自锁式驱动单元移动的致动器；所述致动器机械地耦接至止挡元件，以便通过驱动单元使止挡元件转移至释放位置，以及从止挡元件解耦，以便独立于驱动单元而转移至释放位置。由本发明提供的使用自锁式齿轮系统连同致动器和止挡元件之间解耦的可能性防止了在驱动单元故障时和力作用在止挡元件上时发生无意的解锁。此外，通过独立于驱动单元实现的紧急释放，本发明所提供的致动器和止挡元件之间解耦的可能性还避免了危险情形下的安全风险。

根据本发明的装置可特别有利地设计成具有止挡元件的销保持单元的形式，所述止挡元件成保持销的形式，所述止挡元件对于致动器在锁定位置和释放位置之间的移动相对于致动器的线性移位移动以同轴的方式安装，且通过能量储存装置预加载至锁定位置。

该装置可设置具有齿轮系统的旋转的驱动单元，所述齿轮系统将电机的驱动轴的旋转运动转换成致动器的与驱动轴的轴线同轴的线性运动。

在这种类型的具有电机的驱动单元的情况下，作为齿轮系统，可以以特别有利的方式提供行星齿轮系和心轴驱动单元，所述心轴驱动单元能够由所述行星齿轮系驱动，且使致动器在前进位置和缩回位置之间移动，从而使驱动单元具有自锁式特征。使用行星齿轮系作为齿轮系统的构件使得可在很小的空间中传递大力矩；同时，可实现高齿轮传动比，且这使得可实现与心轴驱动单元组合的装置的固定壳体的特别紧凑的设计，从而它可在即使仅提供了小安装空间的情况下不费力地整合到安全相关的系统中。

作为一个特别的优点，可提供成条棒形式的挺杆作为致动器，所述挺杆延伸到锁定单元的壳体的中心通孔中。

这样的话，该装置可有益地配置成：挺杆在远离驱动单元的端部上具有突出的随动部，所述随动部与保持销上的接触表面共同作用，以便传递它的缩回移动；解耦路径形成在保持销上，其中，所述保持销能够在解耦路径的长度上逆着能量储存装置所施加的预加载力从锁定位置移动到释放位置，且随动部移离接触表面。处于前进的锁定位置的保持销与挺杆的随动部解耦，从而在必要时它可逆着作用在它上的预加载力从锁定位置移动至释放位置，而不管挺杆的轴向位置如何。在特别有益的设计示例中，所述保持销具有套筒元件，所述套筒元件沿着驱动单元的方向轴向地延伸，导轨在所述套筒元件中形成为用于挺杆的随动部的解耦路径，其中，保持销能够相对于随动部在解耦路径的长度上逆着能量储存装置的预加载力轴向移动。

在此，该装置可特别有益地配置成：所述保持销保持在壳体的敞开端部中，且具有连接至套筒元件的径向突出的凸缘元件，所述套筒元件被闭锁弹簧围绕，所述闭锁弹簧设置为成螺旋弹簧形式的能量储存装置，其支撑在凸缘元件上并支撑在壳体的通孔中的阶梯部上。以这种方式，可以以特别紧凑的设计来实现锁定单元。

可提供紧急释放装置，以用于在需要时实施锁定单元的逃离或紧急释放，保持销能够通过所述紧急释放装置逆着螺旋弹簧的作用手动地从锁定位置移动至释放位置，且使挺杆的随动部从接触表面移离。在一个有益的实施例中，所述紧急释放装置可具有连接至驱动条棒的紧急钮，所述驱动条棒能够横向于壳体中的轴线移动，所述驱动条棒在延伸到壳体通孔的端部上具有倾斜表面，当紧急钮被按下时，所述倾斜表面作用在保持销的套筒元件的突出的凸缘边缘上以逆着螺旋弹簧的作用移动它。

附图说明

下面将借助于附图中所示的示例来详细地阐释本发明。

附图中示出了：

图1示出了对于根据本发明的装置的一个示例的、没有伴随锁定单元的旋转的驱动单元的透视对角视图；

图2在透视和分解视图中以对角视图示出了该示例的旋转的驱动单元的各个部件；

图3示出了驱动单元的纵向剖视图的透视对角视图；

图4示出了该示例的纵向剖视图的透视对角视图，其中，驱动单元以虚线图示出，且锁定单元被示为成销保持单元的形式，且具有锁定的防护门；

图5示出了对应于图4的视图，其中，示出了释放状态；

图6示出了对应于图4和图5的视图，其中，示出了紧急释放状态；

图7以相对于图4-6的旋转的剖视图示出了示意性简化的局部纵剖视图，其中，示出了仅在附图中表示的门的锁定状态；以及

图8以断开视图示出了对应于图7的局部纵剖视图，其中，表示出了图6所示的紧急释放状态。

具体实施方式

参照附图，将通过用于防护门的成销保持单元形式的锁定单元的示例来阐述本发明；提供了具有电机5的旋转的驱动单元。图1-3示出的、在没有伴随的锁定单元的情况下的该驱动单元具有驱动单元壳体，所述驱动单元壳体由壳体部分1、3构成，且在图1所示的封闭状态下具有带方形横截面的长方体形状。图2和图3示出了驱动单元的更多细节。位于图2右手侧的壳体部分1构成了用于电机5的电机壳体，所述电机5在壳体部分1中安装成使得其驱动轴7沿着壳体部分1、3的中心纵轴线9延伸。齿轮11定位于驱动轴7上。组装成驱动单元壳体的壳体部分1、3在它们之间形成了用于行星齿轮系15和齿轮心轴17的齿轮腔13。齿轮心轴17与内螺纹19啮合，所述内螺纹19位于形成心轴壳体的壳体部分3的端壁20中。

行星齿轮系15具有与齿轮11啮合的三个行星齿轮21，所述齿轮11形成了中心齿轮。行星齿轮21通过局部固定的旋转轴线安装在行星齿轮架23的支承轴颈22上。成圆形板形式的行星齿轮架23固定地附接至壳体部分1的突出柱24，所述突出柱24与行星齿轮架23的柱孔25接合。与齿轮心轴17共同形成一体构件的环齿轮27设置成行星齿轮系15在输出侧上的齿轮元件。环齿轮27具有围绕杯体(topf)29的圆柱形罩壳28；齿轮心轴17作为同轴突出部从杯体基部30延伸。杯体29的内壁具有与行星齿轮21啮合的齿31。罩壳28的轴向长度以及齿31的轴向长度被选择成：使得齿31保持与行星齿轮21啮合，而齿轮心轴17在驱动单元的旋转运动过程中在通过行星齿轮21产生的操作冲程或移位路径上移动。通过壳体部分3的端壁20延伸到外侧的挺杆33(见图1)成同轴突出部的形式附接至齿轮心轴17而作为致动器，从而根据电机5沿着前向或反向的旋转方向而将环齿轮27的同轴于驱动轴7的线性移位运动传递至待控制的锁定单元，锁定单元在图1-3中未示出。

按照现有技术的、用于控制电机5沿着两个旋转方向的操作的电子控制单元具有位于壳体之上的电路板35。如图2和图3所示，承载件37从板35延伸至齿轮腔13中，承载件37中的每个上分别具有挡光片。轴向突出的边缘肋41形成在环齿轮27的罩壳28的前外周边缘上，且轴向突出的边缘肋43形成在罩壳28的后外周边缘上，边缘肋分别具有螺旋形式，从而肩部45分别形成在它们上，以便形成传感器装置来评价处理连接至电路板35的挡光片39的信号。当接近驱动移位运动的前端部位置时，连接至肩部45的边缘肋41运动到挡光片39的光路中，以用于位置检测。在返回移动过程中，边缘肋43的连接至肩部45的部分在接近端部位置过程中运动到分配的挡光片39的光路中，以便再次产生位置信号。当设置机械止动部以用于环齿轮27的端部定位以及形成致动器的挺杆33的端部定位时，挡光片39的信号可在到达机械止动部之前使得电机5制动或减慢。作为通过边缘肋41和43影响的挡光片39的替代，明暗反差件可用在环齿轮27的罩壳28的外侧上，以用于光学位置检测。

图4-8示出了成销保持单元形式的锁定单元的一个示例。为了控制锁定单元，形成轴向可移动式致动器的挺杆33具有相当长的条棒的形状，该条棒终止于径向突出的随动部51并延伸到锁定单元的壳体53的中心通孔52中。驱动单元连同由壳体部分1、3构成的驱动单元壳体在通孔52的敞开端部54处嵌入到壳体53中，所述壳体53从其敞开端部54围绕壳体部分3。锁定单元具有保持销57，保持销57可同轴于挺杆33的线性运动的轴线在锁定位置和释放位置之间移动，以用于锁定或释放防护门55，防护门55仅在图4-8以边缘区段表示。保持销57被示为在图4中处于向前的锁定位置，且在图5和图6中处于缩回的释放位置。

保持销57在引导元件58中被引导，所述引导元件58嵌入到壳体53的通孔52的自由敞开端部中且围绕空心缸59，具有径向突出的凸缘元件60的保持销57在所述空心缸59中被引导。安装在凸缘元件60上和通孔52的阶梯部62上的闭锁弹簧(schlieβfeder)61预加载保持销57，以用于移动到图4所示的锁定位置。从凸缘元件60开始，保持销57接着具有套筒元件63，所述套筒元件63穿过闭锁弹簧61延伸至通孔52的扩展的端部区段64。在连接至凸缘元件60的起始部分，套筒元件63形成有用于挺杆33的随动部51的导轨65，所述导轨65通过用于随动部51的在远离凸缘元件60的端部处径向向内突伸的接触表面66限制。

图4示出了锁定状态，在该锁定状态，保持销57通过弹簧61的预加载力前进到门55的螺栓开口67中。挺杆33处于延伸位置；它的随动部51与接触表面66产生接触。如果挺杆33缩回而转换成释放状态，它的与接触表面66产生接触的随动部51就逆着闭锁弹簧61的力而使保持销57一起到达释放位置。该操作状态在图5中示出。挡光片68和69布置在通孔52的扩展的端部区段64中，以用于检测通过挺杆33和保持销57由此所采取的位置。在图5的状态，附接至挺杆33的杯式环件70截断了挡光片68的光路，而在套筒元件63的端部处侧向突出的端部部分71截断了挡光片69的光路。

图5所示的状态代表了“正常释放”的情况，其中，保持销57通过由驱动装置产生的挺杆33的返回移动而逆着闭锁弹簧61的力缩回。锁定单元在驱动装置故障时可实现紧急释放。挺杆33保持在前进位置中的该操作状态在图6中示出。如图所示，形成了解耦路径，以用于保持销57逆着弹簧力通过可在套筒元件63中实现的导轨65的长度的移动，以用于对随动部61的相对移动。保持销57可在解耦路径的长度上移动到释放位置；挺杆33的随动部51在该过程中移离接触表面66。这样一来，通过端部部分71截断了挡光片69的光路，指示出保持销57的释放状态，正如图5中“正常释放”的情况那样。然而，与图5中的情况不同的是，通过挡光片68的光路未被截断而指示出挺杆33的前进状态。根据本发明的装置可与本身已知的rfid技术结合作用，且致动器(未示出)布置在相应的、安全相关的可移动式构件(防护门或防护罩)上，所述可移动式构件沿着至少一个通道到达装置及其控制部件，尤其关于打开或关闭状态而言。

图7和图8以示意性的简化视图示出了紧急释放装置，经由该紧急释放装置可手动地实施紧急释放。紧急释放装置具有连接至驱动条棒74的紧急钮73。驱动条棒74在延伸到壳体通孔52中的端部上具有驱动叉部75，所述驱动叉部75与保持销57的套筒元件63交叠并具有倾斜的控制表面76，所述控制表面76当紧急钮73被按压时施加于保持销57上的突出的凸缘边缘77，并逆着弹簧61的作用将它拉回至释放位置，如图7和图8的对比所示。