Sicherheitsschalter

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsschalter, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.

Sicherheitsschalter werden überall dort eingesetzt, wo sicher¬ gestellt werden muß, daß eine Tür, ein Deckel oder dgl. , welche im geschlossenen Zustand den Zugang zum Sicherheitsbe¬ reich einer Maschine verhindern, nur geöffnet werden kann, wenn die Maschine abgeschaltet ist, und ein Einschalten der Maschine nur möglich ist, wenn die Tür oder dgl. geschlossen ist. Wenn außerdem verhindert werden muß, daß nicht bereits mit dem Abschalten der Maschine, sondern erst dann, wenn die Maschine zum Stillstand gekommen ist, der Schlüssel aus dem Schlüsselkanal des Sicherheitsschalters herausgezogen und damit die Tür oder dgl. geöffnet werden kann, weisen die Sicherheitsschalter zusätzlich eine Sperrvorrichtung auf, die bewirkt, daß der Schlüssel während der der Auslaufzeit ent¬ sprechenden Zeitspanne im Schlüsselkanal festgehalten wird. Bekannte Sicherheitsschalter weisen zu diesem Zwecke einen Elektromagneten auf, der im erregten Zustand entweder einen Riegel in der Verriegelungsstellung hält oder den von einer vorgespannten Feder in der Verriegelungsstellung gehaltenen Riegel aus der Verriegelungsstellung zurückzieht. Der Riegel wirkt dabei in seiner Verriegelungsstellung entweder mit dem Stößel zusammen oder unmittelbar mit dem Schlüssel.

Da diese bekannten Lösungen sowohl im Hinblick auf die Kosten als auch den Platzbedarf aufwendig sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Sperrvorrichtung sich ko¬ stengünstig und raumsparend realisieren läßt. Diese Aufgabe löst ein Sicherheitsschalter mit den Merkmalen des Anspru¬ ches 1.

Da bei der erfindungsgemäßen Lösung ein Abschnitt des Stößels als Anker ausgebildet ist, ist im Vergleich zu Sicherheits¬ schaltern ohne Sperrvorrichtung nur der Statorteil des Elek¬ tromagneten als zusätzliches Bauteil erforderlich, was zu einer deutlichen Kostenreduzierung führt. Aber auch der Platz¬ bedarf verringert sich zum einen dadurch, daß der Statorteil den Stößel umfaßt, zum anderen dadurch, daß Bauteile nicht erforderlich sind, welche die vom Statorteil erzeugte Magnet¬ kraft in Form einer Sperrkraft auf den Stößel übertragen.

Die Sperrflanke, die am Stößel anliegt, wenn die Sperrvorrich¬ tung wirksam ist, und dadurch ein Drehen des Schaltrades verhindert, was Voraussetzung für ein Herausziehen des Schlüs¬ sel aus dem Schlüsselkanal ist, kann durch die eine Flanke einer Rastvertiefung in der Kurvenbahn gebildet sein, in welche der Stößel in derjenigen Stellung des Schaltrades eingreifen kann, in welcher der Schlüssel vollständig in den Schlüsselkanal eingeführt und deshalb die zu sichernde Tür oder dgl. vollständig geschlossen ist.

Die Sperrvorrichtung kann wahlweise eine Magnetkraftverriege¬ lung oder eine Federkraftverriegelung bewirken. Im erstgenann¬ ten Falle drückt der Elektromagnet den Stößel, in der Regel gegen die Kraft einer Feder, gegen die Kurvenbahn. Im zweitge¬ nannten Falle wird der Stößel von einer vorgespannten Feder an die Kurvenbahn angedrückt. Der Elektromagnet entriegelt dann im erregten Zustand das Schaltrad.

Sofern die vom Statorteil des Elektromagneten auf den Stößel ausübbare Kraft ausreicht, um die für den Schlüssel vorge¬ schriebene Sperrkraft zu erzeugen oder die von einer vorge¬ spannten Feder erzeugte Sperrkraft zu kompensieren, braucht zwischen der Sperrflanke und dem Stößel keine Selbsthemmung vorhanden zu sein. In der Regel wird es aber vorteilhafter sein, eine Selbsthemmung vorzusehen, weil dann eine wesentlich geringere Magnetkraft ausreicht, was zu einem kleineren und

damit sowohl kostengünstigeren als auch raumsparenderen Elek¬ tromagneten führt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt einen schematisch dargestellten Schnitt des Ausführungsbeispiels in Richtung der Längsachse seines Stößels.

Ein als Ganzes mit 1 bezeichneter Sicherheitsschalter weist ein im Ausführungsbeispiel quaderförmiges Gehäuse 2 auf, das aus Metall oder Kunststoff bestehen kann. An die eine Stirn¬ seite des Gehäuses 2 schließt sich das Gehäuse 3 eines Kopf¬ teils an, das den Schlüsselkanal 4 für einen als Schalterbetä¬ tigungsglied dienenden Schlüssel 5 bildet. Das wie das Gehäuse 2 aus Metall oder Kunststoff bestehende Gehäuse 3 ist so ausgebildet, daß es nicht nur in der in der Figur dargestell¬ ten Position, sondern auch gegenüber dieser Position um 90° oder 180° gedreht mit dem Gehäuse 2 mittels nicht dargestell¬ ter Schrauben verbunden werden kann.

Im Gehäuse 2 ist in dessen Längsrichtung verschiebbar ein Stößel 6 gelagert. Sein unteres Ende ist in Anlage an einem mit dem Stößel 6 fluchtenden Betätigungsbolzen 7 eines Schal¬ ters 8, der wenigstens eine Schaltstrecke enthält, die ge¬ schlossen ist, wenn der Schlüssel vollständig in den Schlüs¬ selkanal 4 eingeführt ist, und geöffnet ist, wenn der Schlüs¬ sel 5 aus dem Schlüsselkanal 4 herausgezogen ist.

Das obere Ende des Stößels 6 liegt an einer durch einen Ab¬ schnitt der Mantelfläche eines Schaltrades 9 gebildeten Kur¬ venbahn 10 an. Die Drehachse des im Gehäuse 3 gelagerten Schaltrades 9 kreuzt rechtwinklig die Längsachse des Stößels 6. Im Anschluß an das eine Ende der Kurvenbahn 10 ist das Schaltrad 9 mit einem radialen Einschnitt 11 versehen, an dessen eine Flanke ein Quersteg 5' des Schlüssels 5 in Anlage kommt, wenn der Schlüssel 5 in den Schlüsselkanal 4 eingeführt

wird. An den Quersteg 5' schließt eine sich in Längsrichtung des Schlüssels 5 erstreckende Ausnehmung 5 ^{1 1} an, in welche das Schaltrad 9 eingreift, wenn es beim Einführen des Schlüssels 5 in den Schlüsselkanal 4 vom Quersteg 5' in die in der Figur dargestellte Winkelposition mitgenommen wird. Nicht darge¬ stellte, mittels des Schlüssels 5 betätigbare Verriegelungs¬ elemente verhindern, daß dann, wenn der Schlüssel sich außer¬ halb des Schlüsselkanals 4 befindet, das Schaltrad 9 mit einem Hilfsmittel, beispielsweise einem Schraubendreher oder einem Drahtstück, in die in der Zeichnung dargestellte Winkelposi¬ tion gedreht werden kann.

Konzentrisch zum Stößel 6 ist im Gehäuse 2 der Statorteil 12 eines Elektromagneten angeordnet. Der den Stößel 6 umgebende Statorteil 12 ist über einen Halter oder dgl. mit dem Gehäuse 2 verbunden. Wie die Figur zeigt, weist der Stößel 6 einen Mittelabschnitt 6' auf, dessen Durchmesser im Vergleich zum Durchmesser der beiden Endabschnitte größer ist. Es kann deshalb der gesamte Stößel 6 aus einem ferromagnetischen Material bestehten. Die Länge dieses Mittelabschnittes 6 ¹ ist etwa gleich der axialen Länge des Statorteils 12, zwischen dessen Innenwand und Außenmantelfläche des Mittelabschnittes 6' nur ein relativ geringer Luftspalt vorhanden ist. Eine vorgespannte Schraubenfeder 13, welche den am Betätigungsbol¬ zen 7 anliegenden Endabschnitt des Stößels 6 umgibt und mit ihrem vom Schalter 8 wegweisenden Ende an einer Schulter des Stößels 6 abgestützt ist, stützt sich andererseits an einer gehäusefesten Platte 14 ab und drückt deshalb das obere Ende des Stößels 6 an die Außenmantelfläche des Schaltrades 9 an. Dieses ist, wie die Figur zeigt, am anderen Ende der Kurven¬ bahn 10, das den geringsten Abstand von der Drehachse des Schaltrades 9 hat, mit einer Rastvertiefung 15 versehen, in die der Stößel 6 dank der Kraft der Schraubenfeder 13 ein¬ greift, wenn sich das Schaltrad 9 in derjenigen Winkelposition befindet, in welche der Schlüssel 5 vollständig in den Schlüs¬ selkanal 6 eingeführt ist. Die Rastvertiefung 15 bildet gegen die Kurvenbahn 10 hin eine Sperrflanke 15' . Deren Verlauf und

die Form des in die Rastvertiefung 15 eingreifenden Endes des Stößels 6 sind so gewählt, daß Selbsthemmung vorhanden ist. Der Stößel 6 kann also nicht aus der Rastvertiefung 15 heraus¬ geschoben werden-, wenn auf das Schaltrad 9 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn bei einer Blickrichtung gemäß der Figur ausgeübt wird. Ein solches Drehmoment tritt auf, wenn auf den Schlüssel 5 eine Kraft im Sinne eines Herausziehens aus dem Schlüsselka¬ nal 4 ausgeübt wird.

Wenn der Stößel 6 in Eingriff mit der Rastvertiefung 15 ist, ist sein Mittelabschnitt 6' so weit aus dem Statorteil 12 gegen das Schaltrad 9 hin herausgeschoben, daß bei einer Erregung des Statorteils 12 die Verschiebung des Mittelab¬ schnittes 6' in den Statorteil 12 hinein gerade so groß ist, daß der Stößel 6 aus der Rastvertiefung ausgehoben wird. Die Verschiebung ist also gleich der Tiefe der Rastvertiefung 15.

So lange die Maschine, welcher der Sicherheitsschalter 1 zugeordnet ist, sich in Betrieb befindet, wird der Stößel 6 von der Schraubenfeder 13 in Eingriff mit der Rastvertiefung 15 gehalten. In dieser Zeit kann der Schlüssel 5 nicht aus dem Schlüsselkanal 4 herausgezogen werden, da eine entsprechende Drehung des Schaltrades 9 vom Stößel 6 verhindert wird. Auch das Abschalten der Maschine führt noch nicht zu einer Freigabe des Schaltrades 9 und damit des Schlüssels 5. Erst wenn die Maschine zum Stillstand gekommen ist, wird der Statorteil 12 erregt und der Stößel 6 aus der Rastvertiefung 15 vom Elektro¬ magneten herausgezogen. Dann kann der Schlüssel 5 aus dem Schlüsselkanal 4 hergezogen werden, wobei das Schaltrad 9 gedreht wird. Dabei läuft der Stößel 6 auf der Kurvenbahn 10 gegen deren hohes Ende hin wodurch der Stößel 6 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 13 gegen den Schalter 8 hin bewegt wird und die im Steuerkreis der Maschine liegende Schalt¬ strecke zwangsläufig öffnet.