专利名称：安全开关的制作方法
技术领域：
安全开关技术领域本发明涉及一种用于监控可移动保护装置的安装开关，所述安装开关 具有带读头的转换元件以及具有可以相对于读头移动并以无接触方式与 读头配合的致动元件。
背景技术：
在机器和加工设备上的门和盖构造中的可移动保护装置通过安全开 关得到监控。这些保护装置使人和机器相互分离以保护二者。为此，在门 或盖的打开过程中，安全开关必须可靠地中断一个或多个电路并保持它们 断开，直至保护装置再次闭合。用于这一目的的电/机械安全开关具有与保护装置的固定部分相连的 转换元件，其中可以插入与可移动保护装置相连的分离操作控制装置。该 分离操作控制装置在插入状态使开关触点闭合。当保护装置打开时，换句 话说在没有操作控制装置插入时，通过传递能量的形成锁定(form-locking)装置迫使开关触点打开。在由于环境异常卫生或其他环境状态(食品加工、净化场)而不能使 用电/机械安全开关的情况下，采用具有几个永久磁铁的操作控制件。所 述磁铁在不接触的情况下与读头相互作用。线圈设置在读头上。出于安全 的原因，必须设置至少三个磁铁。与电/机械安全开关相反，磁性安全开 关在振动的情况下相对更加敏感。另外，当发生故障时优选的反应是开关 不能打开。发明内容本发明的目的是提供一种用于可移动保护装置的改进的安全开关。根 据本发明通过一种用于监控可移动保护装置的安全开关实现这些目的，所 述安全开关包括具有至少一个读头的转换元件、以及可以相对于读头移动 并在不接触读头的情况下与读头相互作用的操作致动元件。该致动元件具有用于与读头相互作用的感抗元件以及在第一存储器中特定用于识别致 动元件的电子源码。评估装置连接在读头的输出端，包括在至少两个第二 存储器中特定用于识别读头和转换元件中的一个的电子源码，并且包括用 于对来自读头的信号进行分析和评估的至少两组部件。由于用于与读头相互作用的致动元件具有感抗元件，因此在操作控制 机构中不再需要任何类型的永久磁铁。安全开关由此不易受到振动的影 响。同时，也克服了在机构向任何一侧移动时磁铁具有延伸的操作范围和 形成破坏性影响的问题。在读头的感抗元件出现故障时，不存在任何致动 元件。因此'，安全开关随后转换到安全状态，换句话说是打开状态。当那 种情况发生时，感抗元件比釆用永久磁铁的装置提供更大的安全性。由于 致动元件和读头之间相对较大的机械误差，因此即使在重型保护门上也可 以采用根据本发明的安装开关。读头有利地是同样具有在交变磁场中与致动元件的感抗元件相互作 用的感抗元件。这两个感抗元件随后形成变压器。该变压器可以在动态信 号传送的安全技术原理下操作。这样即使对于非常高的安全要求也可以釆 用具有一个单个通道的结构进行操作。读头的生产得到极大简化并且成本 相对更低。特别有利地是在致动元件从该交变磁场采集或吸收能量以进行操作 时。不需要为致动元件提供单独电压。因此，极大降低了感抗元件出现技 术故障(安全开关的最终转换设定在打开状态)的可能性。同时，极大降 低了操作控制装置相应的维护成本。有利地是致动元件包括在存储区域中的电子源码，其特定用于识别致 动元件。每个致动元件随后是唯一的构件。排除了安全开关借助另外的致 动元件进行任何操作。同时，数字分析/评估在频率偏移上可以代替模拟 分析/评估。类似的致动元件被用于识别系统，其中可移动挤压或封塞工 具或者挤压或封塞工具托板承载所述致动元件，这一点通过图示或配准读 头进行检测并在此后适于被编程向机器提供指令和/或反馈以进行所述部 件的移动或运输。当分析和评估装置在读头的出口侧串联时，所述读头包括在至少一个另外存储器中的电子源码，特别是识别读头或转换元件，这时每个安全也 是唯一的构件。与特定可识别的致动元件组合，每个单个的安全开关仅对 来自一个单一致动元件的信号作出反应。为此优选地是在分析/评估装置内设置比较装置。该比较装置将来自致动元件的源码与其中存储的源码进 行比较。优选地，来自致动元件引发读头操作的源码由读头进行读取和采 集。还可以对例如与点火开关相接合的汽车电子自动运行停止装置采用被 称为应答器的类似系统。由于致动元件-读头系统的高安全级，足以使所述结构被构造成仅具 有一个通道。由于分析/评估电子设备的高灵敏度，有利地是在分析/评估 装置的两个通道内产生信息流动。这一点可以在对从读头采集的信号进行 通常的分析/评定胜任和认可的部件是分析/评估装置的部件的至少两倍 时得到实现。采用可靠技术，安全开关具有钥匙状操作控制装置，其可以插入转换 元件的壳体内。本发明采用的一种结构是设置的致动元件安装在操作控制 装置上，同时相应地读头设置在转换元件的壳体内。然而还可以想到可互 换的结构。采用已知技术，操作控制装置通过使用挤压或封塞杆而得到互 锁。本发明的另一技术是致动元件安装在挤压或封塞杆上，并且读头布置 在转换元件的壳体内。而且，这些结构可以适当地互换。由于材料成本的原因，有利地是操作控制装置由塑料而不是金属构 成。防止功能因操作控制装置的故障而失效或出错的一个有利的保护措施 在致动元件感抗元件的一个绕组在操作控制装置的几乎整个长度上延伸 时得到实现。从
以下结合附图的详细描述中将会清楚地了解到本发明的其他目的、 优点和特征，所述描述公开了本发明的优选实施方式。
参照构成公开内容的一部分的附图图1是根据本发明的实施方式的安全开关的截面侧视图；图2是图1所示安全开关的操作控制读头以及分析/评估装置的示意图或布线图；以及图3是操作控制装置的示意图。
具体实施方式
根据本发明的安全开关包括具有壳体3的转换元件1，其可以与保护装置的固定部分相连。操作控制通道5 —直穿过壳体3的正面。该通道两 端开口。钥匙状操作控制元件或致动器7可以插入操作控制通道5内，并 且可以紧固在保护装置的活动或可移动部分例如门或罩元件上。操作控制 元件7承载封装在塑料内的致动元件9。当操作控制元件7完全插入操作 控制通道5内时，致动元件9定位在操作控制通道5内。转换元件l在操 作控制通道5的边缘或外周具有读头11。当操作控制元件7完全插入时， 致动元件9和读头ll相对布置并可以选择性地相互作用。读头11与分析和评估装置13相连。分析/评估装置13具有输入24V 装置供给电压的连接件15。控制装置17的输入端与这些连接件15相连。 控制装置17的输出端向与其相连的NPN晶体管19的集电极放出5V的内 部供给电压。晶体管19的输出端与PNP晶体管21相连，以及与第一微处 理器23和出于安全原因的第二微处理器25相连。第一微处理器23在来 自控制装置17的附加控制线上得到监控。来自第一微处理器23的输出通 过放大器与晶体管19和21的基极相连。当PNP晶体管21的集电极接地 时，导线从晶体管19和21的两个发射极延伸并使它们相互连接，并且延 伸到读头ll内，在那里与线圈或感应器27相连。该线圈27在面对操作 控制通道5的一侧布置在读头11内，并且以其纵向轴线与操作控制通道 平行地延伸。电容器29连接在线圈27的输出端，该电容器又通过两个电 阻31接地，并且另一方面通过具有带通滤波器的接收机放大器33与两个 微处理器23和25各自一端相连。出于安全的原因， 一个传输电平监控器 35又连接成平行于两个电阻31中的每个。 一个传输电平监控器35与第 一微处理器23的输入端相连，而另一个传输电平监控器与第二微处理器 25的输入端相连。第一微处理器23从计算机电路中产生125kHz的频率，其利用该频率 控制两个晶体管19和21，使其交替从锁定或闭锁状态转换为饱和状态。通过该电路，引起共振频率同为125kHz的线圈27和电容器29的振荡电 路的振荡。线圈27由此发射交变磁场。电阻31限制振荡电路中的电流， 并由此限制交变磁场的振幅。同时，还在操作致动元件9与读头ll之间 形成距离，这两个元件以所述距离持续相互作用。由于存在的电阻31是 其常规数量的两倍，因此传输电平监控器35通过比较可以确认电阻31 中的一个的偏移。操作控制线圈或感应器37作为感抗元件设置在致动元件9内。线圈 布置在致动元件9面对读头11的一侧并与操作控制元件7纵向对准。操 作控制线圈37与操作控制电容器39 —起形成振荡电路。IC标准部件41 平行于控制电容器39。当操作控制元件7完全插入时，致动元件9和读 头11彼此相对布置，并且线圈27和操作控制线圈37 —起形成变压器。 换句话说，形成发射器和变换器结构。因为在两个线圈27和37之间存在 间隙，所以变压器仅具有很小程度的耦合(通常在0.01到0. l之间)。 从线圈27中发射的交变磁场引起操作控制线圈37中的电压，并利用该电 压激发振荡电路37和39中的振动。IC标准部件41包括变压器，其在变 压器上面可以吸收或采集来自振荡电路37和39的能量。此外，IC标准 部件41具有EEPR0M，其提供32位纵向源码，利用所述纵向源码致动元 件9可以得到特定识别。具有该源码的IC标准部件41调节振荡电路37 和39中的振幅具有每毫秒1位的速率。确定新的行程的操作控制线圈37 返回接合在读头11的线圈27上，其振荡电路37和39在线圈27上面同 样得到调节。调节的信号通过接收机放大器33传送到微处理器23和25。两个微处理器23和25各自具有EEPR0M 43，其中提供32位纵向源 码，利用所述纵向源码读头11可以得到特定识别。两个微处理器23和 25相互独立地确定是否源码从致动元件9中发出，以及是否该源码适合 于来自EE:PR0M 43的源码，换句话说成对组成的相互关联的致动元件9 和读头11是否被布置成具有相互面对的成对的构件。只有当成对的构件 对准时，微处理器23或25才通过放大器向继电器45发射信号，以闭合 开关47。而后为了更安全，设置断路触点和线以闭合开关47，利用这种 开关的闭合每个微处理器23和25可以确定相关其他继电器45的开关状 态。两个开关47形成安全幵关的输出元件，并且例如可以串联布置连接 在所述安全开关上，以控制输入具有保护装置的机器内的电压。如果致动元件9和读头11之间的距离太大，换句话说例如当操作控制元件7未插 入操作控制通道5内时(换句话说当保护装置打开时)，微处理器23或 25可以确定没有任何适配的源码，从而微处理器23和25发出信号打开 开关47，并由此切断对机器的电压输送。为了提高安全性，转换元件1具有挤压或封塞工具51，其可以在壳 体3内纵向滑动并被构造成优选是起重磁铁的衔铁。挤压或封塞工具51 可以交叉穿过操作控制通道5，垂直于工具移动方向延伸，并在相对一侧 接合在壳体3的切口上。操作控制元件7包括开口 53，当操作控制元件7 完全插入操作控制通道5内时挤压或封塞工具或滑动件51可以穿过所述 开口接合。挤压或封塞工具51在与磁铁升起方向相反地得到弹簧偏压。 起重磁铁的结构和控制由此得到确定，使得利用布置成完全插入操作控制 通道5内的操作控制元件7，挤压或封塞工具51穿过开口 53接合在壳体 3头部的切口上并锁定操作控制元件7。因此挤压或封塞工具51仅随着机 器的断开，当机器达到静止时释放操作控制元件7，使得保护装置在机器 仍然运行的同时不能打开。为了监控挤压或封塞工具51的位置，该结构 还包括附加致动元件55，其被构造成与致动元件9相同。此外，壳体3 内的转换元件1具有附加读头57，其被构造成与读头ll。附加致动元件 55和附加读头57由此被布置成使得它们在挤压或封塞工具51锁定致动 元件7时彼此相对。连接在附加读头57的输出端的另外的分析/评估装置 具有两个开关，它们优选与分析/评估装置13的开关47串联布置。操作控制元件7是塑料的。在最远离开口的两端设置紧固孔，利用所 述紧固孔操作控制元件7紧固在保护装置的可移动部分上。操作控制线圈 37的铜线绕组从致动元件9向外延伸到操作控制元件7，绕紧固孔59并 回到致动元件9。所述绕组还可以再次绕开口 53布置。当存在操作控制 元件7的中断时，该绕组与利用它的操作控制线圈37断开，使得致动元 件9不再在读头11的交变磁场下操作。在这种情况下向开口元件1发出 信号，打开保护装置，使得安全开关转换到安全状态，换句话说切断向机 器供给电压。尽管已经选定一种实施方式对本发明进行了示意说明，但本领域技术 人员将会认识到在不脱离由附加权利要求限定的本发明范围的前提下可以对其做出多种变化和改变。
权利要求1.一种用于监控可移动保护装置的安全开关，包括具有至少一个读头的转换元件；可以相对于所述读头移动并在不接触读头的情况下与所述读头相互作用的操作致动元件，其特征在于所述致动元件具有用于与所述读头相互作用的感抗元件以及在第一存储器中特定用于识别所述致动元件的电子源码；以及连接在所述读头输出端的评估装置，包括在至少两个第二存储器中特定用于识别所述读头和所述转换元件中的一个的电子源码，并且包括用于对来自所述读头的信号进行分析和评估的至少两组部件。
2. 如权利要求l所述的安全开关，其特征在于，所述读头包括通过交变磁场与所述致动元件的感抗元件相互作用的 感抗元件。
3. 如权利要求l所述的安全开关，其特征在于，所述评估装置包括至少一个比较装置，用于将所述读头得到激励时通 过所述致动元件发出的并且通过所述读头接收的所述源码与存储在所述 评估装置中的所述源码进行比较。
4. 如权利要求l所述的安全开关，其特征在于， 所述转换元件包括壳体；以及 致动器可以容纳在所述壳体中。
5. 如权利要求4所述的安全开关，其特征在于，所述致动元件设置在所述致动器上。
6. 如权利要求l所述的安全开关，其特征在于，还进一步包括锁定 所述致动器的滑动件，所述致动元件设置在该滑动件上，其中致动元件的 感抗元件接受来自所述交变磁场用于其操作的能量。
7. 如权利要求l所述的安全开关，其特征在于，所述致动元件的所述感抗元件的至少一个绕组在所述致动器的几乎 整个长度上延伸，致动元件的感抗元件接受来自所述交变磁场用于其操作 的能量。
8. 如权利要求l所述的安全开关，其特征在于， 所述安全开关作为安全装置与机器相连。
9. 如权利要求l所述的安全开关，其特征在于， 所述安全开关作为保护装置与安装件相连。
10. 如权利要求l所述的安全开关，其特征在于， 每组所述的部件包括与相应第二存储器相连的比较装置，用于将所述致动元件得到激励时发出的并且通过所述读头接收的所述源码与存储在 相应第二存储器内的所述源码进行比较。
11. 如权利要求10所述的安全开关，其特征在于， 所述比较装置是微处理器。
12. 如权利要求10所述的安全开关，其特征在于，每组所述的部件包括与相应比较装置相连的电平监控器。
13. 如权利要求10所述的安全开关，其特征在于，每个所述比较装置与可操作地连接在开关上的继电器相连，所述开关 控制向与其相连的机器提供动力。
14. 如权利要求l所述的安全开关，其特征在于， 所述评估装置与可操作地连接在开关上的至少一个继电器相连，所述开关控制向与其相连的机器提供动力。
专利摘要本实用新型提供一种用于监控可移动保护装置的安全开关。该安全开关包括具有至少一个读头的转换元件，可以相对于所述读头移动并在不接触读头的情况下与所述读头相互作用的操作致动元件。所述致动元件具有用于与所述读头相互作用的感抗元件以及在第一存储器中特定用于识别所述致动元件的电子源码。安全开关还包括连接在所述读头输出端的评估装置，其包括在至少两个第二存储器中特定用于识别所述读头和所述转换元件中的一个的电子源码，并且包括用于对来自所述读头的信号进行分析和评估的至少两组部件。
文档编号H03K17/94GK201138639SQ20072014111
公开日2008年10月22日 申请日期2007年3月23日 优先权日2007年3月23日
发明者瓦尔特·林克 申请人:安士能有限公司