Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsschalter mit Überwachungsfunktion.

Derartige Sicherheitsschalter sind in vielfältigen Ausführungsformen, auch unter der Bezeichnung Befehls- und/oder Meldegeräte bekannt. Sie werden bei Schaltpulten, Aufzügen, Maschinen usw. zur Betätigung elektrischer Steuerungen verwendet. In potentiell gefährlichen Situationen dient die Betätigung des Sicherheitsschalters zum Öffnen oder Schließen relevanter Stromkreise. Als bekannte Beispiele kann auf die Schriften DE 199 60 695 A1 und DE 41 01 493 C2 verwiesen werden.

Ein solcher Sicherheitsschalter umfasst einen Schalterkopf mit Stößel (als Betätigungsmittel), welcher in einer Gehäusewand in einer Aufnahmeöffnung montiert ist. Die Längsachse des Sicherheitsschalters liegt senkrecht zur Ebene der Gehäusewand. Der Sicherheitsschalter ist von der Innenseite der Gehäusewand her mit einem Schraubring montiert. Der Stößel des Sicherheitsschalters ist so eingerichtet und eingebaut, dass er bei seiner Betätigung (von der Ruhestellung) in die Schaltstellung mit einem Betätigungshub Kontakte eines Schaltermoduls beaufschlägt. Die wesentliche Funktion des Sicherheitsschalters besteht darin, dass er bei Betätigung (Eindrücken, Einpressen) die Kontakte des Schaltermoduls derart beeinflusst, dass eine AUS-Schaltfunktion und/oder Warnfunktion auftritt. Am häufigsten wird der Sicherheitsschalter für eine Not-Aus-Funktion eingesetzt, weswegen der Sicherheitsschalter auch mit NOT-AUS-Taster bezeichnet wird. Die Betätigung des Sicherheitsschalters kann in der AUS-Schaltstellung (insbesondere in einer NOT-AUS-Schaltung) mit einer Verrastung verbunden sein.

Aus der EP 252378 A1 ist ein Sicherheitsschalter bekannt, dessen Gehäuse so gestaltet ist, dass es Verschlussmittel aufweist, die nur durch einen unzulässigen Zugriff (mit mechanischer Gewalt) geöffnet oder entfernt werden können. Der unzulässige Zugriff auf das Gehäuse ist somit unmittelbar erkennbar.

Bei druckbetätigbaren Sicherheitsschaltern liegt das Problem vor, dass ein fehlerhafter Zusammenbau von Schalterkopf und Schaltermodul oder eine unzulässige Trennung von Schalterkopf und Schaltermodul von außen nicht erkennbar ist. Eine solche Trennung kann durch Zerstörung des Zusammenbaus oder durch unzulässigen Eingriff (tampering) in den Zusammenbau geschehen. In solchen Situationen würde die Betätigung des Schalterkopfs keine Wirkung zeigen. Das damit erwünschte Überwachungssignal der Sicherungsfunktion bliebe aus.

Aus der EP 01906418 A1 ein Sicherheitsschalter mit Kontrollfunktion bekannt. Auch bei diesem Sicherheitsschalter werden (wie bekannt) bei der Betätigung des Betätigungsmittels (Stößel) mit einem Betätigungshub Kontakte eines Schaltermoduls betätigt, wobei ein Schaltblock des Schaltermoduls als Meldeschaltblock ausgelegt ist. Bei ordnungsgemäß montiertem Sicherheitsschalter wird der als Meldeschaltblock ausgelegte Schaltblock mittels eines Betätigungsstifts dauerhaft betätigt. Über diese mit dem Meldeschaltblock realisierte Kontrollfunktion ist ein Fehlerfall überwachbar, bei dem der Meldeschaltblock von der Gehäusewand mit dem darin montierten Betätigungsmittel losgelöst wird. Ab einer bestimmten Entfernung ändert der Meldeschaltblock seinen Schaltzustand, wodurch ein Fehlersignal ausgegeben wird.

Wie erwähnt, wird bei diesem Sicherheitsschalter einer der Schaltblöcke mit einer Kontrollfunktion belegt, so dass der mit der Kontrollfunktion belegte Schaltblock für andere Schaltfunktionen ausscheidet.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung eines Sicherheitsschalters anzugeben, bei dem ein Meldeschaltblock ausgebildet ist, der allein zum Zweck einer Kontrollfunktion vorhanden ist.

Die Lösung der Aufgabe findet sich in den Merkmalen des Hauptanspruchs. Weitergehende bevorzugte Ausführungsformen sind in Unteransprüchen formuliert.

Der Kern der Erfindung liegt darin, dass das Schaltermodul um einen in einem Meldestrompfad liegenden mit Kontaktelementen versehenen Meldeschaltblock erweitert ist. Ein Überwachungssignal ist ausgebbar, wenn auf den Sicherheitsschalter und/oder sein Gehäuse ein unzulässiger Zugriff erfolgt ist und dadurch der Zusammenbau von Schalterkopf (Betätigungsmittel) und Schaltermodul verändert ist, oder wenn ein fehlerhafter Zusammenbau vorliegt.

Die Kontaktelemente werden im Zusammenbauzustand des Sicherheitsschalters von einem Betätigungsstift beaufschlagt. Der Meldeschaltblock liegt seitlich versetzt neben dem mehrere Schaltblöcke umfassenden Schaltermodul, hierbei ist der Meldekontakt einem (starr angeordneten) Betätigungsstift zugeordnet. Das Betätigungselement des Meldekontakts und der Betätigungsstift liegen außerhalb des Betätigungsbereichs des Betätigungsmittels (Stößel) des Sicherheitsschalters.

Bei Trennung von Schalterkopf und Schaltermodul (Lösung des Zusammenbaus) oder beim fehlerhaftem Zusammenbau hat der Betätigungsstift keinen Eingriff auf den Meldekontakt. Die Sicherungs- und Überwachungsfunktion besteht darin, dass bei offenem Meldestrompfad das Melde- oder Überwachungssignal ausgegeben und/oder ein Stromkreis geöffnet wird, in dem eine oder mehrere sicherheitsrelevante Maschinen betrieben werden und die betriebenen Maschinen (automatisch) abgeschaltet werden.

Im folgenden werden bevorzugte Merkmale der Erfindung wiedergegeben, wobei diese einzeln oder in Kombination miteinander (soweit zutreffend) ausgebildet sein können.

Der Betätigungsstift kann an einer Stifthalteplatte ausgebildet sein, die gemeinsam von dem Befestigungsmittel mit dem Schalterkopf von der Innenseite der Gehäusewand an der Montageöffnung gehalten und befestigt ist, wobei der Betätigungsstift senkrecht von der Stifthalteplatte absteht und damit auch parallel zur Achse des Sicherheitsschalters liegt.

Die Stifthalteplatte kann mit einem Verdrehschutz für die Einbaulage an der Montageöffnung ausgebildet sein.

Mindestens ein Betätigungsstift kann an einer Innenseite der Gehäusewand, vorzugsweise einstückig mit der Gehäusewand ausgebildet sein, wobei der mindestens eine Betätigungsstift von der Gehäusewand senkrecht absteht. Bei dieser bevorzugten erfindungsgemäßen Alternative, kann die Gehäusewand als Oberfläche einer Haube oder als Oberfläche eines Gehäusedeckels ausgebildet sein.

Im Meldestrompfad liegt eine elektrische Schaltung, die bei Öffnen des Meldestrompfads ein Warnsignal ausgibt und/oder sicherheitsrelevante elektrische Einrichtungen außer Betrieb setzt.

Der Betätigungsstift kann am freien Vorderende mit einer Öffnung versehen sein, welche zum Einführen eines Distanzstücks ausgebildet ist.

Die Öffnung kann als Stecköffnung oder als Gewindebohrung ausgebildet sein, wobei das Distanzstück als Steckstift oder als Stellschraube ausgebildet ist.

Die Erfindung kann in verschiedenen Einbausituationen des Sicherheitsschalters eingesetzt sein. Zwei wesentliche Alternativen bestehen darin, dass das Schaltermodul am Schalterkopf (Kopfbefestigung) oder dass das Schaltermodul auf der der Gehäusewand gegenüberliegenden Bodenplatte (Bodenbefestigung) befestigt ist.

In der Kopfbefestigungsalternative ist das Schaltermodul von einem Montageadapter gehalten, so dass das Schaltermodul an den Befestigungsmitteln festgelegt werden kann. Bei der Bodenbefestigung besteht kein baulicher Zusammenhang zwischen Schaltermodul und dem Schalterkopf. Der Schalterkopf sitzt in einem Abstand vom Schaltermodul, der dem Betätigungshub des Betätigungsmittels (Stößel) entspricht. Auf jeden Fall wird bei der Bodenbefestigung und bei korrektem Zusammenbau der Meldekontakt des Meldeschaltblocks vom Betätigungsstift beaufschlagt, so dass der Meldekontakt in Schließstellung liegt.

Die Erfindung ist in mehreren Figuren dargestellt, wobei diese im Einzelnen zeigen:

• Fig. 1: einen Sicherheitsschalter mit Schalterkopf, Schaltermodul und Meldeschaltblock,
• Fig. 2: Stifthalteplatte mit Steckstift und Distanzstück,
• Fig. 3: frontale Ansicht des Sicherheitsschalters in Explosionsdarstellung,
• Fig. 4: eine erste Haube (Gehäusedeckel) mit Stifthalteplatte und Schraubring und
• Fig. 5: eine zweite Haube (Gehäusedeckel) mit integrierten Betätigungsstiften.

Die Fig. 1 zeigt den Sicherheitsschalter 10, der einen Schalterkopf 14 mit Betätigungsmittel umfasst. Die Figur stellt die sogenannte Kopfbefestigungsalternative eines Schalterkopfs dar. Der Stößel (Betätigungsmittel 12) ist in Fig. 4 von seiner Unterseite her erkennbar.

In der gezeigten Kopfbefestigung wird der Montageadapter 36 an der Stößelaustrittsseite an den Schalterkopf geklipst. Der Montageadapter 36 ist auf die Kontaktseite der Einzelschaltblöcke des Schaltermoduls gerichtet und fasst die Einzelschaltblöcke 22.1, 22.2, 22.3 zusammen. Die Einzelschaltblöcke - einschließlich der Meldeschaltblock - werden in den Montageadapter 36 eingeführt und ebenfalls verklipst. Damit ist das Schaltermodul mit Meldeschaltblock am Schalterkopf festgelegt.

Der Schalterkopf 14 ist von der Innenseite der Gehäusewand 31 her mit einem Schraubring 34 in einer runden Montageöffnung 33 montiert. Die Montage kann auch in der Oberseite beispielsweise eines deckelförmigen Gehäuses (30', 30") erfolgen. In den Fig. 4 und 5 sind zwei Alternativen eines deckelförmigen Gehäuses dargestellt.

Die Längsachse des Sicherheitsschalters liegt senkrecht zur Ebene der Gehäusewand 31, oder senkrecht zur Oberseite des Gehäuses. Der Sicherheitsschalter ist so eingerichtet und eingebaut, dass der Stößel bei seiner Betätigung (aus der Ruhestellung in die Schaltstellung) die Kontaktelemente des Schaltermoduls 18 betätigt. Die wesentliche Funktion des Sicherheitsschalters 10 besteht darin, dass er bei Betätigung (Eindrücken, Einpressen) die Kontaktelemente des Schaltermoduls 18 derart beeinflusst, dass eine AUS-Schaltfunktion und/oder Warnfunktion auftritt. Am häufigsten wird der Sicherheitsschalter für eine Not-Aus-Funktion eingesetzt, weswegen der Sicherheitsschalter auch mit NOT-AUS-Taster bezeichnet wird. Die Betätigung des Sicherheitsschalters kann in der Schaltstellung mit einer Verrastung verbunden sein.

Die vorliegende Anordnung ist erfindungsgemäß mit einer Überwachungsfunktion ausgestattet. Diese Funktion wird wirksam, wenn eine Trennung des Schaltermoduls vom Sicherheitsschalter insbesondere eine Trennung von Schalterkopf vom Schaltermodul stattfindet. Ebenfalls soll die Überwachungsfunktion in Aktion treten, wenn Einzelschaltblöcke des Schaltermoduls abgetrennt sind oder unvollständig eingebaut sind. Die Trennung kann durch Zerstörung des Ausbaus oder durch unzulässigen Eingriff (tampering) oder durch fehlerhaften Zusammenbau geschehen.

Das Schaltermodul 18 umfasst in Fig. 1 zwei Einzelschaltblöcke (22.1, 22.2). Die Eingangsklemmen 25 der Einzelschaltblöcke liegen vorn (sichtbar) und die Ausgangsklemmen der Einzelschaltblöcke unsichtbar auf der Rückseite. Das Schaltermodul 18 ist mit einem Meldeschaltblock 20 derart ergänzt, dass parallel zu den Einzelschaltblöcken 22.1, 22.2 und in derselben Ausrichtung wie die Einzelschaltblöcke der Meldeschaltblock angeordnet ist. Der Meldeschaltblock 20 liegt seitlich versetzt neben den Einzelschaltblöcken, so dass der Meldekontakt 42 dem (starr angeordneten) Betätigungsstift 46 zugeordnet ist. Das Betätigungselement des Meldekontakts liegt außerhalb des Betätigungsbereichs 100 des Stößels.

Der starre Betätigungsstift 46 befindet sich an einer Stifthalteplatte 44. Die Stifthalteplatte 44 wird gemeinsam vom Schraubring 34 mit dem Schalterkopf an der Montageöffnung von innen gehalten und befestigt. Der Betätigungsstift 46 steht senkrecht ab von der Stifthalteplatte, welche der Gehäusewand 31 (Deckel 30') anliegt. Damit liegt der Betätigungsstift 46 parallel zur Stößelachse.

Im ordnungsgemäßen Zusammenbau von Schaltermodul und Schalterkopf beaufschlagt der Betätigungsstift 46 den Meldekontakt des Meldeschaltblocks 20, so dass der Meldekontakt in Schließstellung gelangt. Sowohl in Ruhestellung als auch in Schaltstellung des Sicherheitsschalters ist der Meldekontakt geschlossen, der Meldestrompfad ist geschlossen.

Eine bevorzugte spezielle Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, kann darin bestehen, dass der Meldeschaltblock 20 als Doppelschaltblock ausgebildet ist. Der Doppelschaltblock hat zwei räumlich parallel liegende Kontaktelemente, die auf der Rückseite des Doppelschaltblocks gebrückt sind. Somit befinden sich die beiden Kontaktelemente des Doppelschaltblocks (20, 22.1) in Reihenschaltung. Die Schaltbetätiger des Meldeschaltblocks 20 liegen auf der Oberseite des Doppelschaltblocks. Der in der Fig. 1 links liegenden Meldeschaltblock 20 wird von dem Betätigungsstift 46 beaufschlagt. Die in der Fig. 1 rechts liegenden Einzelschaltblöcke werden vom Stößel 12 des Schalterkopfs in der Schaltstellung betätigt. In der Ruhestellung des Schalterkopfs und bei ordnungsgemäßem Zusammenbau ist der Meldekontakt geschlossen. Die Meldekontakte 42 des Meldestrompfads sind schematisch als Aufdruck auf den Meldeschaltblock 20 sichtbar.

In der Fig. 2 wird die Stifthalteplatte 44 mit Betätigungsstift 46 als Einzeldarstellung gezeigt.

Eine weitere Alternative einer Ausbildung mindestens eines Betätigungsstifts 46' wird in der Fig. 4 weiter unten beschrieben.

In Fig. 2 ist weiterhin der Betätigungsstift 46 mit einem Distanzstück 48 dargestellt. Die Länge des Betätigungsstifts 46 ist so gewählt, dass im Zusammenbauzustand der Meldekontakt 42 betätigt ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Betätigungsstift am freien Vorderende mit einer Öffnung versehen sein. Die Öffnung 47 kann als Stecköffnung oder als Gewindebohrung ausgebildet sein, worin ein Distanzstück 48 einführbar ist. Das Distanzstück kann entweder als Steckstift 48 oder als Stellschraube ausgebildet sein. Mit dem Distanzstück 48 kommt es zur Längenanpassung des Betätigungsstifts 46, so dass je nach Zusammenbau-Varianten unterschiedliche Abstände zum Schaltermodul und zum Meldekontaktblock hin überbrückbar sind. Unterschiedliche Abstände sind vorhanden, wenn der Sicherheitsschalter in Gehäusen eingebaut werden, die verschieden dicke Gehäusewände (31) aufweisen. An der Stifthalteplatte 44 sind parallel zum Betätigungsstift 46 zwei Begrenzungszapfen 49 vorhanden, wodurch sich die Lage des (weiter unter beschriebenen) Montageadapters 36 einfach positionieren lässt.

In Fig. 3 ist eine frontale Ansicht des Sicherheitsschalters mit Schalterkopf, Schaltermodul und Meldeschaltblock in Explosionsdarstellung gezeigt. Wie in Fig. 1 sind mit denselben Bezugszeichen zu erkennen: Schalterkopf 14 in Kopfbefestigungsalternative; Gehäusewand 31; Stifthalteplatte 44 mit Betätigungsstift 46; Schraubring 34; Montageadapter 36; Einzelschaltblöcke 22.1, 22.2, 22.3; Meldeschaltblock 20.

Besonders herausgestellt ist der Betätigungsbereich 100 des Stößels des Sicherheitsschalters. Der Stößel betätigt nur die Kontaktelemente des Schaltermoduls 18, bzw. die Kontaktelemente der Einzelschaltblöcke 22.1, 22.2 und 22.3.

Der Meldeschaltblock 20 (und dessen Meldekontakte 42) liegen seitlich außerhalb des Betätigungsbereichs 100 und sind dem (starr angeordneten) Betätigungsstift 46 zugeordnet.

Nicht dargestellt ist, das eine bevorzugte spezielle Ausführungsform darin bestehen kann, dass das Schaltermodul nur aus Einzelschaltblöcken aufgebaut ist. Das heißt, dass auch der Meldeschaltblock als Einzelschaltblock in einer entsprechend vergrößerten Montageadapter 36 eingebracht ist.

Wenn es zu einer Trennung des Schaltermoduls vom Sicherheitsschalter kommt, gerät der Betätigungsstift 46 außer Eingriff mit dem Meldekontakt des Meldeschaltblocks. Der Meldestrompfad wird geöffnet, so dass darüber ein Warn- oder Meldesignal ausgebbar ist. In der Schaltstellung des Schalterkopfs und bei ordnungsgemäßem Zusammenbau wird der zweite Schaltbetätiger des Meldeschaltblocks gemeinsam mit den Einzelschaltblöcken betätigt. In der dem Sicherheitsschalter zugeordneten elektrischen Schaltung kann der hierbei sich öffnende Meldestrompfad 'ignoriert' werden, da mit der Betätigung des Sicherheitsschalters ansich schon die Sicherungsfunktion ausgelöst wird.

Die Fig. 4 zeigt eine erste Haube 30' (Gehäusedeckel), bei der ein Schalterkopf 14 in die Montageöffnung eingesetzt ist. Die Fig. 4 zeigt die Situation als Explosionszeichnung im Zusammenhang mit der Stifthalteplatte 44.

Die Fig. 5 zeigt eine zweite Haube 30" (Gehäusedeckel) zur Aufnahme des Schalterkopfs 14. Diese Figur zeigt auch die Montageöffnung 33 in der Haube 30". Auf der Innenseite der Haube 30" sind zwei starre Betätigungsstifte 46' einstückig mit der Haube ausgebildet. Es handelt sich hier um eine Variante mit zwei Betätigungsstiften 46'. Die Betätigungsstifte sind an der Montageöffnung 33 sich gegenüberliegend ausgebildet. Es macht also keinen Unterschied, welche Lage die Haube 30" in der Zusammenbausituation in Bezug auf einen Schaltermodul einnimmt. In jeder Lage der Haube gelangt einer der Betätigungsstifte in korrekte Position in Beziehung zum Meldeschaltblock. Gegenüber der Ausführung der Stifthalteplatte 44 in Fig. 2, wird kein weiteres Einzelteil benötigt, an welchem ein Betätigungsstift ausgebildet ist. Die Betätigungsstifte 46' in der Haube 30" können gleichfalls mit Öffnungen (47) und mit Distanzstücken (48) wie in Fig. 2 ausgebildet sein.

Die Erfindung lässt sich zusammenfassend wie folgt beschreiben:

• Es wird ein Sicherheitsschalter vorgeschlagen, welcher einen Schalterkopf (umfassend Betätigungsmittel und Tastenkopf) aufweist, wobei der Sicherheitsschalter in einer Gehäusewand in einer Montageöffnung mit Befestigungsmitteln (Schraubring) montiert ist. Das Betätigungsmittel (Stößel) ist so eingerichtet und eingebaut, dass es bei Betätigung in die Schaltstellung Kontaktelemente eines Schaltermoduls 18 betätigt. Bei Sicherheitsschaltern ist das Problem bekannt, dass ein fehlerhafter Zusammenbau von Schalterkopf und Schaltermodul oder eine unzulässige Trennung von Schalterkopf und Schaltermodul von außen nicht erkennbar ist und die gewünschte Sicherheitsabschaltung nicht funktioniert. Es ist daher vorgesehen, dass das Schaltermodul 18 um einen in einem Meldestrompfad liegenden Kontaktelemente enthaltenen Meldeschaltblock 20 erweitert ist, wobei im Zusammenbauzustand des Sicherheitsschalters der Meldeschaltblock von einem ihm starr angeordneten Betätigungsstift 46 beaufschlagt ist, so dass bei Lösung oder Änderung des Zusammenbauzustands der Betätigungsstift außer Eingriff mit dem Meldeschaltblock 20 kommt und der Meldestrompfad öffnet. Das Betätigungselement des Meldekontakts und der Meldeschaltblock liegen außerhalb des Betätigungsbereichs des Betätigungsmittels (Stößel) des Sicherheitsschalters.

10

druckbetätigbarer Sicherheitsschalter

12

Stößel (Fig. 4)

14

Schalterkopf (Taste)

18

Schaltermodul umfassend mindestens einen Einzelschaltblock

20

Meldeschaltblock

22.1, 22.2, 22.3

Einzelschaltblöcke

25

Eingangs- (Ausgangsklemme)

30' 30"

zwei Hauben

31

Gehäusewand

33

Montageöffnung in 30', 31

34

Befestigungsmittel (Schraubring)

36

Montageadapter

42

Überwachungs- oder Meldekontakte

44

Stifthalteplatte

46, 46'

Betätigungsstifte

47

Öffnung (Stecköffnung oder Gewindebohrung

48

Distanzstück als Steckstift oder Stellschraube

49

Begrenzungszapfen