自动操纵的安全开关的制作方法

本发明用于电气安全装置领域并且尤其涉及自动操纵的安全开关。

背景技术：

设计成应用于保护机械和工业设备的屏障和面板的安全开关包括壳体，所述壳体设计成锚定至防护器的固定部分并在其中容纳用于连接所述开关至待控制设备的电气和电子切换部件。

取而代之，响应于防护器的门或面板开放，操作件固定，所述操作件设计成在面板或其他运动部件开放和关闭时与开关相互作用，以开启/关闭与开关本身连接的一个或多个电路。

以这种方式，只有防护器处于面板关闭的安全状态，才可能开动受控制的设备，此时切换部分和操作件之间存在相互作用。

在这种情况下，具有更大扩散作用的开关通过壳体中的狭槽提供了移动式致动器和固定壳体中所含电路部分之间的相互作用。

通过这种狭槽，将可能插入适当成型的致动器，例如键，以作用于壳体中所容纳的合适触点的锁定/解锁机构，例如，如US7456368和在中的DE10056458中所公开。

靠近致动器向这些开关的某些开关提供定心件，所述定心件主要起到矫正壳体狭槽和致动器之间可能错位的作用。在US7563995和EP2112674中公开了相似的开关。

除了存在安全问题外，即便相对可靠，但这些开关还具有某些操作缺点，尤其因为粉尘或污物可能潜入狭槽所致的操作缺点。

实际上，狭槽的特定构形使得可能因疏忽行为或欺诈行为而向其中插入不同的致动器，其类似于与防护器的活动部分结合的主导致动器，这能够甚至在防护器开启的状态下造成不安全的系统重启。

出于这些原因，大部分近期解决方案涉及将机械致动器更换为电子式和编码式致动器，这些致动器提供例如射频识别(RFID)型应答器装置的用途，所述应答器装置使得开关的固定部分和活动部分之间的通讯成为可能，从而允许相互承认并仅在安全状态下开动系统。

例如，US7775072公开了一种开关，所述开关设有锚定至安全屏障的门的可移动部分并设有一个末端设计成插入凹部中的致动器，所述凹部在开关的固定部分中产生。

致动器的末端还设有应答器，所述应答器适应于在各元件间距离达到最小值时与置于凹部中的探测电路通讯，以信令所述门正确关闭。可移动部分在其内部容纳与致动器相互作用并且使其保持在关闭位置的锁定件，所述锁定件仅能够在受探测电路发出的指令驱使的活塞运行后移除。

US2011/0259060公开了一种开关，其类似于上文描述的开关并且和其中存在键型致动器，所述键型致动器在一个末端设有应答器，所述应答器适应于被开关的固定部分中容纳的传感器探测，在所述固定部分中还容纳闭塞件。

WO2013/087 183公开了一种具有箱形壳体的安全开关，所述箱形壳体既设有适应于接收设有机械编码作用的键式致动器、尤其螺线管的狭槽，又设有适应于与致动器通讯以探测其位置的接近传感器。

后一类开关，尽管确保更高的可靠性和安全性，但受某些缺点影响。

例如，在后一种情况下，开关仍然属于基本上机械型，具有作用于运动机构的键式致动器，所述运动机构与传统的切换装置连接。接近传感器的唯一目是探测致动器的存在以生成存在信号，以驱动切换装置。

然而，致动器以关闭位置锁定总是依赖于机械零件，这内在地不安全。

另外，接近传感器和切换装置之间的连接由位于壳体外部的导线实现，这带来不便和潜在风险，原因在于可能接触致动器。

这些开关的其他缺点表现为以下事实：已知的应答器型致动器或其他电子探测系统并未保证天线或发射器和读取器或接收器之间足够精确地对齐，从而可能甚至在防护器关闭的状态下不存在通讯，后果是系统不运行。

另外，已知的开关具有低灵活性构形，所述构形不允许根据多个取向应用防护器，从而不能够使用开启防护器的多种可能方法。

技术实现要素：

本发明的目的是通过提供具有高效率和安装灵活性的自动操纵安全开关，克服上述缺点。

一个具体目的是提供一种设有电子操作装置的自动操纵安全开关，所述电子操作装置具有两个相互可移动的元件，所述元件适应于彼此相互作用以探测正确的关闭位置，并且其中总是确保上述元件之间足够精确地对齐。

另外，另一个目的是提供一种自动控制的安全开关，所述安全开关可以通过不必然要求拆卸开关的简单再配置，应用至各种类型彼此在开启方式和方向方面不同的门。

又一个目的是提供一种自动控制的安全开关，其中再配置操作也可以用已经安装在屏障或防护器上的开关进行，没有损伤将电子操作装置与触点连接的电缆的风险。

这些目的，以及下文将变得更清晰的其他目的，由一种自动控制的安全开关实现，其中根据权利要求1，所述安全开关包含转换装置，所述转换装置适应于锚定至防护器的固定部分并且具有限定纵轴和在其内部容纳切换装置和操作装置的壳体，所述切换装置适应于可操作地连接至系统的一个或多个控制电路和/或工作电路以控制所述电路，所述操作装置适应于锚定至防护器的活动部分以在固定部分上的活动部分关闭时与所述切换装置相互作用。

该转换装置包含头部，所述头部锚定至所述壳体并在其内部容纳所述操作装置的处于活动部分关闭位置的锁定机构，所述头部还具有设有从所述锁定机构可进入的定心孔的第一部分和具有传感器装置的第二部分，所述传感器装置可操作地连接至所述切换装置以根据输入信号变动其状态。

操作装置适应于发送设计成作为输入从所述传感器装置接收以控制所述切换装置的接近信号，还提供定心件，所述定心件适应于在所述定心孔中引入以响应于所述头部定位所述操作装置。

切换装置属于电动机械型或电子型并且包含电子致动器，所述电子致动器容纳于所述壳体中并且可操作地连接至所述锁定机构以在所述输入信号由所述传感器装置接收时作用于锁定机构。

另外，所述头部的所述第一部分和所述第二部分之间至少之一转动地安装在所述壳体上以围绕所述头部的相同中心轴转动并相对于所述壳体分别变动所述定心孔和/或所述传感器装置的取向。

以这种方式，可以按简单且快速的方式调整开关构形，以适应针对其设计开关的屏障或防护器的特定构形并且尤其以使得同一开关适应于按通用方式应用于采用右向或左向关闭运动的铰式屏障和滑动屏障。

另外，电子型切换装置的存在和操作解锁机构的也为电子式的操作装置的存在将防止操作装置的锁定和从关闭位置解锁依赖于内在不安全的机械件。

适当地，所述传感器装置可以通过所述壳体中容纳的电子连接装置与所述切换装置连接，从而避免存在可能在头部转动后或因与可移动部分(例如与同一操作装置)意外接触而断裂的外部电缆。

有利地，定心孔可以是沿所述头部横向穿过以使所述定心件从两个开放末端横剖面可进入的孔。

以这种方式，除了使得开关更容易定向外，它将防止污物可以积累在孔内部，因为定心件的插入也将具有移除任何可能异物的职能。

另外，切换装置可以属于电动机械型或电子型并且包含逻辑控制部件，所述逻辑控制部件与所述传感器装置连接并且与用于连接至待切换系统的一个或多个控制电路和/或工作电路的端子板结合。

操作装置可以包含适应于发送与识别代码相关的所述接近信号的应答器，而传感器装置可以包含接收器，所述接收器适应于响应所述应答器，例如以面向所述应答器的位置对齐或布置，可能在纵方向和/或横方向上部分错开，以在所述应答器在距所述头部的预定最小距离布置时接收所述接近信号并且向所述逻辑控制部件发送所述识别代码。

以这种方式，头部将没有正常情况下设置以允许操作件接近切换装置控制机构的常见狭缝，从而使得与应用至活动部分的操作件不同的操作件不可能开启切换装置，所述操作件将具有由逻辑部件单意识别的识别代码。

不存在切换装置进入狭缝还改善了开关的清洁，使它更高效并甚至可用于存在高粉尘的环境。

有利地，壳体可以包含所述头部的第一轴向紧固装置，所述第一轴向紧固装置适应于避免或限制头部相对于所述壳体纵向平移，同时仍然任其由围绕所述中心轴自由转动。

在电动机械型或电子型切换装置存在下，这种构形将特别有利，其中传感器装置借助电缆与逻辑部件连接，因为开关可能总是以总成状态下供应，但是留给最终使用者选择头部最好取向的可能性，因为只要通过合适的紧固装置锁定头部，它将自由转动，不存在可以从壳体完全取出头部的情况。

适当地，壳体可以是基本上棱柱状的，顶面设有圆筒形开口以插入所述头部的第一轴向管状凸出部，所述圆筒形开口和所述第一管状凸出部分别设有第一和第二止动件，所述止动件适应于在所述头部转动时彼此相互作用以限制所述转动小于360°的值。

这种构形将避免头部可能围绕中心轴携带一个或多个完整转角，所述转角可以引起将传感器装置与切换装置连接的电缆缠绕，存在损坏电缆的风险。

转换单元还可以包含辅助控制装置，所述辅助控制装置适应于间插在所述头部和所述壳体之间并设有至少一个手动操纵应急按钮以操作所述切换装置。

转而，该辅助装置可以包含管状棱柱体，所述管状棱柱体在所述壳体具有第二轴向管状凸出部(28)并且在所述头部的侧面具有第四止动件，所述第二轴向管状凸出部具有适应于与所述第一止动件相互作用的第三止动件，所述第四止动件适应于在所述棱柱体相对于所述壳体和所述头部发生转动时与所述第二止动件相互作用以限制相对转动小于360°的值。

除了增加开关的功能，产生更高程度的安全性外，这种构形将同时增加使用灵活性，原因是控制部件可以独立于头部定向，并且然后无论防护器的关闭模式是什么均可以定向。

另外，所述应急按钮可以包含执行元件通过具有可调节长度的横杆与所述棱柱体的侧面连接，从而它可以应用于任何厚度的面板或屏障。

本发明的有利形式根据从属权利要求获得。

附图说明

借助附图，本发明的其他特征和优点将根据通过非限制性示例方式所显示的一些优选但非排他的自动操纵安全开关的实施方案的详细描述变得更为明显，其中：

图1是在第一优选实施方案中本发明开关的局部分解立视图；

图2是图1开关的转换装置的立视图；

图3是根据第二优选实施方案的本发明开关的转换装置的立视图；

图4显示处于三个不同装配构形和头部取向的图2转换装置；

图5是图1开关的转换装置的完全分解立视图；

图6是图2转换装置的纵剖面侧视图；

图7是具有两个不同头部取向并且其中相应剖面与各自实施方案相关的第三实施方案转换装置的前视图；

图8是与两个不同剖面相关的图2转换装置的前视图。

具体实施方式

参考附图，显示了本发明的自动操纵安全开关的一些优选但非排他性实施方案，其设计成按优选但非排他的方式用于适应于防止不安全接近正在运行的机械或工业设备的屏障型或活动面板型防护器。

按已知的方式，所述开关将设计成响应防护器的通道而应用于该防护器，以在该通道的关闭的门或面板开放情况下以基本上立即的方式停止机械或设备运行。

尤其，全文称作1的自动操纵安全开关包含适应于靠近待监测的通道，锚定至防护器固定部分的转换装置2，和适应于锚定至防护器活动部分的操作装置3，所述操作装置设计成在活动部分发生关闭运动时关闭通道以使所述操作装置接近于转换装置2。

按已知方式，根据下文描述的操纵程序，防护器的关闭将引起机械或设备的开启，而设备将在通道开放时自动锁定。

在图1的构形中，转换装置2基本上由按照可拆卸方式相互装配在一起的三个模块组成，例如，如图2中显示。

具体地，存在下方壳体4、中间辅助控制装置6和上方头部8，其中，所述壳体4沿纵轴X延伸并且在其内部容纳适应于可操作地与设备的一个或多个控制电路和/或工作电路连接以控制所述电路的切换装置5，所述中间辅助控制装置6适应于直接锚定至壳体4并设有一个或多个手动操纵应急按钮7以操作切换装置5。

如可以从图3见到，壳体4还可以相对于纵轴X具有非对称形状，所述非对称形状具有甚至可以不明显的纵向尺度和将在非对称位置布置的头部8。

壳体4的其他实施方案也将是可能的，这取决于空间和/或美学要求和/或待容纳于其内部的电子元件的功能。

头部8可以在辅助控制装置6上方应用，如图2中所示，或如果不提供辅助控制装置6，则直接应用至壳体4，例如在同一张图3中或在图7的构形中所示。

头部8具有定心孔9和传感器装置10，所述传感器装置10可操作地与切换装置5连接以随着操作装置3接收的输入信号变化而改变状态。

操作装置3转而设有适应于在防护器关闭时插入头部8的定心孔9中以响应于头部8定位操作装置3的定心件或销钉11。

另外，操作装置3适应于发送设计成作为输入从头部8上存在的传感器装置10接收以控制切换装置5并引起系统电路关闭的接近信号。

更精确地，操作装置3将具有图5中所示的发射器12，如应答器等，所述发射器适应于发送接近信号至传感器装置10，传感器装置10转而设有一个或多个接收器13，所述接收器13适应于在操作装置3和头部8之间距离至少等于足以视为防护器关闭的预定最小值时接收信号。

定心孔9和定心件11例如定心销钉将具有以下职能：通过以或多或少的精确方式、甚至略微偏置的方式并且在适于允许彼此相互作用的任何情况下在彼此面对和纵向对齐的位置安置发射器12和接收器13，矫正相应部分之间在装配或使用开关1期间产生的任何游隙或错位。

根据本发明的具体特征，头部8基本上由设有定心孔9的第一部分8'和设有传感器装置10的第二部分8”组成。

适当地，头部8的两个部分8'，8”中至少之一、优选地两者将转动地安装在壳体4上，以相对于头部8围绕优选为纵向并基本上处于中央的相同转动轴R转动，从而分别变动定心孔9的取向和传感器装置10的接收器13的取向。

在图4中，根据头部8的三个不同构形显示转换装置2。此外，从这张图中还指出，辅助控制装置6可以相对于壳体4和/或相对于头部8转动以相对于定心孔9和传感器装置10按独立方式使应急按钮7定向。

在所示的构形中，头部8的两个部分8'、8”是至少部分地彼此集成此，从而定心孔9和传感器装置10可以按照彼此单一的方式转动。

如从图5最清楚地看到，头部8的第一部分8'可以可能具有可拆卸顶部14以允许短暂取下，这在装配期间有用，例如以允许弹性固定件15在孔9内部定位，所述弹性固定件15沿与定心孔9的延伸方向Z横切的方向Y以相反方向工作。

这些固定件15将横向地作用于孔9中插入的定心件11，以产生最小横向吸持力，所述最小横向吸持力可用于避免定心件11可能在振动或其他弱力在机械或设备正常使用期间传递给屏障时与头部8分离。

然而，根据这些图中未显示的备选实施方案，头部8的两个部分8'、8”可以是相互可转动的，以允许定心孔9和传感器装置10以相互独立的方式角定向。

操作装置3实质上包含基体16，所述基体16适应于按照直接方式或或通过适宜的安装托架(未显示)锚定至防护器的活动部分，并且将在其内部容纳发射器12，所发射器12将适当地布置在定心销钉11下方。

定心销钉11将从基体16横向地突出并且将具有基本上圆柱形的形状，所述定心销钉11具有内末端11'和外末端11”，所述内末端11'在基体16中如此插入，从而允许定心销钉11轻微摆动，这可用于矫正与定心孔9的可能错配，所述外末端11”为圆形或锥形以促进其插入定心孔9中并作用于切换装置5，如下文公开。

定心销钉11也将具有中间周边凹部17，其中，定心孔9中提供的固定件15将配合。

定心孔9将优选地是相对于头部8横向穿透以便定心件11从两个末端横剖面可进入的孔，无论接收器13的位置是什么。

另外，定心孔9将是基本上圆柱状的，具有一个或两个外展的末端截面以确定定心销钉11的纳入范围并且甚至在相对明显的错位存在下促进相互连接。

根据又一个特别有利的方面，壳体4将包含头部8的第一轴向紧固装置18，所述第一轴向紧固装置18适应于避免或限制相对于壳体4的纵向平移，但同时任由其围绕中心轴R自由转动。

尤其，壳体4将基本上是棱柱状，顶面19设有圆筒形开口20用于插入头部8的第一轴向管状凸出部21，在这种情况下不提供辅助控制装置6。

第一轴向管状凸出部21将包含其中将插入第一轴向紧固装置18的外部圆周槽22。

在显示的实施方案中，圆周槽22由相应的成对鳍片23构成，所述鳍片23适应于横向插入完全相对的相应狭缝24，狭缝24在壳体4的侧壁25中产生以接合来自对侧面的圆周槽22。

以这种方式，一旦将在圆周槽22中经相应的狭缝24插入鳍片23，将防止可能从壳体4取出头部8。

然而，同时，圆周槽22将相对于鳍片23总是可滑动的，以允许头部8至少部分转动，这是获得所需定向必需的。

一旦头部8的取向将选定，将通过在头部8和壳体4的合适基座中待插入的纵向螺杆26实现头部8稳定固定在壳体4上。

在其中提供辅助控制装置6的情况下，辅助控制装置6可以提供具有第二轴向管状凸出部28的棱柱体27，所述第二轴向管状凸出部28类似于第一轴向管状凸出部21以配合入圆筒形壳体4的开口20中并与第一轴向紧固装置18接合以轴向锁定控制装置6，仍然保持围绕中心轴R自由转动直至用上述螺杆26固定。

按照类似于第一轴向管状凸出部21的方式，第二轴向管状凸出部28也将包含相应外部圆周槽29，所述外部圆周槽29适应于被基本上类似于第一轴向紧固装置18的第二轴向紧固装置31的相应鳍片23接合并适应于插入棱柱体27中所提供的相应狭缝24，以与第一凸出部21的槽22相互作用并且将头部8轴向但转动地紧固至棱柱体27上。

第一和第二轴向管状凸出部21、28均可以具有容纳相应密封件(未显示)的又一个圆周槽。

另外，棱柱体27将在头部8包含适应于转动地接受第一轴向管状凸出部21的相应圆筒形开口30。

还可以从图7的剖面观察到，第一圆筒形开口20和第一轴向管状凸出部21也将分别设有第一止动件32和第二止动件33，在不存在辅助控制装置6的情况下，所述止动件适应于在头部8相对于壳体4转动时彼此相互作用以限制所述转动小于360°的值。

尤其，第一止动件32从开口20的圆筒形侧壁向内径向伸出以撞击从第一轴向管状凸出部21向内径向延伸的第二止动件33，原因在于头部8的转动。

相反如图8中所示，从壳体4的侧面，辅助控制装置6将包含第三止动件34，所述第三止动件34从第二轴向管状凸出部28延伸以与第一止动件32相互作用。

从头部8的侧面，它将继而具有第四止动件35，所述第四止动件35适应于在棱柱体27相对于壳体4及头部8转动时与第二止动件33相互作用，以限制相对转动小于360°的值。

就切换装置5而言，它们将优选地属于电动机械型或电子型并且包含至少部分容纳于壳体4中并且具有纵向滑动杆37的锁定机构36，所纵向滑动杆具有插入头部8以伸进定心孔9(如从图6更清晰可见)并在防护器关闭时与定心销钉11相互作用的上端37'。

杆37的下端37”将紧固至作用于滑块38并操纵致动器39(例如电磁体)的推动件45，所述致动器39与逻辑控制部件40(例如机芯板(electronic board))结合，所述逻辑控制部件40转而将与用于与待切换系统的一个或多个控制电路和/或工作电路连接的端子41结合。

尤其，在销钉11插入定心孔9时，应答器12和接收器13或所提供的等同装置之间的相互作用将随指令信号后续传输至逻辑部件40而发生，以在所述识别代码之间正比较的情况下开启切换装置5。

控制逻辑部件40将激活电磁体39，造成杆37上升以使其上端37'处于销钉11的周边凹部17内部，从而将操作装置3锁定至转换装置2并实现防护器的安全锁定。

端子41可以包含两对或更多对端子以连接相应的连接电缆至机械或设备的控制电路和/或工作电路，从而根据锁定机构36的开启，将所述电路在开启和关闭状态之间切换。

以举例方式，切换装置5可以与机械或设备的电源电路连接，旨在防护器开放时指令其停机，或它们可以根据已知的方法与应急电路或信令电路连接。

尤其，切换装置5可以按照与下述安全开关中所提供相似的方式设置，所述安全开关在相同申请人名义下的更详细参考的申请WO2013098788中公开。

然而，可以理解，切换装置5的特征也可以是不同的并且本身不表示限制本发明的保护范围。

甚至传感器装置10，尤其接收器13和发射器12，可以按照与上述申请WO2013098788的开关的类似元件相同的方式或技术上等同的方式设置，从而确定Tag/RFID型耦合。

尤其，发射器12可以是适应于发送与识别代码相关的接近信号的应答器。

传感器装置10将包含接收器13，例如天线，所述接收器13适应于与应答器对齐以在应答器以距头部8的预定最小距离安置时接收接近信号连同识别代码，从而发送识别代码至逻辑控制部件40。

根据优选但非排他的构形，可以将逻辑控制部件40编程以针对关闭阶段确定操作装置3相对于头部8必须达到的最小距离以同意启动系统并确定在开放阶段必须安置相同部分的更大数值的最大距离以引起系统停机，以使得关闭阶段更安全，但与此同时考虑任何游隙以及避免控制部件40甚至在门关闭的情况下错误接收开门信号。

控制逻辑部件40将已经在存储器中存储相同识别代码，以允许系统的电源电路仅在传输的代码和所储存的代码之间对应的情况下才从开启状态切换成关闭状态，因此使得安全启动系统成为可能。

适当地，接收器13将完全含于头部8中，并且可以设有两个对立的读取点，所述读取点低于定心孔9的相应开放末端断面安置，从而对应于设有相应的孔9末端剖面的任一个头部8侧面无关紧要地具有操作装置3，因此进一步简化头部8的定向。

接收器13将通过一条或多条电缆(未显示)与逻辑控制部件40连接，所述电缆沿基本上纵向的通道42分布，所述通道42沿头部8和壳体4延伸，优选地至少部分地穿过杆37，从而能使头部8在不损坏电缆完整性的情况下转动。

如可以从相同的图6清晰地看出，辅助控制装置6将包含一个或多个手动操纵应急按钮7，所述应急按钮选自应急蘑菇形按钮(emergency mushroom)、键形解锁装置(key unlocking device)或适于绕过电动机械切换装置5直接操纵锁定机构36的其他手动操作解锁装置。

尤其，所述应急按钮7之一将设计成伸入屏障的内部，从而它可以从内部操纵并且因此在危险情况下(例如在安全屏障关闭，接着启动系统后操作员逗留在安全屏障内部时)引起系统停机。

这种最终应急按钮7将包含通过横杆44与棱柱体27的侧面连接的活动执行件43，其中根据图1中可见的一个特别有利的变体，所述横杆44将具有可调节的长度。

尤其，横杆44将由形成具有预定长度的两个或更多个节段，所述节段适应于按选择性方式安装以确定需要的最终长度，所述最终长度将是更长或更短，这取决于必须穿透的面板或屏障壁的厚度。

从上文显而易见，本发明的开关达到预期目的并且尤其允许以简单和快速方式改变其构形以适应于对其设计开关的屏障或防护器的特定构形。

本发明的开关易于进行多种修改和变动，所述修改和变动均落在随附权利要求书中表述的发明构思中。全部细节均可以替换为技术上等同的其他要素，并且材料可以根据要求而不同，而不脱离本发明的范围。

即使已经参考附图公开了开关，说明书和权利要求中所用的指示符仍用来改善对本发明的理解并且不构成对要求保护的范围的任何限制。