| JP3810926 | KEY SWITCH WITH CROSS LINK |
| JP2000021261 | TRANSLUCENT RUBBER SWITCH |
| JP2005327657 | KEY SWITCH AND KEYBOARD INPUT DEVICE USING THE SAME |
Wintersteiger, Hans-peter (Veichter 2a, Hagenberg, A-4232, AT)
Danner, Martin (Lederergasse 31/18, Gallneukirchen, A-4210, AT)
Graiger, Dieter (Langfeldstrasse 53, Pasching, A-4040, AT)
Wintersteiger, Hans-peter (Veichter 2a, Hagenberg, A-4232, AT)
Danner, Martin (Lederergasse 31/18, Gallneukirchen, A-4210, AT)
| 1. | Sicherheitsschalteinrichtung (1) für elektrisch gesteuerte Maschinen zur Verwendung in Kombination mit den eigentlichen Steuerungselementen der Maschinensteuerung bei Hand betrieb bzw. manueller Bedienung, mit zumindest einem, von einem Bediener entsprechend der gewünschten Schaltfunktion relativ zu einem Halterahmen (8) zu verstellendem Betäti gungselement (6,7), welches zur Veränderung des Schaltzustandes wenigstens eines elektri schen Schaltelementes (14,15) ausgebildet ist, wobei die Sicherheitsschalteinrichtung (1) wenigstens eine Schaltstellung aufweist, die nur während dem Einwirken einer ausreichend hohen Betätigungskraft auf die verstellbaren Betätigungselemente (6,7) eingenommen bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Betätigungselemente (6,7) für jeweils zumindest ein elek trisches Schaltelement (14,15) gegenüber dem Halterahmen (8) um jeweils eine Schwenk achse (11, 12) zweier Drehlagerungen (9,10) begrenzt rotatorisch verstellbar sind und sich durch ein den beiden Betätigungselementen (6,7), bezugnehmend auf die Betätigungsrich tungPfeil (13) der Sicherheitsschalteinrichtung (1), vorgeordnetes Drückerelement (2) eine weitgehendst translatorische oder geradlinige Betätigungsbewegung der Sicherheits schalteinrichtung (1) einstellt. |
| 2. | Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei den Betätigungselemente (6,7) durch zwei, um jeweils eine eigenständige Schwenkachse (11, 12), wippenartig gelagerte Hebelarme (24,25) gebildet sind und einander zugewandte Enden (26,27) der Hebelarme (24,25) bewegungsgekoppelt sind. |
| 3. | Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Enden (26,27) der beiden Hebelarme (24,25) formschlüssig, insbe sondere via korrespondierende Verzahnungen (28,29), ineinander eingreifen. |
| 4. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Drückerelement (2) in voneinander abgewandten End bereichen (30, 31) der beiden Hebelarme (24,25) auf den Hebelarmen (24,25) abgestützt ist. |
| 5. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die beiden Hebelarme (24,25) und das Drückerelement (2) eintei lig ausgebildet sind. |
| 6. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß Übergangszonen (32,33) zwischen den beiden Hebelarmen (24,25) und dem Drückerelement (2) als Ausgleichsbzw. Verformungsbereiche (34,35) ausgebildet sind und das Drückerelement (2) und die Hebelarme (24,25) durch ein einstückig gespritztes Kunststoffbauteil gebildet sind. |
| 7. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Drückerelement (2) in bezug zu den Hebelarmen (24, 25) bogenförmig, insbesondere konvex, gekrümmt ist. |
| 8. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (11, 12) jeweils in etwa mittig zu den Hebelarmen (24,25) ausgebildet sind. |
| 9. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander abgewandten Endbereiche (30, 31) der beiden Hebelarme (24,25) auf jeweils zumindest ein Schaltelement (14,15) einwirken. |
| 10. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der voneinander abgewandten Endbereiche (30, 31) der Hebelarme (24,25) je ein Schaltelement (14,15) in Art eines elektrischen Schließkontak tes (16 ; 17) und je ein Schaltelement (14,15) in Art eines elektrischen Öffnerkontaktes (18 ; 19) zugeordnet ist. |
| 11. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (14,15) mit einer elektronischen Steueroder Auswertevorrichtung (3) leitungsverbunden sind. |
| 12. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (14 ; 15) mit dem Schließkontakt (16,17) in einer geringeren Distanz (39,40) zur Schwenkachse (11 ; 12) des zugeordneten Hebelarmes (24 ; 25) oder Betätigungselementes (6 ; 7) angeordnet ist als das Schaltelement (14 ; 15) mit dem Öffnerkontakt (18, 19). |
| 13. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (14,15) je Schaltkreis (4,5) auf einer Leiterplatte (22,23) angeordnet sind. |
| 14. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterseite (53) einer Leiterplatte (22) für sämtliche Schaltelemente (14,15) oder eine Unterseite der Schaltelemente (14,15) möglichst vollflä chig an einer Gegenfläche (54) des Halterahmens (8) abgestützt ist. |
| 15. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (22) oder die Schaltelemente (14,15) wenigstens teilweise im Halterahmen (8) aufgenommen ist bzw. sind. |
| 16. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (22) schraubenlos in den gehäuseartigen Halterahmen (8) eingesetzt ist. |
| 17. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß eine in BetätigungsrichtungPfeil (13) gemessene Tiefe (45) der Sicherheitsschalteinrichtung (1) nur einen Bruchteil einer quer zur Betätigungsrich tungPfeil (13) gemessenen Länge (46) des Drückerelementes (2) beträgt. |
| 18. | Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei den Betätigungselemente (6,7) in ihren voneinander abgewandten Endbereichen (30, 31) auf jeweils einer Schwenkachse (11, 12) verdrehbar gelagert sind und deren einander zugewandte Enden (26,27) einander übergreifen oder ineinander übergehen. |
| 19. | Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Enden (26,27) der beiden Betätigungselemente (6,7) kämmend inein ander übergehen, dadurch aber nicht bewegungsgekoppelt sind und unabhängig voneinander verschwenkbar bleiben. |
| 20. | Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß ineinander übergehende Betätigungsflächen (56,57) der beiden Betätigungselemente (6, 7) eine Krafteinleitungszone (58) für das Drückerelement (2) bilden. |
| 21. | Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (6,7) in ihrer gemeinsamen Krafteinleitungszone (58) nach oben ge wölbt bzw. nockenartig gekrümmt ausgebildet sind. |
| 22. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (6,7) und/oder das Drückerele ment (2) von einem elastisch rückstellend verformbaren Abdeckelement (42), insbesondere in Art einer Gummimembran (43), überdeckt ist. |
| 23. | Sicherheitsschalteinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das weichelastische Abdeckelement (42), insbesondere die Gummimembran (43), zur Abdeckung der Betätigungselemente (6,7) bzw. des Drückerelementes (2) und zugleich zur Abdichtung einer Gehäuseöffnung vorgesehen ist, über welche die Sicherheitsschalteinrichtung (1) betä tigbar ist. |
| 24. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch nachgiebige Abdeckelement (42) in einem Dek kungsbereich mit der Krafteinleitungszone (58) auf die Betätigungselemente (6,7) platten oder blockförmig und im Vergleich zu den umliegenden Randzonen formsteifer ausgebildet ist. |
| 25. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Betätigungselemente (6,7) identisch bzw. als Gleichteile ausgebildet sind. |
| 26. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Schaltelemente (14,15), bezugnehmend auf eine Aufnahmebzw. Abstützebene (59) derselben, in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen jeweils versetzt angeordnet sind. |
| 27. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß Betätigungsflächen (60,61) der Schaltelemente (14,15) im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen und die beiden Betätigungselemente (60, 61) jeweils ein, den Schaltelementen (14 ; 15) mit Schließkontakt (16,17) zugeordnetes, feder elastisch nachgiebiges Ausgleichselement (62,63), aufweisen. |
| 28. | Sicherheitsschalteinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungselemente (6,7) ausschließlich über die den Schaltelementen (14,15) innewohnende Rückstellkraft in eine Ausgangsoder Ruhestellung der Sicherheitsschalteinrichtung (1) gedrängt sind. |
In der DE 199 09 968 AI der Anmelderin ist eine Sicherheitsschalteinrichtung für elektrisch steuerbare Maschinen beschrieben. Diese Sicherheitsschalteinrichtung weist mehrere Schalt- stufen und zwei voneinander unabhängige, redundante Schaltkreise auf. Die aktiven Schalt- stufen der Sicherheitsschalteinrichtung sind in Tastfunktion ausgebildet, d. h. daß diese nur während aktiver Betätigung durch einen Bediener eingenommen bleiben. Zum Erfassen der jeweiligen Schaltstellung sind kontaktlos arbeitende Detektionsvorrichtungen ausgebildet, welche mit einer elektronischen Auswerteschaltung verbunden sind. Für die Einnahme der verschiedenen Schaltstufen sind zwei Betätigungselemente ausgebildet, welche gegenüber einem, diese teilweise umschließenden, Aufnahmegehäuse linear verschiebbar sind. Zudem wird eine Koppelanordnung bzw. eine beide Betätigungselemente verbindende Kappe vorge- schlagen, die eine simultane Verstellung der Betätigungselemente sicherstellen soll. Zudem ist angegeben, daß das Aufnahmegehäuse Führungsbahnen für eine weitgehend spielfreie Führung der Betätigungselemente aufweist. Weiters ist angeführt, daß alternativ auch rotatori- sche Bewegungen mit den Betätigungselementen ausführbar sind, um die gewünschte Schalt- funktion einzuleiten. Der angegebene Aufbau erfordert relativ große Einbautiefen, wodurch diese Ausgestaltung nicht für alle Anwendungsfälle geeignet ist. Darüber hinaus unterliegen die vorgeschlagenen, linearen oder rotatorischen Gleitführungen für die Betätigungselemente mit zunehmender Betätigungszahl der Gefahr mechanischer Verklemmungen, welche z. B. durch Verschmutzung oder Abrieb zwischen den Gleitflächen verursacht werden können.
Außerdem sind präzise Schiebe-bzw. Drehführungen erforderlich, durch welche sich die Her- stellungskosten der Sicherheitsschalteinrichtung erhöhen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsschalteinrichtung zu schaffen, welche eine hohe mechanische Funktionssicherheit aufweist und in gewohnter Weise betätigt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhaft ist dabei, daß die Sicherheitsschalteinrichtung auch in mechanischer Hinsicht voll-
ständig zweikreisig aufgebaut ist und somit den Kriterien der sogenannten Einfehlersicherheit entspricht. Wesentlich ist weiters, daß durch die angegebene Schwenklagerung der Betäti- gungselemente um Schwenkachsen eine mechanisch besonders zuverlässige Ausführung ge- schaffen ist, bei der auch nach unzähligen Betätigungszyklen eine unveränderte, einwandfreie Funktion sichergestellt ist. Insbesondere weist die angegebene Sicherheitsschalteinrichtung auch nach zahlreichen Betätigungszyklen gleichbleibende Betätigungseigenschaften auf und unterliegt sie insgesamt keinen bedeutsamen Verschleißerscheinungen. Von besonderem Vor- teil ist weiters, daß durch die Drehlagerung der Betätigungselemente um die entsprechenden Schwenkachsen die Gefahr von Verklemmungen bzw. von Verkantungen oder sogar einer Blockierung der Betätigungselemente minimiert ist, wodurch hohen Sicherheitsanforderungen Rechnung getragen werden kann. Zudem wirkt sich die Drehlagerung der Betätigungsele- mente auch bei außermittiger Einleitung der Betätigungskräfte durch den Benutzer nicht nach- teilig auf das Auslöseverhalten der Sicherheitsschalteinrichtung aus, wodurch die jeweiligen Schaltbefehle auch in Paniksituationen oder bei unsachgemäßem bzw. unsorgfältigem Zugriff auf die Sicherheitsschalteinrichtung zuverlässig abgegeben werden können. Mittels dem Drückerelement ist dabei trotzdem eine weitgehendst lineare Betätigungsbewegung für die Sicherheitsschalteinrichtung erreicht, wodurch die Grundlage für eine intuitive bzw. gewohnte Betätigung durch den jeweiligen Benutzer geschaffen ist.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 oder 3 können an der Sicherheitsschalteinrichtung relativ große Betätigungsflächen ausgebildet werden und es ist dabei trotzdem gewährleistet, daß die entsprechenden Schaltbefehle durch die Bewegungskopplung der Betätigungsele- mente auch bei schräger oder außermittiger Einleitung der Betätigungskraft ordnungsgemäß eingeleitet werden. Zudem ist durch die Schwenklagerung der Betätigungselemente um die Schwenkachsen eine leichtgängige und zugleich blockiersichere Lagerung der Betätigungs- elemente geschaffen.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 4 ist eine kräftemäßig günstige Einleitungsstelle für die aufzubringende Betätigungskraft auf die Doppelwippenanordnung bzw. die beiden Betäti- gungselemente gewählt. Zudem wird die vom Bediener auf das Betätigungselement ausgeübte Andrückkraft auf zwei Kraftübertragungsstellen aufgeteilt, wodurch die mechanischen Bela- stungen der Bauelemente reduziert werden können.
Der Aufwand für die Montage bzw. den Zusammenbau der Sicherheitsschalteinrichtung kann durch die Ausführung gemäß Anspruch 5 gering gehalten werden.
Durch die vorteilhafte Ausbildung nach Anspruch 6 können die verschwenkbaren Betäti- gungselemente blockierungsfrei mit einem die beiden Betätigungselemente verbindenden, in sich formstabilen Drückerelement gekoppelt werden. Zudem kann durch diese Ausgestaltung eine lineare bzw. translatorische Verstellung des Drückerelementes erreicht werden, ohne daß Ausgleichsgelenke bzw. zusätzliche Schwenkachsen oder Längsausgleichsführungen erfor- derlich sind. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Elastizität des Kunststoffbauteils in sei- nen Ausgleichs-bzw. Verformungsbereichen zur federelastischen Rückstellung der Betäti- gungselemente in die Ruhe-oder Ausgangsstellung genutzt werden kann, ohne daß metalli- sche Rückstellfedern oder sonstige Federmittel erforderlich wären.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 7 kann trotz geringer Querschnittsabmessungen ein statisch hochbelastbares bzw. relativ formstabiles Drückerelement geschaffen werden, das zudem gute ergonomische Eigenschaften besitzt.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 8 sind unabhängig von der Position der Krafteinlei- tung auf das Drückerelement jeweils annähernd gleiche Verstellkräfte erforderlich, um die Sicherheitsschalteinrichtung in die jeweilige Schaltstellung versetzen zu können.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 9 können die Krafteinleitungspunkte des Drücker- elementes im wesentlichen oberhalb der Schaltelemente festgelegt werden, wodurch eine möglichst direkte Kraftübertragung auf die Schaltelemente erfolgen kann. Zudem ist keine Bewegungsumkehr erforderlich, sondern kann die Verstellrichtung zur Betätigung der Sicher- heitsschalteinrichtung auch mit der Verstellrichtung zur Auslösung von Schaltvorgängen in den Schaltelementen übereinstimmen.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 10 kann in einfacher Art und Weise eine mehrstufige Sicherheitsschalteinrichtung mit den Schaltstufen Ruhezustand, Zustimmungszustand und Panikzustand geschaffen werden. Gleichfalls kann eine lediglich zweistufige Sicherheits- schalteinrichtung mit den Schaltfunktionen Ruhezustand und Zustimmungszustand gebaut werden, ohne daß wesentliche Änderungen bzw. Adaptierungen im mechanischen Aufbau er- forderlich sind. Zudem können standardmäßige elektrische Schaltelemente genutzt werden, die eine kostengünstige Herstellung der Sicherheitsschalteinrichtung ermöglichen.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 11 können Sonderschaltzustände der Sicherheits- schalteinrichtung in einfacher Art und Weise detektiert werden, ohne daß aufwendige Verrie-
gelungs-bzw. Sicherungsmechaniken erforderlich sind.
Durch die besonders vorteilhafte Ausgestaltung nach Anspruch 12 wird eine Abstufung der aufzubringenden Betätigungskraft für einen Wechsel von der Zustimmungsstellung auf die Panikstellung sowohl durch die unterschiedlichen Hebellängen als auch durch Addition der erforderlichen Verstellkräfte für die beiden Schaltelemente erzielt. Insbesondere wird dadurch die Schaltstellung für die Zustimmungsfunktion der Sicherheitsschalteinrichtung taktil spür- bar und kann diese Schaltstellung innerhalb eines bestimmten Wertebereiches der Kraftein- wirkung aufrecht gehalten werden. Beim Übergang von der zweiten, insbesondere von der Zustimmungsstellung, in die dritte Schaltstufe, insbesondere in die Panikstellung, ist ein merklicher Druckpunkt bzw. Schaltpunkt zu spüren, da sodann auch die Schaltelemente mit den Öffnerkontakten betätigt werden.
Durch die Leiterplattenmontage der Schaltelemente gemäß Anspruch 13 wird in vorteilhafter Art und Weise eine sichere elektrische Kontaktierung der Schaltelemente erzielt und ist eine stabile bzw. robuste Befestigung miniaturisierter, elektrischer Schaltelemente an einem Tragrahmen oder in einem Gehäuse der Sicherheitsschalteinrichtung ermöglicht.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 14 können an sich relativ sensible Schaltelemente mit einem Gehäuse aus Kunststoff überaus stabil angeordnet werden und ist dadurch auch bei Einleitung hoher Betätigungskräfte, wie diese in Paniksituationen oder bei unsachgemäßer Betätigung auftreten, eine hohe Bruchfestigkeit bzw. Zerstörungssicherheit der Schaltele- mente gegeben.
Durch die vorteilhafte Ausbildung nach Anspruch 15 kann eine einfache und exakte Positio- nierung der Schaltelemente relativ zu den Betätigungselementen geschaffen werden und ist zudem eine mechanisch und elektrisch kompakte Baueinheit geschaffen, welche problemlos in verschiedene Geräte eingebaut werden kann.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 16 wird ein rascher und müheloser Zusammenbau der Sicherheitsschalteinrichtung ermöglicht, ohne daß sich Zerfalls-oder Festigkeitsprobleme ergeben.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 17 wird trotz der relativ großen, zur Verfügung ste- henden Betätigungsfläche des Drückerelementes, eine relativ geringe Baugröße der Sicher-
heitsschalteinrichtung erreicht. Insbesondere kann die angegebene Sicherheitsschalteinrich- tung auch in Gerätegehäuse eingebaut werden, bei welchen nur geringe Einbautiefen zur Ver- fügung stehen.
Durch die vorteilhafte Ausgestaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20 ist einerseits eine blockier-bzw. verkantungsfreie Lagerung der Betätigungselemente geschaffen und weiters eine zentrale Krafteinleitungszone ausgebildet. Darüber hinaus wird durch die ineinander übergehenden Betätigungselemente innerhalb der Krafteinleitungszone sicherge- stellt, daß vom Bediener stets beide Betätigungselemente betätigt werden, obwohl die beiden Betätigungselemente mechanisch unabhängig bzw. jeweils eigenständig gelagert und nicht formschlüssig bewegungsgekoppelt sind.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 21 wird erreicht, daß die Betätigungselemente bei der Verschwenkung um ihre Schwenkachsen gegenüber dem Drückerelement gleitend abrol- len bzw. daß sich das Drückerelement möglichst reibungslos an den Betätigungselementen abstützen kann. Insbesondere wird eine leichtgängige und möglichst verschleißfreie Relativ- bewegung zwischen den Betätigungselementen und dem vorgeordneten Drückerelement in- nerhalb der Krafteinleitungszone erzielt.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 22 werden die mechanischen Bauteile und die Schaltelemente der Sicherheitsschalteinrichtung vor Verunreinigungen bzw. dem Eindringen von Feuchtigkeit oder Gasen geschützt und ist zugleich eine rutschsichere und komfortabel weiche Betätigung der Sicherheitsschalteinrichtung gewährleistet.
Zusätzliche Dichtelemente zur Abdichtung einer Gehäuse-bzw. Zugriffsöffnung für die Sicherheitsschalteinrichtung in einem Steuerungs-bzw. Bedienungsgehäuse sind durch die Ausgestaltung nach Anspruch 23 erübrigt, wodurch der Aufwand für einen staub-bzw. flüs- sigkeitsdichten und/oder gasdichten Einbau der Sicherheitsschalteinrichtung in ein Gehäuse deutlich reduziert werden kann. Das Abdeckelement bildet dabei auch einen Teil des Griff- bzw. Haltebereiches des entsprechenden Gehäuses aus, wodurch eine komfortable Betätigung der Sicherheitsschalteinrichtung und eine rutschsichere Halterung des Gehäuses erzielt ist.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 24 ist sichergestellt, daß die an sich voneinander be- wegungsunabhängig gelagerten Betätigungselemente bei Einleitung der Betätigungskraft auf das gummielastische Abdeckelement stets gleichzeitig bzw. gleichförmig verstellt werden.
Zudem werden durch den weitgehendst formbeständigen Druckübertragungsblock Verklem- mungen zwischen dem Abdeckelement bzw. dem demgemäßen Drückerelement und den sich verschwenkenden Betätigungselementen ausgeschlossen.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 25 bietet vor allem bei der Herstellung von niedrigen bis mittleren Stückzahlen eine preiswerte Fertigung der Sicherheitsschalteinrichtung. Zudem können die Kosten für Lagerhaltung reduziert werden und ist eventueller Wartungsaufwand vereinfacht.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 26 wird der Einsatz von zwei identisch ausgebildeten Betätigungselementen für die vier Schaltelemente ermöglicht, wodurch die Basis für eine preiswerte Herstellung und einen einfachen Aufbau der Sicherheitsschalteinrichtung geschaf- fen ist.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 27 kann die Sicherheitsschalteinrichtung von der Schaltstufe für den Zustimmungszustand in die Schaltstufe entsprechend dem Panikzustand überführt werden, ohne daß unzulässig hohe Kräfte auf die Schaltelemente mit den Schließ- kontakten einwirken. Zudem wird eine deutlich merkbare Abstufung der erforderlichen Betä- tigungskräfte geschaffen, da die federelastisch nachgiebigen Ausgleichselemente bei der Überführung vom Zustimmungs-in den Panikzustand verformt werden müssen.
Schließlich ist eine Ausführung nach Anspruch 28 von besonderem Vorteil, da keine zusätzli- chen Federelemente ausgebildet sind, um die Betätigungselemente nach erfolgter Verstellung wieder in den Ausgangs-bzw. Ruhezustand der Sicherheitsschalteinrichtung zu überführen.
Somit sind in der Sicherheitsschalteinrichtung keine zusätzlichen, bruchgefährdeten Bauteile angeordnet, die die ordnungsgemäße Funktion der Sicherheitsschalteinrichtung gefährden bzw. beeinträchtigen könnten.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh- rungsbeispiele näher erläutert : Es zeigen : Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschalteinrichtung bei abgenommenem Abdeckelement in vereinfachter, perspektivischer Darstellung ;
Fig. 2 die Sicherheitsschalteinrichtung nach Fig. 1 mit einem weichelastischen Abdeck- element über dem Drückerelement ; Fig. 3 einzelne Teile der Sicherheitsschalteinrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht ; Fig. 4 weitere Einzelteile der Sicherheitsschalteinrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht in Verbindung mit einer Steuer-oder Auswertevorrichtung ; Fig. 5 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschalteinrich- tung in vereinfachter, perspektivischer Darstellung ; Fig. 6 die Sicherheitsschalteinrichtung nach Fig. 5 in Draufsicht gemäß Pfeil VI ; Fig. 7 die Sicherheitsschalteinrichtung nach Fig. 6 geschnitten gemäß den Linien VII-VII in vereinfachter Darstellung ; Fig. 8 einzelne Teile der Sicherheitsschalteinrichtung gemäß Fig. 5 mit dem Halterah- men und einem verschwenkbaren Betätigungselement in perspektivischer Dar- stellung.
Einführen sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfin- dungsgemäße Lösungen darstellen.
In den Fig. 1 bis 4 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltein- richtung 1 zur Verdeutlichung des Aufbaus und der Funktionsweise teilweise vereinfacht und partiell dargestellt.
Diese Sicherheitsschalteinrichtung 1 ist dabei von einem Benutzer bevorzugt per Fingerdruck zu betätigen. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Sicherheitsschalteinrichtung 1 für eine Fußbetätigung auszulegen. Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 ist dabei zur Ansteue- rung von Maschinen bzw. Robotern in Kombination mit den eigentlichen Steuerorganen der elektrischen Maschinensteuerung vorgesehen und wird dabei, insbesondere für die gesicherte, manuelle Steuerung von Bewegungs-bzw. Funktionsabläufen einer Maschine eingesetzt. So ist die erfindungsgemäße Sicherheitsschalteinrichtung 1 z. B. während dem Handbetrieb eines mehrachsigen Roboterarmes oder einer mehrachsigen Bearbeitungsmaschine einzusetzen. Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 ist dabei in Kombination mit den vom Benutzer zu betätigen- den, eigentlichen Steuerorganen, wie z. B. einem Steuerknüppel, einer Steuerkugel bzw. einem sogenannten"Track-Ball", Richtungssteuertasten oder dgl., einzusetzen, wobei die zu bedie- nende Maschine, die vom Bediener beabsichtigte Bewegung bzw. Funktion nur bei einer vor- definierten Betätigung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 ausführt. Die Sicherheitsschaltein- richtung 1 ist daher mit einer Zustimmeinrichtung vergleichbar und kann in einem stationären oder mobilen Handbediengerät für die Maschine eingebaut sein oder auch einem Schalt-bzw.
Steuerknüppel oder dgl. zugeordnet sein.
Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 wird beispielsweise bei sogenannten"Teach-In-Prozedu- ren"bzw. Lernverfahren für Roboter eingesetzt, bei welchen der auszuführende Bewegungs- ablauf des Roboterarmes vorab durch eine manuelle Bedienung vorgegeben wird und sodann der Roboter den durch die manuelle Bedienung vorgegebenen Bewegungsablauf eigenständig ausführt.
Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 ist dabei insbesondere als Taster ausgeführt, d. h. die vom Bediener eingeleitete Schaltstellung bleibt nur während der Dauer der bewußten Betätigung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 aufrecht.
Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 ist dabei mit zumindest einzelnen der üblichen Steueror- gane an einem Handbediengerät bzw. Steuerpult für die jeweilige Maschine quasi in serieller Wirkverbindung geschaltet. D. h. die Maschine führt die vom Bediener beabsichtigte Bewe- gung bzw. Funktion nur dann aus, wenn zusätzlich die Sicherheitsschalteinrichtung 1 bevor- zugt von der zweiten Hand des Benutzers derart betätigt ist, daß eine Zustimmung zur Aus- führung der Bewegung bzw. Funktion gegeben ist. Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 erfüllt daher eine Absicherungsfunktion, da unbeabsichtigte, z. B. durch Rempelungen, hervorgeru- fene Betätigungen der Steuerorgane für die Maschine bzw. den automatisierbaren Manipula-
tor keine unkontrollierten Bewegungen bzw. Funktionsausführungen verursachen können.
Ebenso werden dann, wenn ein mobiles Handbediengerät zu Boden fällt oder Schlagbean- spruchungen ausgesetzt ist, keinerlei kritische Steuerbefehle abgegeben, wenn nicht gleich- zeitig die Sicherheitsschalteinrichtung 1 derart betätigt wird, daß die Zustimmungsstellung eingenommen ist.
Darüber hinaus kann der Sicherheitsschalteinrichtung 1 optional auch eine Panikstellung bzw.
Nothaltfunktion zugeordnet sein, welche im Gefahrenfall überaus schnell und zuverlässig ein- genommen werden kann. Da nämlich eine Hand bzw. wenigstens ein Finger des Bedieners bei der Ausführung kritischer Bewegungen bzw. Funktionen ohnedies auf der Sicherheitsschalt- einrichtung 1 abgestützt ist und somit nur ein kurzer, zusätzlicher Betätigungsweg zurückzu- legen ist, kann im Bedarfsfall eine rasche Schalthandlung sichergestellt werden.
Durch die gegenständliche Sicherheitsschalteinrichtung 1 kann einerseits das Verletzungs- risiko für Menschen und andererseits auch die Gefahr einer Beschädigung von Maschinentei- len oder Werkstücken minimiert werden und ist somit insgesamt eine vergleichsweise sichere Bedienung der entsprechenden Maschine ermöglicht. Die nachfolgend näher beschriebene Konstruktion der Sicherheitsschalteinrichtung 1 weist dabei einerseits eine sehr hohe mecha- nische und elektrische Funktionszuverlässigkeit auf, damit diese Sicherheitsvorteile stets ver- fügbar bleiben.
Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 weist inklusive einer Ausgangs-bzw. Ruhestellung wenig- stens zwei Schaltstellungen, optional auch drei unterschiedliche, Schaltstellungen auf. In der ersten Schaltstellung bzw. Schaltstufe, in welcher die Sicherheitsschalteinrichtung 1 vom Be- diener nicht betätigt ist, ist keine Zustimmung für eine kritische Bewegung eines Maschinen- teils bzw. eine gefahrvolle Funktionsausführung der zu steuernden bzw. zu bedienenden Ma- schine gegeben. Zur Einnahme der zweiten Schaltstellung bzw. Schaltstufe muß die Sicher- heitsschalteinrichtung 1 bevorzugt von wenigstens einem Finger des Benutzers betätigt wer- den und ist erst dann die Freigabe für die Ausführung einer heiklen Bewegung bzw. Funktion der Maschine gegeben. Diese Freigabe bzw. Zustimmung bleibt dabei nur bei entsprechend gedrückt gehaltener Stellung der Sicherheitsschalteinrichtung 1, insbesondere nur während dem Halten eines beweglich gelagerten Drückerelementes 2 der Sicherheitsschalteinrichtung 1 in der zweiten Schaltstufe, aufrecht. Beim Loslassen des Drückerelementes 2 kehrt dieses unverzüglich in die aus den Fig. 1 und 4 ersichtliche Ausgangs-bzw. Ruhestellung zurück. In dieser Ausgangs-bzw. Ruhestellung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 bzw. des Drückerele-
mentes 2 ist also keine Zustimmung zur Ausführung sicherheitskritischer Bewegungen bzw.
Funktionen gegeben. Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 ist dabei als selbsttätig rückstellender Taster ausgebildet und weist baulich betrachtet keinerlei mechanische Verriegelungen bzw.
Arretierungen für seine aktiven Schaltstellungen bzw. Schaltstufen auf.
Entsprechend der Ausgestaltung in den Fig. 1 bis 4 kann die Sicherheitsschalteinrichtung 1 auch dreistufig ausgeführt sein, wobei bei einer Verstellung des Drückerelementes 2 in die dritte bzw. letzte Schaltstellung keine Freigabe für die Ausführung einer kritischen Bewegung bzw. Funktion der Maschine gegeben ist und zu diesem Zeitpunkt eventuell aktiv ausgeführte, abzusichernde Funktionen bzw. Bewegungen der jeweiligen Maschine unverzüglich beendet werden. Diese dritte Schaltstufe wird in einer Paniksituation des Bedieners üblicherweise re- flexartig ausgelöst und im Regelfall nicht bewußt eingenommen. Besteht nämlich für den Be- diener selbst oder für sonstige Personen im Umkreis der jeweiligen Maschine Verletzungsge- fahr, so wirkt dieser üblicherweise krampfartig auf die Sicherheitsschalteinrichtung 1 ein und bewegt dabei das Drückerelement 2 über die zweite Schaltstufe hinaus in die letzte bzw. dritte Schaltstellung. Entsprechendes kann dann Eintreten, wenn plötzlich akute Beschädigungsge- fahr für die jeweilige Maschine oder für die zu bearbeitenden Produkte auftritt. Der an der Sicherheitsschalteinrichtung 1 optional implementierte, fallweise dauerhaft beizubehaltende und gegebenenfalls aktiv rückzustellende Schaltzustand"Panik"bzw."Nothalt"wird insbe- sondere durch entsprechende Vorkehrungen bzw. Maßnahmen in der elektrischen Ausführung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 bzw. der Maschinensteuerung umgesetzt. D. h. es sind kei- nerlei mechanische Arretierungen bzw. Verriegelungen für den dritten Schaltzustand betref- fend"Paniksituation"an der Mechanik der Sicherheitsschalteinrichtung 1 ausgebildet.
Eine weitere Zustimmung zu einer Bewegung eines Maschinenteils oder zu einer Funktions- ausführung einer Maschine kann erst wieder nach dem vollständigen Loslassen des Drücker- elementes 2 und erneutem Betätigen des Drückerelementes 2, ausgehend von der Ruhestel- lung bis zur zweiten Schaltstufe, bewirkt werden. Bei der Rückstellung der Sicherheitsschalt- einrichtung 1, insbesondere beim Überstreichen des Drückerelementes 2, ausgehend von der unmittelbar aufeinanderfolgend gereihten dritten Schaltstufe (Panik) über die zweite Schalt- stufe (Zustimmung) in die erste Schaltstufe (Ruhestellung), wird dabei keine-auch keine kurzfristige-Zustimmung von der Sicherheitsschalteinrichtung 1 gegeben, so daß sich die Maschine keinesfalls-auch nicht kurzzeitig-wieder aktiviert, wenn das Drückerelement 2 zuvor in die dritte Schaltstufe (Panik) überführt wurde und nachfolgend wieder losgelassen wird. Diese sogenannte Funktionsverriegelung bzw. der Ausschluß ungewollter bzw. kriti-
scher Schalt-bzw. Betriebszustände der Sicherheitsschalteinrichtung 1 wird bevorzugt mittels einer elektronischen Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 für die Sicherheitsschalteinrichtung 1 bewerkstelligt. Diese Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 bildet dabei entweder direkt mit der Sicherheitsschalteinrichtung 1 eine zusammenhängende, eigenständige Baueinheit oder die elektronische Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 ist extern zur Sicherheitsschalteinrich- tung 1 angeordnet, wie dies in Fig. 4 dargestellt wurde. Insbesondere kann die Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 auch durch einen Teil der Steuerelektronik eines Handbediengerätes bzw. einer sonstigen elektronischen Maschinensteuerung gebildet sein.
Unabhängig von einer zwei-oder mehrstufigen Ausbildung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 ist diese mehrkanalig bzw. mehrkreisig ausgebildet, so daß bei Ausfall eines elektrischen Kreises zumindest ein weiterer elektrischer Kreis verbleibt, der die jeweiligen Funktionen weiterhin erfüllt, so daß ein gänzlicher Funktionsausfall der Sicherheitsschalteinrichtung 1 mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann. Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 kann also in die Kategorie der sogenannten"einfehlersicheren"Schaltelemente eingereiht werden, deren Funktionssicherheit im Vergleich zu herkömmlichen Schaltelementen wesent- lich gesteigert ist. Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 umfaßt bevorzugt zwei jeweils eigen- ständige bzw. voneinander unabhängige elektrische Schaltkreise 4,5, wobei jedem elektri- schen Schaltkreis 4 und 5 jeweils ein mechanisches Betätigungselement 6,7 zugeordnet ist.
Insbesondere ist dem ersten Schaltkreis 4 das Betätigungselement 6 zugeordnet. Der Schalt- kreis 4 ist dabei zur Erfassung der jeweiligen Position des verstellbaren Betätigungselementes 6 sowie zur Weiterleitung entsprechender Informationen bzw. Schaltbefehle an die Steuer- oder Auswertevorrichtung 3 ausgebildet. Der zweite Schaltkreis 5 ist dem weiteren Betäti- gungselement 7 zugeordnet und ebenso zur Generierung entsprechender Signale bzw. Schalt- befehle für die Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 in Abhängigkeit der Stellung des Betäti- gungselementes 7 vorgesehen. Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 ist somit sowohl in elektri- scher, als auch in mechanischer Hinsicht vollständig zweikreisig aufgebaut. Insbesondere ist mit diesem Aufbau sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Redundanz für die Sicherheitsschalteinrichtung 1 erzielt.
Die beiden Betätigungselemente 6,7 sind an einem formstabilen Halterahmen 8 bzw. in ei- nem dementsprechenden Tragelement gelagert. Wesentlich ist dabei, daß die beiden Betäti- gungselemente 6,7 mittels zweier eigenständiger Drehlagerungen 9,10 je Betätigungsele- ment 6,7 rotatorisch verstellbar bzw. begrenzt verdrehbar sind. Diese Drehlagerungen 9,10 am Halterahmen 8 bilden dabei zwei quer zur Längserstreckung der balkenartigen Betäti-
gungselemente 6,7 verlaufende Schwenkachsen 11,12 aus, die in etwa mittig zur Längser- streckung der balkenförmigen Betätigungselemente 6,7 angeordnet sind. Die beiden Betäti- gungselemente 6,7 stellen somit zwei mechanische Hebel dar, welche via die Schwenkachsen 11,12 gegenüber dem Halterahmen 8 verschwenkbar gelagert sind. Weiters ist den beiden Betätigungselementen 6,7, bezugnehmend auf eine Betätigungsrichtung-Pfeil 13-der Sicherheitsschalteinrichtung 1, das Drückerelement 2 vorgeordnet.
Das Drückerelement 2 steht dabei mit den beiden verschwenkbar gelagerten Betätigungsele- menten 6,7 derart in Verbindung, daß eine weitgehendst translatorische bzw. lineare Betäti- gungsbewegung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 gewährleistet bzw. durchführbar ist. Diese lineare bzw. translatorische Betätigungsbewegung für die Sicherheitsschalteinrichtung 1 er- folgt dabei ausgehend von der Ruhestellung in Richtung des Pfeiles 13 in die Zustimmungs- stellung und gegebenenfalls in eine Panik-bzw. Nothaltstellung. Wird dabei das Drückerele- ment 2 entsprechend dem Pfeil 13 relativ zum Halterahmen 8 geradlinig verstellt, so werden die Betätigungselemente 6,7 um die Schwenkachsen 11,12 verschwenkt und verändern dabei die Betriebszustände, insbesondere die Schaltzustände der beiden elektrischen Schaltkreise 4, 5. Bevorzugt umfaßt jeder Schaltkreis 4,5 wenigstens ein elektrisches Schaltelement 14,15.
Diese Schaltelemente 14,15 sind bevorzugt durch elektrische Schaltkontakte gebildet, die standardmäßig bezogen werden können. Die Schaltkreise 4,5 weisen dabei jeweils zumindest einen elektrischen Schließkontakt 16,17 auf. Vor allem bei Ausbildung einer dreistufigen Sicherheitsschalteinrichtung 1 mit Nothalt-bzw. Panikfunktion ist je Schaltkreis 4,5 zumin- dest auch jeweils ein elektrischer Öffnerkontakt 18,19 ausgebildet. Diese Öffnerkontakte 18, 19 werden speziell bei Einnahme der dritten Schaltstellung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 bzw. des Drückerelementes 2 betätigt und kann so von der Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 eine Nothalt-bzw. Paniksituation erkannt werden. Die Öffnerkontakte 18,19 können alter- nativ aber auch direkt in einen abzusichernden Schaltkreis einwirken und die jeweilige Ma- schinenfunktion bzw. Maschinenbewegung stoppen oder sonstige Sicherheitsmaßnahmen, wie z. B. Not-Auf-Bewegungen, einleiten.
Die Schließkontakte 16,17 werden bei Einnahme der zweiten Schaltstellung bzw. der Zu- stimmungsstellung betätigt, insbesondere in den geschlossenen Schaltzustand überführt. Die- ser aktive Schaltzustand der Schließkontakte 16,17 wird von der Steuer-oder Auswertevor- richtung 3 erkannt und werden daraufhin die entsprechenden Maßnahmen eingeleitet. Insbe- sondere werden die abzusichernden Steuerelemente der Maschinensteuerung für den ord- nungsgemäßen Gebrauch funktionell freigegeben.
Bevorzugt sind die Schaltelemente 14,15 durch elektromechanische Schaltkontakte gebildet.
Alternativ ist es auch möglich, die Schaltelemente 14,15 durch induktive, kapazitive, opti- sche, magnetische oder nach einem anderen physikalischen Prinzip arbeitende Erfassungs- elemente vorzusehen.
Damit die Schaltelemente 14,15 je Schaltkreis 4,5 die entsprechenden elektrischen Signale bzw. Schaltbefehle an die elektronische Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 weiterleiten zu können, ist jeder Schaltkreis 4,5 über jeweils zumindest eine eigenständige Leitungsverbin- dung 20,21 in Form eines Flachbandkabels oder in Art mehrerer einzelner elektrischer Adern mit der Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 verbunden. Vorteilhaft ist dabei, wenn je Schalt- kreis 4,5 separate Leitungsverbindungen 20,21 zur Steuer-oder Auswertevorrichtung 3, wel- che die Auswertung der entsprechenden Signale bzw. Schaltbefehle der Schaltkreise 4,5 vor- nimmt, geführt sind. Dadurch kann ein Leitungs-bzw. Aderbruch in einem der Schaltkreise 4, 5 bzw. in den Leitungsverbindungen 20,21 nicht zu einem totalen Funktionsausfall oder so- gar zu einer Fehlfunktion der Sicherheitsschalteinrichtung 1 führen.
Die Schaltelemente 14,15 sind je Schaltkreis 4,5 auf jeweils einer separaten Leiterplatte 22, 23 mit aufgebrachten Leiterbahnen angeordnet. Die Leitungsverbindungen 20,21, ausgehend von den Leiterplatten 22, 23 mit den bevorzugt daran aufgelöteten Schaltelementen 14,15 zur Steuer-oder Auswertevorrichtung 3, sind bevorzugt via Steckverbindungen mit den Leiter- platten 22,23 verbunden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Leitungsverbindun- gen 20,21, beispielsweise via Lötverbindungen, direkt an die jeweiligen Schaltkontakte anzu- schließen. Die Schaltelemente 14,15 sind bevorzugt durch standardmäßig erhältliche, elektro- mechanische Schaltelemente 14,15 für die Print-bzw. Leiterplattenmontage gebildet. Die für eine Rückstellung der Öffnerkontakte 18,19 bzw. der Schließkontakte 16,17 erforderlichen Federmittel sind dabei bereits im Inneren dieser Bauelemente bzw. Schaltelemente 14,15 aus- geführt und sind an sich keine zusätzlichen Feder-bzw. Rückstellmittel in der Konstruktion der Sicherheitsschalteinrichtung 1 erforderlich. Ausschließlich mit den in den standardmäßi- gen Bauelementen bzw. Schaltelementen 14,15 vorhandenen Rückstellmitteln kann also die Sicherheitsschalteinrichtung 1 überaus zuverlässig wieder in die Ausgangs-bzw. Ruhelage verstellt werden, wenn die durch einen Bediener auf das Drückerelement 2 aufgebrachten Be- tätigungskräfte wegfallen. Diese hohe Funktionszuverlässigkeit wird einerseits durch die be- sonders verkantungssicheren bzw. langfristig funktionssicheren Drehlagerungen 9,10 für die Betätigungselemente 6,7 gewährleistet. Nachdem für die gegenständliche Sicherheitsschalt- einrichtung 1 weiters keine zusätzlichen Feder-bzw. Rückstellmittel für die Betätigungsele-
mente 6,7 oder für das Drückerelement 2 erforderlich sind, kann die mechanische Funktions- sicherheit derselben nochmals deutlich gesteigert werden. Die als standardmäßige Bauele- mente verfügbaren Schaltelemente 14,15 sind vielfach erprobt und wird für diese handels- üblichen Bauteile für Tausende von Betätigungszyklen eine Funktionsgarantie abgegeben.
Die beiden Leiterplatten 22,23 sind via Schraub-und/oder Rastverbindungen am Halterah- men 8 befestigt und positionieren dabei die Schaltelemente 14,15, insbesondere die Schließ- kontakte 16,17 und die Öffnerkontakte 18,19, relativ zu den jeweils zugeordneten Betäti- gungselementen 6,7.
Die beiden Betätigungselemente 6,7 sind über die jeweils zugeordnete Schwenkachse 11,12 in Art jeweils einer Wippe am bevorzugt gehäuseartigen Halterahmen 8 gelagert. Die beiden Betätigungselemente 6,7 bilden quasi wippenähnlich gelagerte Hebelarme 24,25 aus. Wei- ters sind die einander zugewandten Enden 26,27 der Betätigungselemente 6,7 bzw. der dem- gemäßen Hebelarme 24,25 bevorzugt miteinander bewegungsgekoppelt. Insbesondere sind die einander zugewandten Enden 26,27 der beiden Betätigungselemente 6,7 bzw. der dem- gemäßen Hebelarme 24,25 formschlüssig gekoppelt, wie dies am besten aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Im speziellen sind an den Enden 26,27 der Hebelarme 24,25 korrespondieren- de Verzahnungen 28,29 ausgebildet, welche zueinander in Eingriff stehen. Idealerweise stel- len diese Verzahnungen 28,29 teilweise Stirnverzahnungen der Hebelarme 24,25 bzw. Krei- ssegmentverzahnungen dar, deren Zentrumspunkte in etwa auf den Schwenkachsen 11,12 liegen. Durch diese Bewegungsverbindung der Hebelarme 24,25 ist sichergestellt, daß bei einer Verschwenkung eines der Betätigungselemente 6 oder 7 um die jeweilige Schwenkachse 11 oder 12 das weitere Betätigungselement 7 oder 6 zwangsgekoppelt bzw. simultan um die jeweilige Schwenkachse 12 oder 11 mitverschwenkt wird.
Das mit den beiden Hebelarmen 24,25 in Verbindung stehende Drückerelement 2 ist bevor- zugt in voneinander abgewandten Endbereichen 30,31 der beiden Hebelarme 24,25 auf den Hebelarmen 24,25 abgestützt. Insbesondere wird eine Krafteinleitung auf das Drückerele- ment 2 entsprechend dem Pfeil 13 durch den Benutzer auf die voneinander abgewandten End- bereiche 30,31 der Hebelarme 24,25 übertragen, wodurch diese um ihre Schwenkachsen 11, 12 verschwenkt werden.
Die Verbindung des Drückerelementes 2 mit den Hebelarmen 24,25 kann dabei formschlüs- sig ausgeführt sein, wobei die Möglichkeit zur Relativverschwenkung und ein Längsausgleich
zwischen dem Drückerelement 2 und den Hebelarmen 24,25 in deren Verbindungsbereich zu schaffen ist.
Anstelle der Ausbildung definitiver Schwenklagerungen und Ausgleichsführungen im Ver- bindungsbereich zwischen den beiden Hebelarmen 24,25 und dem Drückerelement 2 sind bevorzugt Übergangszonen 32,33 vorgesehen, welche elastisch nachgiebige Ausgleichs- bzw. Verformungsbereiche 34,35 darstellen. Bevorzugt sind dabei das Drückerelement 2 und die beiden Hebelarme 24,25 einstückig ausgebildet. Insbesondere ist es günstig, die beiden Hebelarme 24,25 und das Drückerelement 2 durch ein einstückig gespritztes Kunststoffbau- teil zu bilden, wobei die elastischen Verbindungs-bzw. Übergangszonen 32,33 in Art eines Filmscharniers, einer Materialaussparung, einer gezielten Materialschwächung oder eines schmalen Verbindungssteges gebildet sind und somit den Ausgleichs-bzw. Verformungsbe- reich 34,35 zwischen den beiden sich verschwenkenden Hebelarmen 24,25 und dem sich geradlinig verstellenden Drückerelement 2 ergeben. Aufwendige Ausgleichsführungen bzw.
Gelenksmechanismen zwischen dem Drückerelement 2 und den Hebelarmen 24,25 können somit erübrigt werden und kann die gewünschte, langfristig währende Funktionalität mit wenigen Bauteilen erzielt werden.
Das Drückerelement 2 erstreckt sich bevorzugt bogenförmig zwischen den voneinander ab- gewandten Endbereichen 30,31 der Hebelarme 24,25. Insbesondere verläuft das Drücker- element 2 in Bezug zu den annähernd die gleiche Ausrichtung bzw. Orientierung aufweisen- den Hebelarmen 24,25 konvex gewölbt.
Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, schließen Längsmittelachsen 36,37 der Hebelarme 24,25 in der Ausgangs-bzw. Ruhelage der Sicherheitsschalteinrichtung 1 einen Winkel 38 von 150° bis 170°, bevorzugt in etwa 160°, ein. Dadurch wird eine günstige kinematische Auslegung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 erzielt, bei der die auftretenden Kräfte und die vorliegenden Verstellwege möglichst optimiert sind. Die konvex gekrümmte Ausgestaltung des als Lastübertragungsmittel ausgebildeten Drückerelementes 2 begünstigt dabei nicht nur dessen statische Festigkeit bzw. dessen Formstabilität, sondern wird dadurch im Mittelbereich des Drückerelementes 2 zwischen diesem und den beiden Hebelarmen 24,25 auch ein ent- sprechender Bewegungsspielraum geschaffen, um die Hebelarme 24,25 in einem ausreichend großen Verstellwinkel um die Schwenkachsen 11,12 verschwenken zu können, ohne daß diese mit den Enden 26,27 auf der ihnen zugewandten Seite des Drückerelementes 2 anschla- gen. Die Krümmung bzw. Dimension des Drückerelementes 2 und/oder die maximale Win-
kelstellung der Hebelarme 24,25 kann dabei auch derart gewählt werden, daß die Enden 26, 27 der Hebelarme 24,25 bei Einnahme der bezugnehmend auf die Betätigungsrichtung-ge- mäß Pfeil 13-letzten Schaltstufe am Drückerelement 2 zur Anlage kommen. Mit diesem der- art gestalteten Endanschlag kann eine Überbeanspruchung mechanischer Teile bzw. der elek- trischen Schaltelemente 14,15 der Sicherheitsschalteinrichtung 1 vermieden werden. Diese Endanschlagbegrenzung kommt insbesondere in der auf die Betätigungsrichtung-gemäß Pfeil 13-bezogenen Endstellung des Drückerelementes 2 der Sicherheitsschalteinrichtung 1 zur Geltung und zwar dann, wenn die Enden 26,27 nach der Verschwenkung um ihre Schwenkachsen 11,12 an der Innenseite des Drückerelementes 2 anliegen bzw. auftreffen.
Die voneinander abgewandten Endbereiche 30,31 der beiden Hebelarme 24,25 wirken dabei auf jeweils zumindest eines der elektrischen Schaltelemente 14,15 in den beiden zueinander distanzierten Schaltkreisen 4,5 ein. D. h. bei einer Verschwenkung der Hebelarme 24,25 in- folge einer Krafteinwirkung auf das Drückerelement 2 entsprechend dem Pfeil 13, wird der Schaltzustand der Schaltelemente 14,15 je Schaltkreis 4,5 verändert. Insbesondere werden die Schließkontakte 16,17 in den beiden Schaltkreisen 4,5 geschlossen, wenn das Drücker- element 2 in die Zustimmungsstellung bzw. in die zweite Schaltstufe überführt wird. Wird das Drückerelement 2 zusätzlich noch in die dritte Schaltstufe der mehrstufigen Sicherheitsschalt- einrichtung 1 versetzt, so werden die Öffnerkontakte 18, 19 jedes Schaltkreises 4,5 geöffnet bzw. in den Sperrzustand versetzt. Je Schaltkreis 4,5 ist dabei jeweils ein Schließkontakt 16, 17 und jeweils ein Öffnerkontakt 18, 19 ausgebildet.
Sind der Schließkontakt 16 und der Öffnerkontakt 18 des Schaltkreis 4 bzw. der Schließkon- takt 17 und der Öffnerkontakt 19 des Schaltkreises 5 als eigenständige Elemente ausgeführt, so sind die Schließkontakte 16,17 in einer geringeren Distanz 39,40 zur Schwenkachse 11, 12 des jeweils zugeordneten Hebelarmes 24,25 angeordnet, als die Schaltelemente 14,15 mit den Öffnerkontakten 18,19. Dadurch wird eine Abstufung der Betätigungskraft für den Über- gang von der zweiten Schaltstufe bzw. von der Zustimmungsstellung auf die dritte Schaltstufe bzw. die Panikstellung erreicht. In der zweiten Schaltstufe sind dabei beide Schließkontakte 16,17 betätigt bzw. geschlossen. Bei Einnahme dieser zweiten Schaltstufe können die Endbe- reiche 30,31 der beiden Hebelarme 24,25 bereits an den Öffnerkontakten 18,19 anliegen, diese aber noch nicht betätigen. Dadurch wird für den Bediener ein deutlich spürbarer Druck- punkt geschaffen, der die Beibehaltung bzw. die Einnahme der zweiten Schaltstufe bzw. der Zustimmungsstellung erleichtert. Erst wenn der Bediener das Drückerelement 2 mit erhöhtem Kraftaufwand weiter in Richtung des Pfeiles 13 bewegt, werden auch die Öffnerkontakte 18,
19 verstellt bzw. betätigt. Dabei werden die Schließkontakte 16,17 entweder noch weiter ein- gedrückt bzw. verstellt und/oder die jeweilige Betätigungszone des Hebelarms 24, 25 ist für den Übergang von der zweiten auf die dritte Schaltstufe weichelastisch nachgiebig ausgebil- det.
Bevorzugt sind auch die aufzuwendenden Betätigungskräfte zur Verstellung bzw. Umschal- tung der Öffnerkontakte 18,19 höher angesetzt, als jene Betätigungskräfte, welche erforder- lich sind, um die Schließkontakte 16,17 umzuschalten. Auch dadurch kann eine eindeutig erkennbare Abstufung der Schaltstellungen der Sicherheitsschalteinrichtung 2,3 erreicht wer- den. Außerdem wird durch die Addition der aufzuwendenden Betätigungskräfte für die Schließkontakte 16,17 und die Öffnerkontakte 18,19 je Schaltkreis 4,5 eine sprunghaft an- gestiegene Verstellkraft erforderlich, um die Sicherheitsschalteinrichtung in den dritten Schaltzustand bzw. in die Panikstellung überführen zu können. Der deutlich merkbare Druck- punkt zwischen der zweiten Schaltstellung (Zustimmungsstellung) und der dritten Schaltstel- lung (Panikstellung) erleichtert die Handhabung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 wesent- lich, so daß fehlerhafte bzw. inkorrekte Bedienungen der Sicherheitsschalteinrichtung 1 nahe- zu ausgeschlossen werden können.
Die Hebelarme 24,25 und/oder das formstabile Drückerelement 2 sind wenigstens teilweise in einem schachtel-bzw. gehäuseartigen Halterahmen 8 aufgenommen, um einerseits eine hohe mechanische Stabilität und andererseits einen Schutz vor dem Eindringen von Fremd- körpern, wie z. B. Kabelschlaufen, zu erzielen. Zur Material-und/oder Gewichtseinsparung können die Hebelarme 24,25 und/oder das Drückerelement 2 mit Aussparungen versehen sein bzw. in Art von Fächer-oder Gitterträgern ausgebildet werden.
Die vorhergehend beschriebene mechanische Ausgestaltung bzw. kinematische Ausführung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 stellt sicher, daß das Drückerelement 2 auch bei schräger oder außermittiger Einleitung der Betätigungskraft möglichst geradlinig verstellt wird. Wei- ters ist durch die beschriebene mechanische Ausgestaltung gewährleistet, daß die jeweiligen Schaltelemente 14,15 jedes Schaltkreises 4,5 möglichst gleichzeitig bzw. gleichförmig betä- tigt werden. Wird dabei von der Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 erkannt, daß die Signale der jeweils gleichartigen Schaltelemente 14 ; 15 in den beiden Schaltkreisen 4,5 zeitlich auf- einanderfolgend bzw. zu stark verzögert eintreffen, so kann auf eine Funktionsbeeinträchti- gung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 geschlossen werden und gesteuert von der Steuer- oder Auswertevorrichtung 3 ein entsprechendes Hinweissignal abgegeben werden. Auch für
den Fall, daß von den beiden parallelen Schaltkreisen 4 und 5 nur mehr ein einziges Signal generiert bzw. empfangen werden kann, wird von der Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 ein entsprechendes Hinweis-oder Warnsignal abgegeben. Diese Signalisierung kann mit opti- schen und/oder akustischen Ausgabeelementen erfolgen. Zur Umsetzung einer akustischen Signalisierung ist ein Summer 41 oder dgl. ausgebildet, welcher-wie in den Fig. 1 und 2 dar- gestellt-entweder direkt auf der Sicherheitsschalteinrichtung 1 angeordnet sein kann oder aber auch der zentralen Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 zugeordnet werden kann.
Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind das Drückerelement 2 und die Lagerstellen bzw.
Bewegungsspielräume für die mechanischen Komponenten der Sicherheitsschalteinrichtung 1 von einem elastisch rückstellend verformbaren Abdeckelement 42 umgeben bzw. überdeckt.
Bevorzugt ist das Abdeckelement 42 in Art einer Gummimembran 43 ausgebildet, welches die Betätigungselemente 6,7 bzw. das Drückerelement 2 gegenüber dem Umgebungsbereich abgrenzt und vor dem Eindringen von Fremdkörpern bzw. Feuchtigkeit schützt. Bevorzugt bildet das weichelastisch nachgiebige Abdeckelement 42 mit dem dahinter bzw. darunter liegenden Drückerelement 2 und/oder Halterahmen 8 einen Teilabschnitt der Außenflächen eines Gehäuses aus, in welches die Sicherheitsschalteinrichtung 1 eingebaut ist. Ein derartiges Gehäuse kann beispielsweise durch ein sogenanntes Handbediengerät oder durch ein stationä- res Steuerpult für Maschinen bzw. Roboter gebildet sein. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, eignet sich die Sicherheitsschalteinrichtung 1 besonders zur Anordnung in einem Mantel- bzw. Stirnbereich eines tragbaren Gehäuses mit darin eingebauten Anzeige-und Steuerele- menten. Die Sicherheitsschalteinrichtung 1 kann insbesondere in eine Öffnung bzw. einen Durchbruch eines derartigen Gehäuses eingesetzt werden, wobei das elastische Abdeckele- ment 42 für die mechanischen Komponenten der Sicherheitsschalteinrichtung 1 zugleich die Abdichtung des Gehäuses im Bereich des Durchbruches gegenüber dem Umgebungsbereich bewerkstelligt. Insbesondere erstreckt sich das gummiartige Abdeckelement 42 bis in den Be- reich eines Montage-bzw. Halteflansches 44 zur Befestigung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 im Inneren eines entsprechenden Gehäuses. Beim Befestigen der Sicherheitsschalteinrich- tung 1 in einem Gehäuse wird somit das Abdeckelement 42 zwischen dem Halteflansch 44 und den Innenflächen des Gehäuses festgeklemmt und bewirkt dabei eine staub-bzw. flüssig- keitsdichte Abgrenzung des Durchbruches für die Betätigung bzw. den Einbau der Sicher- heitsschalteinrichtung 1 gegenüber dem Umgebungsbereich des Gehäuses. Zusätzliche Dicht- schnüre bzw. Klebemittel sind somit nicht erforderlich und kann die Öffnung für die Betäti- gung des Drückerelementes 2 im Gehäuse bereits via das weichelastische, gummiähnliche Abdeckelement 42 abgedichtet werden. Wesentlich ist dabei, daß die Gummimembran 43
auch einen Teilbereich der Außenflächen im Griff-bzw. Haltebereich des entsprechenden Gehäuses zur Aufnahme von Steuerelektronik bildet.
Die Steuer-oder Auswertevorrichtung 3 ist derart ausgelegt, daß von jedem Schaltkreis 4,5 stets jeweils ein gleichbedeutendes Steuer-bzw. Schaltsignal empfangen werden muß. Kann plötzlich nur mehr ein Schaltsignal, insbesondere nur mehr ein Zustimmungssignal bzw. nur mehr ein Nothaltsignal, empfangen werden, so kann von der Steuer-oder Auswertevorrich- tung 3 auf eine Beschädigung bzw. auf eine Störung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 ge- schlossen werden, woraufhin die entsprechenden Maßnahmen eingeleitet, wie z. B. Warn- oder Fehlersignale abgegeben und/oder Sicherheitsabschaltungen vorgenommen werden.
Bei der vorhergehend beschriebenen Ausführung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 erweist sich weiters als günstig, daß eine im Betätigungsrichtung-Pfeil 13-gemessene Tiefe 45 der Sicherheitsschalteinrichtung 1 lediglich einen Bruchteil, insbesondere nur in etwa ein Drittel, einer quer zur Betätigungsrichtung-Pfeil 13-gemessenen Länge 46 des Halterahmens 8 bzw. des in etwa gleich langen Drückerelementes 2 beträgt. Die angegebene Sicherheits- schalteinrichtung 1 eignet sich daher besonders für den Einbau in Gehäuse von mobilen bzw. tragbaren Steuerungsterminals, welche naturgemäß möglichst kompakt aufgebaut werden sollen. Trotz der geringen Bautiefe ist dabei ein vergleichsweise großflächiger bzw. großzügi- ger Betätigungsbereich erzielbar. Obwohl sich das Drückerelement 2 über weitläufige Berei- che erstrecken kann und ergonomisch bzw. griffgünstig geformt werden kann, bleibt trotzdem eine hohe mechanische Stabilität und Funktionszuverlässigkeit der Sicherheitsschalteinrich- tung 1 erhalten. Insbesondere kann die Länge 46 des Halterahmens 8 bzw. des Drückerele- mentes 2 mehr als 10 cm betragen und dabei die gesamte Sicherheitsschalteinrichtung 1 in einem Gehäuse lediglich in etwa 3 cm an Einbautiefe beanspruchen.
Bevorzugt liegen die Endbereiche 30,31 des Drückerelementes 2 bzw. der Hebelarme 24,25 bezugnehmend auf die Betätigungsrichtung-Pfeil 13-im wesentlichen direkt oberhalb der Öffnerkontakte 18, 19 der elektrischen Schaltkontakte 14,15. Dadurch wird sichergestellt, daß eine möglichst direkte Kraftübertragung von den Endbereichen 30,31 der Betätigungsele- mente 6,7 bzw. der Enden des Drückerelementes 2 auf Verstellelemente 47,48 der Öffner- kontakte 18,19 erfolgen kann, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Durch diese mehr oder we- niger direkte Kraftübertragung ohne querverlaufender Tragarme bzw. Zwischenelemente oder dgl. ist eine überaus robuste Mechanik für die Sicherheitsschalteinrichtung 1 geschaffen, die im Bedarfsfall eine zuverlässige Einnahme der dritten Schaltstufe, insbesondere der Panik-
schaltstufe, gewährleistet.
In den Fig. 5 bis 8 ist eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheits- schalteinrichtung 1 gezeigt. Für vorhergehend bereits beschriebene Teile werden dabei glei- che Bezugszeichen verwendet und sind die vorhergehenden Beschreibungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen übertragbar.
Auch hierbei sind zwei Betätigungselemente 6,7 für jeweils zumindest ein elektrisches Schaltelement 14,15 der beiden Schaltkreise 4,5 gegenüber einem Halterahmen 8 ver- schwenkbar gelagert. Insbesondere ist je Betätigungselement 6,7 jeweils eine Schwenkachse 11,12 vorgesehen, welche zwei voneinander unabhängige Drehlagerungen 9,10 für die bei- den Betätigungselemente 6,7 darstellen. Die beiden Betätigungselemente 6,7 sind dabei via die beiden Drehlagerungen 9,10 gegenüber dem Halterahmen 8 bzw. den elektrischen Schalt- elementen 14,15 begrenzt rotatorisch verstellbar. Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich, ist den beiden Betätigungselementen 6,7, bezugnehmend auf die Betätigungsrichtung-Pfeil 13-, das Drückerelement 2 vorgeordnet, daß eine weitgehendst translatorische bzw. lineare Betäti- gungsbewegung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 in Richtung des Pfeiles 13 ermöglicht.
Bei dieser Ausgestaltung ist das den Betätigungselementen 6,7 vorgeordnete Drückerelement 2 durch einen Teilbereich des elastisch nachgiebigen Abdeckelementes 42 gebildet, welches in Fig. 7 mit strichlierten Linien dargestellt wurde. Insbesondere ist das Abdeckelement 42 zumindest im Überdeckungsbereich mit dem Krafteinleitungsbereich auf die Betätigungsele- mente 6,7 platten-oder blockförmig ausgebildet bzw. weist das Abdeckelement 42 im Be- reich der Krafteinleitungszone auf die Betätigungselemente 6,7 eine höhere Steifigkeit bzw.
Formstabilität und gegebenenfalls einen reduzierten Reibungskoeffizenten auf. Das Drücker- element 2, das mit dem Abdeckelement 42 ein bevorzugt einstückiges Gummiteil in Art eines bereichsweise verdickten Faltenbalges darstellt, stützt sich bevorzugt an jeweils wenigstens einem Fortsatz der Betätigungselemente 6,7 ab. Diese Fortsätze sind derart geformt, daß sich die Betätigungselemente 6,7 reibungsvermindert gegenüber der Unterseite des Drückerele- mentes 2 bzw. des demgemäßen Abdeckelementes 42 verschwenken können. Eine lineare Verstellung des Drückerelementes 2 entsprechend dem Pfeil 13 ergibt also eine rotatorische bzw. verschwenkende Bewegung der Betätigungselemente 6,7, wobei über die Schwenkbe- wegung die Verstellung bzw. Umschaltung der elektrischen Schaltelemente 14,15 erfolgt.
Der Halterahmen 8 an dem die Betätigungselemente 6,7 mittels den Drehlagerungen 9,10
verschwenkbar gelagert sind, ist bei dieser Ausführungsform wannen-bzw. schachtelförmig ausgebildet. Die beiden Betätigungselemente 6,7 stellen dabei beidseits des Halterahmens 8 angelenkte Klappen bzw. Deckelelemente dar, welche den Halterahmen 8 nach oben hin be- grenzen, wie dies am besten aus den Fig. 5 und 7 ersichtlich ist. Wie weiters in Fig. 8 zu er- kennen ist, kann der Halterahmen 8 im Querschnitt im wesentlichen C-förmig ausgebildet sein und aus einer weitgehendst ebenflächigen Bodenplatte 49 bestehen, auf der an gegen- überliegenden Seitenrändern zwei im wesentlichen rechtwinkelig zur Bodenplatte 49 abste- hende Schenkel 50,51 ausgebildet sind. In den von der Bodenplatte 49 abgewandten Eckbe- reichen der beiden Schenkel 50,51 sind dabei die Drehlagerungen 9,10 für die Betätigungs- elemente 6,7 ausgebildet.
An den Schenkeln 50,51 oder alternativ an der Bodenplatte 49 ist wenigstens eine Halte- lasche 52 zur Befestigung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 im Inneren eines tragbaren Ge- häuses, beispielsweise für ein elektronisches Handbediengerät, ausgebildet.
Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist, sind hierbei alle elektromechanischen Schaltelemente 14,15 mit den jeweiligen elektrischen Schaltkontakten auf einer gemeinsamen Leiterplatte 22 angeordnet. Insbesondere umfaßt der erste Schaltkreis 4 einen Schließkontakt 16 und einen Öffnerkontakt 18. Im zweiten Schaltkreis 5 ist gleichfalls ein Schließkontakt 17 und ein Öff- nerkontakt 19 ausgebildet. Das Betätigungselement 6 ist dabei zur Verstellung bzw. Umschal- tung der elektrischen Schaltelemente 14 des ersten Schaltkreises 4 vorgesehen und das Betäti- gungselement 7 ist zur Umschaltung bzw. Verstellung der Schaltelemente 15 des zweiten Schaltkreises 5 vorgesehen.
Die Leiterplatte 22 mit den elektrischen Schaltelementen 14,15 ist dabei in den im Quer- schnitt im wesentlichen C-förmigen Halterahmen 8 weitgehendst spielfrei eingesetzt und po- sitioniert gehaltert. Insbesondere stützt sich eine Unterseite 53 der Leiterplatte 22 möglichst vollflächig an einer Gegenfläche 54 des Halterahmens 8 bzw. auf der Bodenplatte 49 ab. Die Leiterplatte 22 mitsamt den daran aufgelöteten Schaltelementen 14,15 ist also wenigstens teilweise im gehäuse-bzw. wannenartigen Halterahmen 8 aufgenommen und via die Schenkel 50,51 und gegebenenfalls zusätzliche Stege im Halterahmen 8 positioniert. Das Einsetzen der Leiterplatte 22 mit den Schaltelementen 14,15 in den käfigartigen Halterahmen 8 kann dabei in einfacher Art und Weise bei weit ausgeschwenkter Stellung der Betätigungselemente 6,7 oder auch bei vom Halterahmen 8 abgenommenen Betätigungselementen 6,7 erfolgen.
Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß die elektromechanischen Schaltelemente 14, 15 ohne Schraubbefestigung im Halterahmen 8 aufgenommen bzw. gehaltert werden können.
Sobald nämlich die Leiterplatte 22 mit den Schaltelementen 14,15 in den Halterahmen 8 ein- gelegt ist, können die Betätigungselemente 6,7 in die in Fig. 7 ersichtliche Ausgangs-bzw.
Ruhestellung geschwenkt werden und ist sodann ein Herausfallen der Schaltelemente 14,15 bzw. der gesamten Leiterplatte 22 aus dem Halterahmen 8 verhindert.
Zur zusätzlichen Fixierung bzw. Festlegung der Schaltelemente 14,15 können am Halterah- men 8 auch federelastisch nachgiebige Rastelemente 55 ausgebildet sein, welche die Leiter- platte 22 gegenüber dem Halterahmen 8 festlegen. Diese Rastelemente 55 bilden dabei eine Art Schnappverbindung zwischen der Leiterplatte 22 und dem Halterahmen 8 aus, wodurch ein werkzeugloser Zusammenbau der Sicherheitsschalteinrichtung 1 ermöglicht ist. Insbeson- dere kann die Leiterplatte 22 ohne dem Erfordernis von Schrauben einfach in den beschriebe- nen, wannen-bzw. gehäuseartigen Halterahmen 8 eingelegt werden und ist bereits dadurch verwendungsfähig fixiert.
Wie unter anderem aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die beiden Betätigungselemente 6,7 in ihren voneinander abgewandten Endbereichen 30,31 jeweils um die eigenständige Schwenkachse 11,12 verdrehbar gelagert. Die einander zugewandten Enden 26,27 der Betätigungselemente 6,7 gehen ineinander über bzw. übergreifen diese einander. Insbesondere greifen die einander zugewandten Enden 26,27 der beiden Betätigungselemente 6,7 kammartig ineinander ein.
Dieser gegenseitig kämmende Eingriff ist dabei derart ausgestaltet, daß die beiden Betäti- gungselemente 6 und 7 nicht miteinander bewegungsgekoppelt werden und an sich unabhän- gig voneinander verschwenkbar bleiben. Die benötigte, simultane Verstellung der beiden Be- tätigungselemente 6,7 wird mittels dem vorhergehend bereits erläuterten Drückerelement 2 realisiert, welches durch einen zentralen Abschnitt des vorgeordneten Abdeckelementes 42 realisiert ist, wie dies vorhergehend bereits erläutert wurde. Die Betätigungselemente 6,7 bilden in ihrem Übergangsbereich, in dem sie ineinander übergehen, Betätigungsflächen 56, 57 aus. Diese Betätigungsflächen 56,57 stellen eine Krafteinleitungszone 58 für das bezug- nehmend auf die Betätigungsrichtung-Pfeil 13-vorgeordnete Drückerelement 2 dar. Um das Abroll-bzw. Gleitverhalten zwischen dem Drückerelement 2 und den damit zu belasten- den Betätigungselementen 6,7 zu verbessern, weisen die Betätigungselemente 6,7 in der Krafteinleitungszone 58 gewölbte, insbesondere konvex, gekrümmte Fortsätze auf. Insbeson- dere bilden die Betätigungselemente 6,7 im Bereich der Krafteinleitungszone 58 nocken- artige Erhebungen aus, auf die unter Zwischenschaltung des Drückerelementes 2 der vom
Benutzer ausgeübte Fingerdruck übertragen wird.
Bei dieser Ausführungsform ist somit das Drückerelement 2 unmittelbar vom elastisch rück- stellend verformbaren Abdeckelement 42, insbesondere in Art einer Gummimembran 43, ge- bildet. Diese Gummimembran 43 übernimmt bevorzugt gleichzeitig die Funktion der Abdich- tung einer Gehäuseöffnung für den Einbau bzw. die Betätigung der Sicherheitsschalteinrich- tung 1 gegenüber dem Umgebungsbereich eines entsprechenden Gehäuses.
Wie am besten aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, sind die beiden Betätigungselemente 6,7 identisch bzw. als Gleichteile ausgebildet. Das Betätigungselement 6 ist also gänzlich über- einstimmend zum Betätigungselement 7 ausgebildet, so daß nur wenige verschiedenartige Teile im Aufbau der Sicherheitsschalteinrichtung 1 vorhanden sind. Diese Maßnahmen redu- zieren die Herstellungskosten und ist auch bei geringen bis mittleren Stückzahlen eine relativ preiswerte Fertigung der Sicherheitsschalteinrichtung 1 ermöglicht.
Die vier Schaltelemente 14,15 der Sicherheitsschalteinrichtung 1 sind dabei bezugnehmend auf ihre Aufnahme-bzw. Abstützebene 59, welche im Regelfall durch die Bauteilseite der Leiterplatte 22 gebildet ist, in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen jeweils zueinander versetzt angeordnet. D. h. die Schaltelemente 14,15, insbesondere die beiden Schließkontakte 16,17 und die beiden Öffnerkontakte 18,19 sind an den Ecken eines ge- dachten Parallelogramms angeordnet. In Draufsicht auf die Aufnahme-bzw. Abstützebene 59, welche im wesentlichen parallel zur Bodenplatte 49 ausgerichtet ist, bilden die Schaltele- mente 14,15 also die Ecken bzw. den Umriß eines virtuellen Parallelogramms. Diese spezi- elle Anordnung der Schaltelemente 14,15 erlaubt es, die Betätigungselemente 6,7 als Gleichteile auszubilden und somit die Fertigungskosten der Sicherheitsschalteinrichtung 1 ohne Einbußen an Qualität bzw. Zuverlässigkeit fertigen zu können.
Weiters sind die Schaltelemente 14,15 mit den Schließkontakten 16,17 in einer geringeren Distanz 39,40 zur jeweiligen Schwenkachse 11,12 des zugeordneten Betätigungselementes 6,7 angeordnet, als der jeweilige Öffnerkontakt 18,19 im jeweils gleichen Schaltkreis 4,5.
Insbesondere liegen die Öffnerkontakte 18,19 näher dem Mittelbereich zwischen den Schwenkachsen 11, 12 als die beiden Schließkontakte 16,17, wie dies am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist. Aufgrund der unterschiedlichen Hebelwirkung der Betätigungselemente 6,7, ausgehend von der jeweiligen Schwenkachse 11,12 zur jeweilgen Kontaktausführung der Schaltelemente 14,15, ergibt sich somit auch eine deutliche Abstufung der aufzubringenden
Betätigungskräfte zur Einnahme der Zustimmstellung bzw. der Panikstellung.
Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist, können Betätigungsflächen 60,61 der Schaltelemente 14,15 im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen. D. h. die Bauhöhe der Schließ- kontakte 16,17 kann im wesentlichen gleich der Bauhöhe der Öffnerkontakte 18,19 sein. Um dennoch unterschiedliche Schaltstufen bzw. Schaltstellungen mit dazwischenliegendem Ver- stellweg zu erreichen, können die Betätigungselemente 6,7 jeweils ein den Schaltelementen 14,15 mit den Schließkontakten 16,17 zugeordnetes, federelastisch nachgiebiges Ausgleich- selement 62,63 umfassen. Dieses Ausgleichselement 62,63 stellt dabei eine Art federnd ge- lagerte Zunge dar, deren Haltekraft ausreicht, um das Verstellorgan der Schließkontakte 16, 17 betätigen zu können. Bei einer weiteren Verschwenkung der Betätigungselemente 6,7 aus- gehend von der zweiten Schaltstufe werden die Ausgleichselemente 62,63 gegenüber den Betätigungselementen 6,7 ausgelenkt und ist unter erhöhtem Kraftaufwand eine weitere Ver- schwenkung der Betätigungselemente 6,7 in die dritte Schaltstufe ermöglicht. Insbesondere kann dadurch die auf die Schließkontakte 16,17 einwirkende Betätigungskraft begrenzt wer- den und kann somit keine Überbelastung der Schließkontakte 16,17 auftreten.
Wesentlich ist weiters, daß die Schaltelemente 14,15 mit den Öffnerkontakten 18, 19 im we- sentlichen direkt unterhalb der Krafteinleitungszone 58 der ineinander übergehenden Betäti- gungselemente 6,7 angeordnet sind.
Auch bei dieser Ausführungsform der Sicherheitsschalteinrichtung 1 können die Betätigungs- elemente 6,7 ausschließlich über die den Schaltelementen 14,15 innewohnende Rückstell- kraft in die Ausgangs-oder Ruhestellung, wie diese aus Fig. 7 ersichtlich ist, gedrängt wer- den. Es sind also keinerlei zusätzlichen Federmittel erforderlich, welche naturgemäß ein er- höhtes Bruchrisiko aufweisen. Lediglich via die in den Schaltelementen 14,15 ohnedies vor- handenen Feder-bzw. Rückstellmitteln werden auch die Betätigungselemente 6,7 in die Aus- gangs-bzw. Ruhelage zurückgestellt, sofern keine äußere Betätigungskraft in Richtung des Pfeiles 13 einwirkt. Die Signale bzw. Schaltzustände der beiden Schaltkreise 4,5 werden hierbei ebenso von einer zur Sicherheitsschalteinrichtung 1 peripheren oder auch direkt zuge- ordneten, nicht dargestellten Steuer-oder Auswertevorrichtung verarbeitet und entsprechend umgesetzt.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus der Sicherheitsschalteinrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaß-
stäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Be- schreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 bis 4 und 5 bis 8 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung 1 Sicherheitsschalteinrichtung 2 Drückerelement 3 Steuer-oder Auswertevorrichtung 4 Schaltkreis 5 Schaltkreis 6 Betätigungselement 7 Betätigungselement 8 Halterahmen 9 Drehlagerung 10 Drehlagerung 11 Schwenkachse 12 Schwenkachse 13 Pfeil (Betätigungsrichtung) 14 Schaltelement 15 Schaltelement 16 Schließkontakt 17 Schließkontakt 18 Öffnerkontakt 19 Öffnerkontakt 20 Leitungsverbindung 21 Leitungsverbindung 22 Leiterplatte 23 Leiterplatte 24 Hebelarm 25 Hebelarm 26 Ende 27 Ende 28 Verzahnung 29 Verzahnung 30 Endbereich 31 Endbereich 32 Übergangszone 33 Übergangszone 34 Ausgleichs-bzw. Verformungsbereich 35 Ausgleichs-bzw. Verformungsbereich 36 Längsmittelachse 37 Längsmittelachse 38 Winkel 39 Distanz 40 Distanz 41 Summer 42 Abdeckelement 43 Gummimembran 44 Halteflansch 45 Tiefe 46 Länge 47 Verstellelement 48 Verstellelement 49 Bodenplatte 50 Schenkel 51 Schenkel 52 Haltelasche 53 Unterseite 54 Gegenfläche 55 Rastelement 56 Betätigungsfläche 57 Betätigungsfläche 58 Krafteinleitungszone 59 Aufnahme-bzw. Abstützebene 60 Betätigungsfläche 61 Betätigungsfläche 62 Ausgleichselement 63 Ausgleichselement
Next Patent: CIRCUIT BREAKER FOR LOW-VOLTAGE ELECTRIC CIRCUIT