操作器的制作方法

本发明涉及一种用于安全开关的操作器。

背景技术：

这类操作器和安全开关一起构成用于安全技术领域的安全开关组件。为了应用于安全技术领域、尤其是人员防护领域，必要的是：该安全开关组件具有关于其故障安全性的标准要求，从而确保能够借助该安全开关组件实施相应安全的监控功能。这类安全开关组件能够典型地应用于通往危险区域的入口的安全防护。例如能够借助安全开关组件确保分离的防护装置(如作为通往危险区域的入口的防护门)的卡锁装置。在这种情况中，例如危险区域中的带来危险的设备的运行只有在防护门被安全开关组件卡锁时才会被开通。该设备的开通能够通过下述安全控制装置实现，安全开关组件的安全相关的开关信号被输送到所述安全控制装置。

当防护门处于其关闭位置中时，为了卡锁防护门，将拦阻器形式的或这一类的操作器与安全开关配合，其方式是，例如使操作器进入到安全开关的凹进部中。这种卡锁装置通过以下方式来控制：借助在安全开关中的射频识别(rfid)读取器识别在操作器中的应答器(transponder)。

除了所述卡锁装置之外附加地能够设置防护门的拦阻装置。这类拦阻装置例如由wo2016/058718al已知。在该拦阻装置中设置拦阻栓，该拦阻栓借助电动机由行星齿轮传动机构操作。借助电驱动能够使拦阻栓移动到拦阻位置中，在所述拦阻位置中借助拦阻栓拦阻所述操作器。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提供一种用于安全开关组件的操作器，所述操作器在小的结构尺寸的情况下实现可靠的安全防护功能。

为了解决该任务，设置权利要求1的特征。本发明的有利实施方式和实用的扩展方案在从属权利要求中说明。

本发明涉及一种用于安全开关的操作器，所述操作器带有操作器头，所述操作器头借助连接元件支承在基体上。该操作器头至少区段地具有大于连接元件的横截面。该连接元件在轴向方向上为刚性的。该操作器头借助连接元件保持在基本位置中，在所述基本位置中连接元件的纵轴线相对于基体的表面以倾角延伸。

主要的优点在于，该操作器具有小的并且紧凑的结构形式。

在此，该操作器能够简单地装配并且能够灵活地与安全开关组合用于构成安全开关组件。如此构成的安全开关组件能够普遍应用于安全技术领域，尤其是用于通往危险区域的入口的安全防护。

在此，该安全开关具有卡锁单元，该操作器能够借助所述卡锁单元在卡锁位置中被卡锁，也就是能够被卡入。

本发明的主要方面在于，通过构造带有操作器头的操作器能够以非常简单的方式同时安全并可靠地实现操作器的卡锁，所述操作器头支承在连接元件的端部。

在此，卡锁原理是这样的：卡锁单元具有由卡锁块组成的组件，所述卡锁块限界导入开口，通过所述导入开口能够将操作器头引入到卡锁位置中。

在此，该操作器头可以通过偏移移动自动地对准到导入开口上。

这个卡锁原理通过以下方式实现：操作器的操作器头具有比所衔接的连接元件更大的横截面。因此，卡锁单元的卡锁块能够从后侧抓紧操作器头并且将操作器作为整体牢固地保持在其卡锁位置中，也就是实现了操作器的形状锁合的卡锁。在此，操作器头能够具有小的结构形式，从而使得也能够在卡锁单元的区域中小地保持所述操作器头的空间需求。由此，不仅操作器自身、而且配属的安全开关也能够具有小的、紧凑的结构形式。

该操作器在卡锁位置中的卡锁通过以下方式实现：卡锁单元的卡锁块分别借助弹簧单元弹性地保持住。

由此，卡锁块借助由弹簧单元施加的弹簧力保持在其卡锁位置中并且因此固定布置在卡锁位置中的操作器的操作器头。

卡锁单元的卡锁块同心地布置，从而使得所述卡锁块的自由端部限界导入开口。为了将操作器送到卡锁位置中，操作器头被移动穿过导入开口。操作器头的几何形状被匹配为使得所述操作器头的直径略大于导入开口的直径。为了运送操作器，借助压力将操作器头导向导入开口。由此，卡锁块相对弹簧单元的弹簧力自动地被偏移，从而使得操作器头能够穿过导入开口。一旦操作器进入到卡锁位置中，操作器头会位于卡锁块后，也就是说，卡锁块通过弹簧单元的弹簧力回移到其卡锁位置中、从后侧抓紧操作器头并且因此将操作器卡锁在卡锁位置中并卡入所述操作器。

在此主要的是，衔接到操作器头上的连接元件的直径小于导入开口的直径、并且尤其也小于或等于导入开口的直径，从而使得卡锁块能够完全回到其卡锁位置中。

如此实施的卡锁能够简单地并且尤其完全没有附加调节单元地实施。由此，这种卡锁机构能够以极少的花费实现。

为了实现这种卡锁仅仅需要连接元件在轴向方向上具有高的刚性，从而使得所述连接元件在将操作器头按压到导入开口时保持形状稳定。由此，为了将操作器运送到卡锁位置中，操作器头能够借助必须的压力在卡锁块的偏移的情况下导向到导入开口上。

此外主要的是，连接元件具有高的刚性，使得所述连接元件不依赖于作用的重力而保持在限定的基本位置中。这个基本位置通过连接元件给出，所述连接元件相对于操作器的基体以一定倾角延伸。

通过操作器头的这个限定的基本位置，所述操作器头能够限定地并且有目标地导向卡锁单元的导入开口，以便将操作器导入卡锁位置中并且借助卡锁单元卡锁。

特别有利地，在操作器的基本位置中连接元件的纵轴线沿着垂直于基体的表面定向的直线移动。

此外，在负载下通过将操作器的移动逆转也可解锁，在所述解锁过程中操作器头在卡锁块偏移的情况下从导入开口中被拉出。

原则上操作器的连接元件能够由具有抗弯刚性的材料组成，从而使得在外力作用下连接元件相对于基体的定向也保持不变。

根据有利构型，操作器的连接元件虽然在轴向方向上具有高的刚性，然而在横向于连接元件的纵轴线的外力作用下能够偏移。

有利地，上述情况通过如下方式实现：连接元件由能够弹性变形的材料组成。

由此，连接元件具有一定的柔性，所述柔性允许横向于所述连接元件的纵轴线的偏移。在此，连接元件能够由塑料或也能够由金属材料组成。特别有利的是连接元件由钢索构成。

通过连接元件的这种柔性，操作器在移近安全开关时自动对准卡锁单元的中心，由此，在安全开关和操作器没有准确相互对准的情况下也确保安全开关组件的安全可靠的功能。

在以同心地布置的、限界导入开口的卡锁块的形式的卡锁单元中，操作器不必准确对准到卡锁单元上，因为在小的误差对准时操作器头碰到至少一个卡锁块的边。在此施加到操作器头上的力使连接元件偏移并且自动将操作器头对准到导入开口的中心。

根据本发明的操作器能够构造为不同的几何形状。

有利地，操作器的连接元件具有在其整个长度上至少近似于恒定的横截面。

由此，连接元件形成细的、纵长延伸的元件，操作器头衔接到所述操作元件的前自由端部，所述操作器头一般具有大于连接元件的宽度。在此，操作器头原则上能够具有椭圆的、多边形的横截面或诸如此类。

特别有利地，操作器头是构造为旋转对称于连接元件的纵轴线的体，其中，尤其操作器头构造为球形。

操作器头的旋转对称的构造尤其有利的是，卡锁单元具有由同心的卡锁块组成的组件，所述卡锁块限界插入部。因此，操作器头的旋转对称的形式呈现为在几何上优化匹配于卡锁单元，这种匹配确保操作器头在经过导入开口时均匀的力分布到卡锁块上，由此尤其确保操作器受控地进入到卡锁位置中。

根据特别简单的构型，操作器头构造为板材的形式、尤其是被卷边的板材的形式。

特别有利地，连接元件的长度能够被调节，由此能够以简单的方式将操作器与不同地构造的安全开关以及该安全开关的卡锁单元相匹配。这种调节能够通过例如以下方式实现：在操作器的基体中为连接元件设置导向部。然后，连接元件能够分别不同程度地插入导向部中并且在那里固定，由此连接元件的超过基体突出部分的长度能够被调节。

根据操作器的有利构型，所述操作器的基体构成接收部，操作器能够借助所述接收部安装在门中。

这个实施方式优化的匹配于下述安全开关组件，所述安全开关组件监控能够借助门关闭的、通向危险区域的入口，其中，尤其所述门构造为防护门。

因为操作器的基体构造为使得所述操作器能够直接集成到门中，所以取消掉为了将操作器与门连接的、昂贵的单独紧固件。这个实施方式特别适合带有更小壁厚的小的门，例如玻璃门和板门。

特别有利地，基体具有两个通过柱形部段连接的圆盘形部段，所述圆盘形部段超过所述柱形部段突出。一般地，所述部段也能够具有其他几何形状。

如此构造的基体构成卡锁器件，所述卡锁器件能够被引入到门中的凹进部中。

根据实用的扩展方案，连接元件以操作器头从基体的第一端侧突出，并且在基体的对置端侧上布置有把手元件。

通过将把手元件集成在操作器中，无需在门上设置单独的结构用于安装把手，由此，能够简化门的结构。

这个结构能够被如下修改：基体构成用于单独的把手元件的接收部。

根据另一个变型，操作器的基体为滑块(nutenstein)。

借助操作器的这种构造能够满足下述应用，在所述应用中操作器应该集成在型材中。通过操作器头构造为滑块的形式，操作器能够直接集成在型材中。

根据安全开关组件的有利的构型，安全开关具有配属于卡锁单元的拦阻单元(zuhalteeinheit)，借助所述拦阻单元引起操作器的拦阻在卡锁位置中。

通过这种拦阻，操作器被牢固地保持在卡锁状态中。

此外有利地，操作器的卡锁位置通过以下方式监控：在安全开关的读取单元中检测在操作器中的应答器的信号。在此，该应答器能够被集成在操作器头中或也能够被集成在基体中。

通过这种监控功能，能够发现在操作器卡锁时的错误。所述功能呈现了一种为了满足将安全开关组件应用于安全技术领域所要求的安全水平的基本措施。

附图说明

下面参照附图阐释本发明。其示出了：

图1根据本发明的、带有安全开关和操作器的安全开关组件的实施例。

图2根据图1的安全开关组件的操作器的纵剖面图。

图3根据图1的安全开关的纵剖视图。

图4带有卡锁单元和拦阻单元的组件的根据图1的安全开关的剖面示图

a)在未激活的拦阻状态中

b)在激活的拦阻状态中

图5a-c在将操作器引入到卡锁位置中时，卡锁单元和拦阻单元不同状态。

图6操作器的另一个实施例。

图7根据图6的实施方式的变型。

图8操作器的另一个实施例。

图9操作器集成在型材中：

a)没有型材槽盖

b)带有型材槽盖

具体实施方式

图1示意性地示出安全开关组件1的实施例，所述安全开关组件带有安全开关2和操作器3。

借助安全开关组件1实现例如作为通往危险区域的入口的防护门的安全防护。操作器3能够布置在防护门上，安全开关2能够布置限界门洞的框上，所述门洞以防护门闭合。

安全开关2的组件集成在壳体4中，用于衔接外部单元的线缆接口5通向所述壳体。

如由图1以及尤其由图2可见，操作器3具有基体6，连接元件7支承所述基体中。所述连接元件7由长度延伸体形成，所述长度延伸体的横截面在其整个长度上至少近似于恒定。

连接元件7以其第一自由端部支承在基体6中，使得连接元件7的纵轴线垂直于基体6的表面定向。在连接元件7的另一端部支承有操作器头8。操作器头8在当前情况中构造为球形。原则上操作器头8能够由其他旋转对称体构成。原则上操作器头8能够具有多边形的横截面。在每种情况中，操作器头8具有比连接元件7更大的横截面积，从而使得操作器头8在其总体横截面上突出超过连接单元7。

连接元件7原则上能够由塑料或由金属材料组成。在上述情况中连接元件7由短的钢索组成。

一般地，连接元件7由一种材料组成，所述材料保证连接元件7在轴向方向上的高刚性并且所述材料将连接元件7(尤其在重力作用下)保持在图1和2中所示的基本位置。同时连接元件7具有柔性(也就是弹性的可变形性)，使得所述连接元件在力的作用下能够变形为使得操作器头8能够在横向于纵轴线的平面上偏移。

如图2中借助双箭头所指明，连接元件7在基体6的导向部9中被支承，使得所述连接元件能够从基体6中被导出或被导入(尤其是被拉出或被推入)，从而使得连接元件7突出于基体6的部分的长度能够变化。连接元件7在每个位置中都能够被固定。

如由图2进一步可见，应答器10支承在操作器头8中。替换地，应答器10能够支承在基体6中。

如图3所示，在安全开关2中布置有读取线圈11形式的读取单元。如图3进一步所示，当操作器3进入安全开关2中的卡锁位置时，借助读取线圈11能够检测操作器头8中的应答器10的信号。

为了操作器3牢固地卡锁在其卡锁位置中，安全开关2具有卡锁单元12，所述卡锁单元的组件在图4a、b中以俯视图示出。卡锁单元12位于安全开关2的壳体4的前壁4a后面的区域中。

在操作器3的卡锁位置中，操作器头8位于安全开关2中的导向通道13中。在此，卡锁单元12的组件从后侧抓紧操作器头8并且因此卡锁操作器3，也就是说防止操作器3从安全开关2脱离。

上述情况中，卡锁单元12在具有三个构造相同的卡锁块14，所述卡锁块被同心地布置，使得所述卡锁块的第一自由端部限界导入开口a。卡锁块14的纵轴线在径向方向上移动。所述纵轴线的延长线在导入开口a的中心处相交。每个卡锁块14借助一个弹簧单元15弹性地支承，所述弹簧单元在当前情况中由单独的弹簧构成。弹簧力将卡锁块14保持在其卡锁位置中，所述卡锁位置在图4a、b中示出。

卡锁块14旋转对称地、分别相互错开120°地布置。卡锁块14的卡锁位置分别借助反射光栅16监控。

拦阻单元17配属于卡锁单元12。拦阻单元17具有盘形的滑槽18。滑槽18的外轮廓具有齿部19，所述齿部与齿轮20啮合。齿轮20能够借助电动机21形式的电驱动装置进行旋转运动，由此滑槽18也围绕垂直于盘轴延伸的转动轴线旋转。

机械的辅助解锁部22配属于电动机21。例如在安全开关的无电流的状态中，电动机21能够通过操作辅助解锁部22(例如借助螺丝刀)机械地继续转动，并且由此使滑槽18继续转动。

滑槽18具有中心的空腔，卡锁单元12的卡锁块14布置在所述空腔中。滑槽18的构成内轮廓的壁部段限界空腔。

内轮廓的对称与卡锁块14的对称相匹配。与此相应地，内轮廓具有三个构造相同的、旋转120°的部段23，所述部段的作用为拦阻卡锁块14。每两个相邻的部段23通过内轮廓的中间部段24相连。中间部段24也相同地构造。

图4a示出在未激活拦阻时的拦阻单元17。此处滑槽18借助电动机21旋转至一个旋转位置，在所述旋转位置中中间部段24位于卡锁块14的区域中。中间部段24构造为使得所述中间部段与后部的第二自由端部间隔一定距离。由此，卡锁块14能够抵抗弹簧单元15的弹簧力从其卡锁位置偏移出并且沿中间部段24的方向移动。

图4b示出在激活拦阻时的拦阻单元17。此处滑槽18借助电动机21旋转到下述旋转位置，在所述旋转位置中内轮廓的部段23位于卡锁块14的区域中。内轮廓的部段23密封地贴靠在卡锁块14上，从而使得卡锁块14离开卡锁位置的移动被卡住，由此引起拦阻。

通过将滑槽18沿图4a中所示的方向继续旋转60°，引起未激活拦阻的状态(图4a)到激活拦阻的状态(图4b)的转换。通过进一步将滑槽18旋转60°之后又会得到未激活拦阻的状态并且如此继续。

安全开关组件的卡锁和拦阻的工作原理参照图5a-c阐明。

在初始状态中(例如在防护门打开时)，操作器3距离防护门一定间距。在关闭防护门时，操作器3进入安全开关2中的卡锁位置中。

为此，首先操作器头8朝向导入开口a引导。因为操作器头8能够通过连接元件7的弹性可变形性横向于连接元件7的纵轴线地布置，所以实现操作器头8在导入开口a上的自主定心。操作器头8的直径大于导入开口a的直径。因此，在将操作器头8朝导入开口a引导时，通过由操作器头8对卡锁块14施加的压力会引起卡锁块14从其卡锁位置向外偏移。这是可能的，因为拦阻单元17的拦阻未激活，也就是说中间部段24位于卡锁块14的区域中。这种情况在图5a中示出。操作器头8位于被扩开的导入开口a的区域中。卡锁块14从其卡锁位置通过操作器头8向后移动并且贴靠在中间部段24上。

然后，操作器3进一步引入到安全开关2中，直至所述操作器位于图3中所示的卡锁位置中。在所述卡锁位置中操作器头8经过了卡锁块14。因此，卡锁块14通过弹簧力被导回到其卡锁位置中，从而使得所述卡锁块的自由端部带有少量间隙地贴靠在操作器3的连接元件7上。然后，卡锁块14从后侧抓紧操作器头8，其中，通过弹簧力牢固地卡锁操作器3，所述弹簧力将卡锁块14保持在其卡锁位置中。此时，拦阻暂时还未激活。这种状态在图5b中示出。在这种状态中，还能够在负载的情况下实现操作器3的解锁，因为操作器3能够借助拉力从卡锁单元12中拉出。

接下来如图5c所示，拦阻激活，从而使得滑槽18转向防止解锁。

在借助根据本发明的安全开关组件1保护作为危险区域的入口的防护门时，只有存在操作器3的卡锁和拦阻时，安全开关2才能够给出开关信号，所述开关信号能够被用于开通危险区域中的带来危险的设备的运行。

图6示出根据本发明的操作器3的另一个实施例。操作器3又具有基体6、连接元件7以及球形的操作器头8。未示出的应答器能够布置于操作器头8或基体6中。

连接元件7垂直于基体6的表面突出并且具有柱体的形状。一般地，连接元件7能够具有其他形状。例如连接元件7能够由钢索形成。

基体6构造成接收部的形式，所述接收部能够插入(尤其是卡入)门的(尤其是防护门的)凹进部，其中，在后一种情况中基体6能够弹性变形，然而并不是强制的。

基体6由两个圆盘形的部段25、26组成，所述圆盘形的部段分通过柱形部段27分开。这些部段的对称轴线同时是连接元件7的纵轴线。圆盘形的部段25、26的直径大于柱形部段27的直径。一般地，部段25、26、27也能够具有其他的几何形状。

操作器3在门的凹进部中的紧固以如下方式实现：门的限界凹进部的边密封地贴靠于柱形部段27上。然后，基体6的圆盘形的部段25、26搭接在门的邻接于所述边的贴靠在内侧和外侧的壁部段上，由此防止操作器头8从门中脱离。

图7示出根据图6的实施方式的方案。根据图7的操作器3具有和根据图6的操作器3同样的结构，然而在基体6与操作器头8相背的端侧上附加地设置有把手元件28，能够借助所述把手元件开门和关门。

图8示出根据本发明的操作器3的另一个实施例，所述操作器带有基体6、柱形的连接元件7和球形的操作器头8。

基体6在这种情况中由滑块29构成。应答器10能够集成在操作器头8或滑块29中。

构造为滑块29的基体6能够通过以下方式简单地集成在型材29中：所述基体安装到型材30的型材槽31中(图9a)并且在那里借助未示出的埋头螺钉固定，所述埋头螺钉配合到滑块29的孔32中。

如图9a所示，滑块29支承在型材槽31中，使得滑块29的端侧相对型材30的外侧面33向内错开地支承，连接元件7通向所述端侧。

如图9b所示，由此型材槽盖34能够放置在滑块29上，使得所述型材槽盖盖住滑块29并且与型材30的外侧面齐平地封闭。由此，只有连接元件7以操作器头8向外超过型材槽盖34突出。

附图标记列表

(1)安全开关组件

(2)安全开关

(3)操作器

(4)壳体

(4a)前壁

(5)电缆接口

(6)基体

(7)连接元件

(8)操作器头

(9)导向部

(10)应答器

(11)读取线圈

(12)卡锁单元

(13)导向通道

(14)卡锁块

(15)弹簧单元

(16)反射光栅

(17)拦阻单元

(18)滑槽

(19)齿部

(20)齿轮

(21)电动机

(22)辅助解锁部

(23)部段

(24)中间部段

(25)圆盘形部段

(26)圆盘形部段

(27)柱形部段

(28)把手元件

(29)滑块

(30)型材

(31)型材槽

(32)孔

(33)外侧面

(34)型材槽盖

(a)导入开口