专利名称：用于监控机器的保护设施的状态的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于监控机器的保护设施的状态的装置，尤其是用于监控保护门 或类似物的关闭状态的安全开关，该装置带有保护设施的闭锁功能。
背景技术：
由DE 43 28 297 Cl已知一种安全开关，例如固定在保护设施的保护门上的操纵 器能导入到该安全开关的开关头内，并且在此旋转凸轮。在开关壳体内开关杆贴靠在凸轮 的周面上。在与保护门的闭合位置对应的转角中，开关杆卡入到为此设在凸轮的周面上的 卡槽内，并且从而闭合触点对。通过该方式能用电信号表示操纵器的导入状态和保护门的 闭合位置。此外对于很多应用领域，例如在机床上的保护罩或类似物中，此外必需的是，安全 开关提供闭锁功能，也就是说操纵器能锁定在开关头内，尤其是在从开关头内拉出方面能 锁定，并且从而保护设施能锁定在关闭状态上。为此在已知的安全开关中开关杆受弹簧力 载荷或磁力载荷地固定在卡槽内，并且从而锁止凸轮的旋转运动。当在保护设施的锁定的 关闭状态时保护门上用高的力暴力拉出时，可能导致损坏安全开关，并且从而导致功能失 效，由于该功能失效而不再保证安全开关的保护功能。
发明内容
本发明的目的是，提供克服现有技术缺点的同类的装置。尤其是应该提供这样一 种装置，该装置即使在作用不允许地高的操作力时也保证安全功能。应该简化装置的制造、 装配和维护，并从而节省时间和成本。所述目的通过在权利要求1中规定的装置解决。本发明的特别的实施方式在从属 权利要求中阐明。在一种实施方式中通过用于监控机器的保护设施的状态的装置、尤其是通过用于 监控保护门或类似物的关闭状态的安全开关解决上述目的，所述装置具有开关壳体和操纵 器，该操纵器在保护设施的关闭状态时与活动地支承在开关壳体内的开关操纵元件互相作 用，并且从而能用信号表示保护设施的关闭状态，并且所述装置具有闭锁器，通过该闭锁器 能以可松开的方式锁定保护设施的关闭状态。通过与闭锁器的作用相反地作用到操纵器上 的提高的力，能使开关操纵元件进入到故障安全位置上，借助于操纵器不能再使开关操纵 元件从该故障安全位置转移到一个使装置用信号表示保护设施的闭锁状态的位置上，并且 在所述开关操纵元件的故障安全位置上装置用信号表示保护设施的未闭锁状态。作用到操纵器上的提高的力能例如由操作人员通过如下方式施加，即在保护门上 暴力拉出，操纵器装在该保护门上。在已知的安全开关中，这可能导致，开关操纵元件移动 到一个位置上，在该位置上虽然按规定用信号表示保护设施的不再闭锁和也不再关闭的状 态，但是其中损坏安全开关；然后在紧接着闭合保护设施时存在下述危险，损坏的安全开关 不再提供百分之百的功能保证，但是如之前一样可能用信号表示闭合状态和也可能是闭锁状态。结果这导致，对于设在安全开关下游的控制装置不能识别，由于暴力操作而损坏安全 开关。通过按本发明的装置，在不允许地提高的力作用时开关操纵元件进入到故障安全 位置上，仅仅由于移动操纵器不再能将开关操纵元件从该故障安全位置中导出。尤其在故 障安全位置上该装置与操纵器的位置无关地用信号表示保护设施的未闭锁状态和也可能 是未关闭状态，并且从而防止设置在保护设施内的机器运转。因此按本发明的装置保证机 器的可靠的安全的运行状态。在一种实施方式中开关操纵元件锁止在故障安全位置上，并且该锁止位置与操纵 器的位置无关地存在。为此，开关操纵元件与设置在开关壳体内的锁止元件力锁合和/或 形锁合地连接。在一种实施方式中通过如下方式实现形锁合，即开关操纵元件或它的一段 能通过提高的力移动或偏转，以便开关操纵元件与优选位置固定地设置在开关壳体内的锁 止元件形锁合地接合，并且从而锁止开关操纵元件的故障安全位置。在一种实施方式中通过如下方式实现力锁合，即开关操纵元件通过提高的力能与 锁止元件夹紧连接，该夹紧连接不允许开关操纵元件的继续运动。为此，开关操纵元件能具 有加厚的段，尤其是加厚且优选蘑菇头形的端部段，开关操纵元件能通过该加厚的段与锁 止元件夹紧连接。在一种实施方式中锁止元件通过导向元件构成，所述导向元件用于例如直线活动 地支承开关操纵元件。开关操纵元件能至少局部地构成为柱形、尤其是圆柱形的。为了活动 的支承，在开关壳体内能设置支承套筒或支承衬套，它优选在端侧具有至少一个缝隙。通过 作用到操纵器上的提高的力，该操纵器的端部能塑性变形、尤其是能弯曲，该端部例如在保 护设施的闭合且闭锁状态时嵌入到曲线径迹的卡槽内，通过所述弯曲，在故障安全位置上， 开关操纵元件的一段能导入到支承套筒的缝隙内，并且在那里能夹紧固定。在一种实施方式中开关操纵元件具有额定断开点，在该额定断开点上通过作用到 操纵器上的提高的力，开关操纵元件的第一段是可断开的。当装置没有闭锁器时，原则上也 能实现所述断开。然而在一种实施方式中，装置具有闭锁器，并且第一段的断开在取消闭锁 功能的情况下尤其是通过由操纵器作用到装置上的力实现，例如当牵拉操纵器时。在此，开 关操纵元件能首先变形，尤其是也能塑性变形，并且紧接着断开。在一种实施方式中，开关操纵元件的保留的第二段由于在断开时出现的力能夹紧 固定在装置上，尤其能夹紧固定在锁止元件上。锁止元件能例如通过导向元件尤其是通过 导向套筒构成。通过断开例如能在第二段上构成毛边，该毛边能夹紧贴靠到锁止元件、尤其 是导向元件上。在一种实施方式中，通过额定断开点的位置，开关操纵元件的第二段在夹紧固定 状态时在故障安全位置上，在该故障安全位置上装置用信号表示保护设施的未闭锁状态。 因此防止装置由于重新导入操纵器而用信号表示保护设施的闭锁状态，虽然由于提高的力 已损坏开关操纵元件，尤其是已断开第一段。在一种实施方式中，开关操纵元件是多件式的，并且具有能被断开的第一段和保 留的第二段。优选额定断开点设置在从第一段到第二段的过渡部位上。第二段在此能与第 一段螺纹连接或夹紧，尤其是可螺纹连接并且紧接着粘接。在一种实施方式中，装置具有带有强制断开触点的电开关元件，并且在开关操纵元件的故障安全位置上打开强制断开触点。通过强制断开触点，能导引用于设置在保护设 施内的机器的控制电流，以便保证，在打开强制断开触点时中断机器的运转。强制断开触点 原则上与带有常闭触点的开关一样由相同元件构成。然而在强制断开触点中通过外力打开 开关触点，更确切地说即使当设置在开关元件内的弹簧折断或者当触点熔焊时也是如此。 所谓的强制断开触点能通过开关杆与接触桥形件之间形锁合的、刚性的连接实现。优选强 制断开触点没有弹性零件。在一种实施方式中装置具有可旋转地支承在开关壳体内、尤其是在可固定在开关 底壳上的开关顶壳内的凸轮，该凸轮本身构成曲线径迹，开关操纵元件贴靠在该曲线径迹 上。曲线径迹具有不同于圆形形状的轮廓，以便沿着径向贴靠在凸轮上的开关操纵元件取 决于凸轮的转角占据不同的位置，并且与此相应能转换不同的触点。操纵器本身旋转凸轮。 通过弹簧力和/或通过磁力能使开关操纵元件贴靠在凸轮上。只要凸轮的曲线径迹具有卡 槽，通过开关操纵元件也能提供闭锁，其中贴靠力使开关操纵元件卡入到卡槽内并且从而 锁止凸轮的旋转。在一种实施方式中，闭锁器具有电磁铁，该电磁铁与开关操纵元件同轴地设置。因 此能实现装置的特别节省空间的且优选长形的结构方式。优选电磁铁的线圈至少局部地遮 盖开关操纵元件，该开关操纵元件本身能构成为电磁铁的衔铁。
本发明的其它优点、特征和细节在从属权利要求和后面的描述中阐明，参考附图 详细解释多个实施例。在此在权利要求书和说明书中提到过的特征单个地或任意组合地可 能都是发明性的。图1显示包括按本发明的装置的总体结构的示意的俯视图，图2至5显示按本发明的装置的四种不同的状态，图6显示导向元件的透视图，图7显示与开关操纵元件一起的导向元件的透视图，图8至10显示按本发明的装置的第二实施例的三种不同状态，图11显示开关操纵元件的朝向操纵器的端部的放大图。
具体实施例方式图1示出包括按本发明的用于监控机器3的保护设施2的状态、尤其是保护门的 关闭状态的装置1的总体结构的示意俯视图，用该保护门能关闭空间分隔装置，以便例如 防止操作人员受到由于在工作中的机器3产生的危险。保护设施2具有第一部件4，例如用 于保护设施2的框架。第一部件4具有开口 5，该开口能由第二部件6例如保护门6闭锁， 该保护门能沿着双箭头10的方向相对于第一部件4运动，并且通过支承元件11活动地支 承。装置1具有安全开关，该安全开关包括优选设置在保护设施2的固定的第一部件4上 的开关元件7和优选设置在活动的第二部件6上的操纵器8。图2至5示出按本发明的用于监控机器4的保护设施2的状态的装置1的四种不 同的状态。装置1具有开关底壳22，在该开关底壳内设置装置1的电开关元件7，在实施例 中仅仅示出其强制断开触点18。在开关底壳22上能以可松开的方式固定开关顶壳M，在该开关顶壳内设置绕着旋转轴线20可旋转地支承的凸轮12。开关顶壳M具有两个互相成直角的、用于在图2至5中未示出的操纵器8的导入 通道沈、28。开关操纵元件14用其轴向端部径向贴靠在凸轮12上。由于不同于圆形形状 的曲线径迹15，在凸轮12旋转时开关操纵元件14沿着其纵向移动。为此开关操纵元件14 直线活动地导引在设置在开关底壳22内且优选至少局部呈空心圆柱形的导向元件30内。 蓄能器16作用到开关操纵元件14上，以便使它贴靠在凸轮12上。可通电的电磁铁40能 取消蓄能器16的贴靠力。图2示出装置1的一种状态，在该状态中保护设施2未闭合，并且从而操纵器8未 导入到开关顶壳M内。与此相对，图3示出装置1的一种状态，在该状态中保护设施2闭 合，并且从而(未示出的)操纵器8导入到开关顶壳M内，并且凸轮12从在图2中示出的 起始位置开始逆时针方向旋转大约90°。因此设置在凸轮12的外周面上的卡槽13旋转 到与开关操纵元件14对置的位置上。由于蓄能器16的作用，开关操纵元件14卡入到卡槽 13内，并且在此闭合强制断开触点18。在该状态中保护设施2通过装置1闭锁，并且设置 在保护设施2内的机器4能由设在装置1下游的控制装置使机器运转。通过电磁铁40实 现闭锁的取消，该电磁铁在通电时克服蓄能器16的作用将开关操纵元件14从卡槽内拉出， 开关操纵元件作为电磁铁40的衔铁。图4示出装置1的一种状态，在该状态中通过作用到保护设施2的第二部件6例 如作用到保护门上的提高的力，借助于操纵器8并且从而借助于凸轮12也将高的力施加到 开关操纵元件14上，通过所述高的力，开关操纵元件14的轴向端部在开头时可能弹性地、 但在进一步过程中也塑性地变形。在在图4中示出的状态中开关操纵元件14首先仍然保 持在其闭锁保护设施2的位置上，并且从而保持强制断开触点18闭合。当进一步提高力并且从而相关联地使开关操纵元件14的轴向端部进一步变形 时，所述轴向端部如在图5中所示产生塑性变形。因此尤其使开关操纵元件14与卡槽13 脱开接合，由此能牵拉操纵器8，并且从而能打开保护设施2。通过打开强制断开触点18也 可靠地用信号表示该状态。通过开关操纵元件14的变形，其轴向端侧部分与设置在导向元件30的轴向端侧 上的缝隙32处于夹紧接合。因此开关操纵元件14进入到故障安全的位置上，开始开关操纵 元件14借助于操纵器8不能再从该位置转移到一个使装置1用信号表示保护设施2闭锁 状态的位置上。即使当保护设施2重新闭合，并且从而操纵器8又进入到开关顶壳M内， 并且在此旋转凸轮12，使卡槽13与开关操纵元件14对置时，由于开关操纵元件14夹紧接 合到缝隙32内而防止开关操纵元件再次闭合强制断开触点18，因为由蓄能器16施加的弹 簧力不够取消开关操纵元件14在缝隙32内的夹紧接合。这带来的结果是，即使当保护设 施2重新闭合并且凸轮12按规定旋转时，装置1如之前一样保留在故障安全位置上，并且 按规定用信号表示保护设施2的未闭锁状态。图6示出导向元件30的透视图，该导向元件在中心具有由内套筒段22构成的空 心圆柱形的用于开关操纵元件14的导向面31。导向元件30在端侧在导向面31区域内具 有总共四个互相错开90°角设置的缝隙32，所述缝隙伸入到内套筒段33内。导向元件30 的径向外侧具有环34，其中开关顶壳M的连接榫头能插入到内套筒段33与环34之间的环 形接纳空间内。在朝向开关底壳22的部分上，导向元件30具有套筒形段35，该套筒形段在外侧上具有沟槽36或外螺纹，导向元件30借此能密封地固定在开关底壳22上。图7示出导向元件与开关操纵元件14 一起的透视图，该开关操纵元件在其朝向开 关顶壳M的端部段上首先具有较小外径的第一段37，并且紧接着具有较大外径的第二段 38。第一段37能用于允许如此塑性变形，以便第二段38能夹紧固定在缝隙32之一内，而 在开关操纵元件14在所述变形中不折断。图8至10示出按本发明的装置1的第二实施例的三种不同的状态。出于清楚明了 的原因未示出开关底壳，但是该开关底壳能按图2至5的第一实施例的开关底壳22构成。 对于蓄能器16同样如此。图8示出装置的一种状态，在该状态中保护设施2未闭合并且从而操纵器8未导 入到开关顶壳M内。与此相对，图9示出装置1的一种状态，在该状态中保护设施2闭合 并且从而操纵器8导入到开关顶壳M内，并且凸轮12从在图8中示出的起始位置开始逆 时针旋转大约90°。因此设置在凸轮12的外周面上的卡槽13旋转到与开关操纵元件114对置的位置 上。由于未示出的蓄能器16(图2)的作用，开关操纵元件114卡入到卡槽13内，并且在此 闭合强制断开触点18。在该状态中保护设施2通过装置1闭锁，并且设置在保护设施2内 的机器4能由设在装置下游的控制装置使其运转。通过电磁铁40实现闭锁的取消，该电磁 铁在通电时克服蓄能器16的作用将作为电磁铁40的衔铁的开关操纵元件114从卡槽13 内拉出。图10示出装置1的一种状态，在该状态中通过作用到保护设施2的第二部件6例 如作用到保护门上的提高的力，借助于操纵器8并且从而借助于凸轮12也将高的力施加到 开关操纵元件114上，通过所述高的力，第一段11 (图11)能从开关操纵元件114上断开。 在此在额定断开点142上实现断开，该额定断开点通过第一段11 到第二段114b的过渡 部位构成在开关操纵元件114的朝向凸轮12的端部段的外周面上。通过断开，开关操纵元 件114与卡槽13脱开接合，由此能牵拉操纵器8，并且从而能打开保护设施2。通过打开强 制断开触点18也用信号表示该状态，因为通过额定断开点保证，保留的段114b仍然具有足 够的长度，以便在保留的段114b贴靠在凸轮12上时使强制断开触点18保持打开。通过在第一段11 断开时出现的力使开关操纵元件114的保留的段114b变形， 并且从而导致在图10中示出的位置上与导向元件30夹紧，所述力基本上垂直于开关操纵 元件114的纵轴线并且从而将力施加到导向元件130上。即使当保护设施2闭合并且从而 操纵器8重新将凸轮12旋转到图9中示出的位置上时，开关操纵元件114保持在图10中 示出的位置上，并且从而装置1用信号表示保护设施2的未闭锁状态。图11示出开关操纵元件114的朝向操纵器的端部的放大图。第一段11 是至少 局部圆柱形的物体，并且尤其具有两个分段。朝向第二段114b的第一分段具有外螺纹，第 一段IHa能通过该外螺纹拧入到第二段114b的配属的螺纹孔内。在一种实施方式中两个 段114a、114b紧接着还互相粘接。第二段114b本身构成为局部圆柱形的，并且尤其具有圆柱形的外表面146，借助 于该外表面，开关操纵元件114轴向活动地导引在导向元件130内。在其朝向第一段11 的端部附近，第二段114b榫头式地变细，其中在变细的端部段中的外径与第一段11 的第 二分段的外径相一致，以便从第一段IHa到第二段114b的过渡部位是齐平的。
权利要求
1.用于监控机器⑷的保护设施⑵的状态的装置(1)，尤其是用于监控保护门或类 似物的关闭状态的安全开关，该装置(1)具有开关壳体(22、24)和操纵器(8)，该操纵器在 保护设施(2)的关闭状态时与活动地支承在开关壳体(22、24)内的开关操纵元件(14)互 相作用并且从而保护设施(2)的关闭状态能用信号表示，并且该装置(1)具有闭锁器，保护 设施(2)的关闭状态能通过该闭锁器可松开地锁定，其特征在于通过与闭锁器的作用相 反地作用到操纵器(8)上的提高的力，能使开关操纵元件(14)进入到故障安全位置上，借 助于操纵器(8)不能再使开关操纵元件(14)从该故障安全位置转移到一个使装置(1)用 信号表示保护设施(2)闭锁状态的位置上，并且该装置(1)在开关操纵元件的故障安全位 置上用信号表示保护设施(2)的未闭锁状态。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于开关操纵元件(14)在故障安全位置 上是锁止的，并且该锁止位置保持与操纵器(8)的位置无关。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于在故障安全位置上，开关操纵元 件(14)与设置在开关壳体(22、24)内的锁止元件力锁合和/或形锁合地连接。
4.根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于通过作用到操纵器(8)上的提高的 力，开关操纵元件(14)能与锁止元件夹紧连接。
5.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于开关操纵元件(14)具有加厚的段、尤 其是加厚的端部段，开关操纵元件(14)能通过所述加厚的段与锁止元件夹紧连接。
6.根据权利要求3至5之一所述的装置(1)，其特征在于锁止元件通过导向元件(30) 构成，所述导向元件用于活动地支承开关操纵元件(14)。
7.根据权利要求3至6之一所述的装置(1)，其特征在于锁止元件由套筒构成，该套 筒优选在端侧具有至少一个缝隙(32)，并且开关操纵元件(14)在故障安全位置上导入到 缝隙(32)内并且在那里夹紧固定。
8.根据上述权利要求任一项所述的装置(1)，其特征在于通过作用到操纵器(8)上的 提高的力，开关操纵元件(14)能塑性变形。
9.根据上述权利要求任一项所述的装置(1)，其特征在于开关操纵元件(14)具有额 定断开点，通过作用到操纵器(8)上的提高的力，开关操纵元件(14)的第一段能在该额定 断开点上被断开。
10.根据权利要求9所述的装置(1)，其特征在于作为在在断开时出现的力的结果，开 关操纵元件(14)的第二段能被夹紧固定、尤其是能夹紧固定在锁止元件上。
11.根据权利要求10所述的装置(1)，其特征在于通过额定断开点的位置，开关操纵 元件(14)的第二段在夹紧固定状态时是在故障安全位置上，所述装置(1)在该故障安全位 置上用信号表示保护设施(2)的未闭锁状态。
12.根据权利要求9至11之一所述的装置(1)，其特征在于开关操纵元件(14)是多 件式的，并且从能被断开的第一段到保留的第二段的过渡部位构成额定断开点。
13.根据上述权利要求任一项所述的装置(1)，其特征在于所述装置(1)具有带有强 制断开触点(18)的电开关元件，并且在开关操纵元件(14)的故障安全位置上强制断开触 点(18)是打开的。
14.根据上述权利要求任一项所述的装置(1)，其特征在于所述装置(1)具有可旋转 地支承在开关壳体(22、24)内、尤其是在能固定在开关底壳(22)上的开关顶壳(24)内的凸轮(12)，开关操纵元件(14)贴靠在该凸轮上。
15.根据上述权利要求任一项所述的装置(1)，其特征在于闭锁器具有电磁铁(40)， 并且电磁铁GO)与开关操纵元件(14)同轴地设置。
16.根据上述权利要求任一项所述的装置(1)，其特征在于开关操纵元件(14)至少局 部地构成闭锁器的电磁铁GO)的衔铁。
全文摘要
本发明涉及一种用于监控机器(4)的保护设施(2)的状态的装置(1)，尤其是用于监控保护门或类似物的关闭状态的安全开关，其中装置(1)具有开关壳体(22、24)和操纵器(8)，该操纵器在保护设施(2)的关闭状态时与活动地支承在开关壳体(22、24)内的开关操纵元件(14)互相作用，并且从而能用信号表示保护设施(2)的关闭状态，并且该装置(1)具有闭锁器，保护设施(2)的关闭状态能通过该闭锁器可松开地锁定，其特征在于通过与闭锁器的作用相反地作用到操纵器(8)上的提高的力，能使开关操纵元件(14)进入到故障安全位置上，借助于操纵器(8)不能再使开关操纵元件(14)从该故障安全位置转移到一个使装置(1)用信号表示保护设施(2)闭锁状态的位置上，并且该装置(1)在开关操纵元件的故障安全位置上用信号表示保护设施(2)的未闭锁状态。
文档编号H01H3/16GK102150230SQ200980135035
公开日2011年8月10日 申请日期2009年11月5日 优先权日2008年11月6日
发明者E·贝希勒, T·柯尼希 申请人:安士能有限及两合公司