DE19701584C2

DE19701584C2 - Switches, in particular safety switches

Info

Publication number: DE19701584C2
Application number: DE1997101584
Authority: DE
Inventors: Manfred Heckner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2017-01-18
Also published as: DE19701584A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere einen Sicherheitsschalter zum Schalten von Maschinen oder dergleichen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a switch, in particular one Safety switch for switching machines or the like, according to the preamble of claim 1.

In der Nahrungsmittelindustrie werden an Maschinen und Bauteile hohe hygienische Anforderungen gestellt. Es muß außerdem eine leichte und hygienische Reinigung der Maschinen und Bauteile gewährleistet sein.In the food industry, machines and Components placed high hygienic requirements. It must also easy and hygienic cleaning of the machines and components can be guaranteed.

Insbesondere Schalter stellten sich als Schwachstellen heraus, da diese zueinander bewegliche Teile aufweisen, zwischen denen sich Keime und Schmutzpartikel festsetzen können, die durch Oberflächenreinigung nicht entfernt werden können.Switches in particular turned out to be weak points out because they have parts that are movable relative to each other, between which germs and dirt particles settle that cannot be removed by surface cleaning can.

Zur Abhilfe wird in bekannter Weise eine Gummikappe über den Schalter gestülpt, so daß ein Eindringen von Keimen und Schmutz verhindert wird. Die Gummikappen sind jedoch Verschleißteile, die durch die bei der Reinigung der Maschinenteile verwendeten Hochdruckreiniger und scharfen Reinigungsmittel hohem Verschleiß ausgesetzt sind und nach wenigen Wochen ausgewechselt werden müssen.To remedy this, a rubber cap is placed over the Switch slipped so that germs and Dirt is prevented. The rubber caps are however Wearing parts caused by the cleaning of the Machine parts used high pressure cleaners and sharp ones Cleaning agents are exposed to high wear and tear need to be replaced within a few weeks.

Aus dem Stand der Technik sind bisher Lösungsansätze bekannt, die jedoch nicht zufriedenstellend ausgereift sind. So ist z. B. aus der DE 36 38 667 C2 ein Schalter bekannt, der aus einzelnen Teilen zusammengesteckt wird. Bei diesem Schalter ist jedoch kein einteiliges, hermetisch dichtendes Schaltungsgehäuse vorgesehen das außerhalb der Bedienfrontplatte der Maschine angeordnet wäre. Im wesentlichen sind zwei Gehäuseteile vorhanden die zusammengesteckt werden und zwischen sich einen Schlitz ausbilden in dem sich Schmutz, Feuchtigkeit Keime und andere Ablagerungen festsetzen können. Der Schalter nach der DE 36 38 667 C2 weist also den Nachteil auf, daß er kein nach außen hin hermetisch geschlossenes Gehäuse aufweist.Approaches to the solution are known from the prior art, which, however, are not sufficiently mature. So is e.g. B. from DE 36 38 667 C2 a switch known from individual parts is put together. With this switch However, it is not a one-piece, hermetically sealing Circuit housing provided the outside of the Front panel of the machine would be arranged. in the there are essentially two housing parts be put together and a slot between them train in which dirt, moisture germs and others Can build up deposits. The switch according to DE 36 38 667 C2 thus has the disadvantage that it has no outside hermetically sealed housing.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Sicherheitsschalter zu schaffen, der frontseitig absolut dicht ist und keine zueinander beweglichen Teile aufweist, zwischen denen sich Keime, Schmutz oder dergleichen festsetzen können.The object of the invention is therefore a safety switch to create that is absolutely tight on the front and none has mutually movable parts between which Can fix germs, dirt or the like.

Diese Aufgabe wird durch die technischen Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The technical characteristics of the Claim 1 solved.

Merkmal des erfindungsgemäßen Schalters ist, daß dieser frontseitig absolut dicht ausgebildet ist, so daß keine Keime, Schmutz, Wasser oder dergleichen eindringen können. Die Oberfläche des Schalters ist überall glatt ausgebildet, läßt sich leicht reinigen und besitzt keine zueinander beweglichen Teile. Es gibt keine verdeckten Hohlräume in denen sich Schmutz festsetzen kann.A feature of the switch according to the invention is that this is absolutely tight on the front, so that none Germs, dirt, water or the like can penetrate. The surface of the switch is smooth everywhere is easy to clean and has none to each other moving parts. There are no hidden voids in which dirt can stick to.

Der Schalter besteht aus einem Gehäuse und einem Deckel, durch welchen das Gehäuse hermetisch dicht verschließbar ist. Der Deckel des Schalters ist aus einem Teil hergestellt und somit absolut dicht und besitzt keine zueinander beweglichen Teile. Die Frontseite des Schalters (Betätigungsfläche) ist so dünn hergestellt, daß beim Drücken auf die Betätigungsfläche diese soweit nachgibt, daß dadurch ein Schaltelement im Inneren des Gehäuses betätigt wird. In den rückwärtigen Rand des Deckels ist eine Dichtung eingelassen. Diese Dichtung, die nach Montage des Schalters zwischen Frontplatte der Maschine und Schalterdeckel liegt, dichtet die Öffnung der Frontplatte nach außen hin ab. Die Montagestelle, an der Gehäuse und Deckel verbunden werden, liegt innerhalb dieser Dichtung.The switch consists of a housing and a cover, through which the housing can be hermetically sealed. The switch cover is made of one piece and thus absolutely tight and has no movable to each other Parts. The front of the switch (operating surface) is made so thin that when pressed on the Actuating surface this yields to the extent that a Switching element is actuated inside the housing. In the A seal is embedded in the rear edge of the cover. This gasket, which after mounting the switch between The machine's front plate and switch cover are sealed the opening of the front panel from the outside. The Assembly point at which housing and cover are connected, lies within this seal.

Der Schalter ist sowohl für den Innen- als auch für den Außeneinsatz geeignet.The switch is for both indoor and outdoor Suitable for outdoor use.

Der Schalter ist für den Einsatz in rauher Umgebung und zur Betätigung mit Arbeitshandschuhen geeignet.The switch is for use in harsh environments and for Suitable for operation with work gloves.

Für normale Anforderungen ist der Schalter mit einem Schaltelement, für erhöhte Sicherheitsanforderungen mit zwei Schaltelementen ausgestattet. Beide Varianten sind als Option mit Leuchtdioden zur Zustandsanzeige und/oder Quittierung des Schaltvorganges ausgestattet.For normal requirements, the switch is with a Switching element, for increased security requirements with two Switch elements equipped. Both variants are optional with LEDs for status display and / or acknowledgment of the Switching operation equipped.

In der einfachsten Ausführung kann an den Schalter ein Schaltverstärker (Relais) zur Betätigung von größeren Leistungen angeschlossen werden. In the simplest version you can turn on the switch Switch amplifier (relay) for actuating larger ones Services are connected.

Für die Anwendung als Sicherheitsschalter wird ein Auswertegerät angeschlossen, welches den Schalter auf Funktionssicherheit überprüft und die Schaltbefehle auswertet und weitergibt. Dabei werden z. B. außerdem falsche Schaltzustände und Stromausfall am Auswertegerät erkannt und als Warnmeldung ausgegeben.For use as a safety switch, a Evaluation device connected, which opens the switch Functional reliability checked and the switching commands evaluated and passes it on. Here, for. B. also wrong Switching states and power failure detected on the evaluation unit and issued as a warning.

Im folgenden wird die Neuerung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert.The following is the innovation based on several Drawings illustrating execution paths explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1: Einen seitlichen Schnitt durch das Gehäuse des Schalters; Fig. 1: A side section through the housing of the switch;

Fig. 1A: eine Draufsicht auf die Rückseite des Schaltergehäuses; Fig. 1A is a plan view of the rear of the switch housing;

Fig. 2: Eine Draufsicht auf den Gehäusedeckel; Fig. 2: A plan view of the housing cover;

Fig. 2A: einen Schnitt durch den Gehäusedeckel gemäß Linie in Fig. 2; Fig. 2A shows a section through the housing cover according to line in FIG. 2;

Fig. 3: eine erste Ausführungsform des Schalters mit nur einem Schaltelement; FIG. 3 shows a first embodiment of the switch with only one switching element;

Fig. 4: eine weitere Ausführungsform des Schalters mit zwei Schaltelementen; FIG. 4 shows a further embodiment of the switch with two switching elements;

Fig. 5: einen seitlichen Schnitt durch den Schalter in unbetätigtem Zustand; FIG. 5 shows a lateral section through the switch in the non-actuated state;

Fig. 6: einen seitlichen Schnitt des Schalters in betätigtem Zustand; FIG. 6 is a side sectional view of the switch in the actuated state;

Fig. 7: ein Beispiel der elektrischen Beschaltung des Schalters; FIG. 7 shows an example of the electrical circuitry of the switch;

Fig. 8: schematisches Schaltbild der Auswerteschaltung für den Sicherheitsschalter. Fig. 8: schematic circuit diagram of the evaluation circuit for the safety switch.

In den Fig. 1 und 1A ist eine mögliche Ausführungsform des Gehäuses für den erfindungsgemäßen Schalter dargestellt. Das Gehäuse 1 ist als röhrenförmig ausgebildet und besteht bevorzugt aus lebensmittelechtem Kunststoff. Als Kunststoff kommt z. B. PVDF in Frage. Das Gehäuse kann alternativ jedoch auch aus Edelstahl oder einem anderen, geeigneten Material gefertigt sein.In Figs. 1 and 1A, a possible embodiment of the housing is shown for the inventive switch. The housing 1 is designed as a tube and is preferably made of food-safe plastic. As a plastic comes e.g. B. PVDF in question. Alternatively, however, the housing can also be made from stainless steel or another suitable material.

Das Gehäuse 1 ist einseitig offen und an der anderen Seite verschlossen, wobei eine Öffnung 2 zur Durchführung eines Anschlußkabels vorhanden ist.The housing 1 is open on one side and closed on the other side, with an opening 2 for the passage of a connecting cable.

Durch einen Deckel 3, gemäß den Fig. 2 und 2A, läßt sich die offene Seite des Gehäuses verschließen. Dazu ist der Deckel mit einem Innengewinde 4 versehen, so daß dieser auf das Gehäuse, das mit einem entsprechenden Außengewinde versehen ist, aufgeschraubt werden kann. The open side of the housing can be closed by a cover 3 , according to FIGS. 2 and 2A. For this purpose, the cover is provided with an internal thread 4 so that it can be screwed onto the housing, which is provided with a corresponding external thread.

Die Oberseite des Deckels 3 dient als Betätigungsfläche 5 für den Schalter und ist als federnd elastische Membran ausgebildet, die durch Druckeinwirkung elastisch nach innen verformt werden kann.The top of the cover 3 serves as an actuating surface 5 for the switch and is designed as a resiliently elastic membrane which can be elastically deformed inward by the action of pressure.

Der Deckel 3 ist bevorzugt aus dem selbem Material wie das Gehäuse 1 hergestellt. Die Betätigungsfläche 5 muß dabei in ihrer Dicke derart bemessen sein, daß eine zuverlässige Verformung durch Druckeinwirkung gewährleistet ist.The cover 3 is preferably made of the same material as the housing 1 . The thickness of the actuating surface 5 must be such that a reliable deformation is ensured by the action of pressure.

Gemäß Fig. 3 und 4 dienen Mikroschalter 6, 7 als eigentliches Schaltelement. In der Ausführung gemäß Fig. 3 ist lediglich ein Mikroschalter 6 vorgesehen, der an einer Montageplatte 8 (Leiterplatte) befestigt ist. Die Leiterplatte 8 ist dabei passend in das Gehäuse eingelassen. In der Ausführung gemäß Fig. 4 werden zwei Mikroschalter 6, 7 verwendet, um die Sicherheit des Schalters zu erhöhen. Optional können zur Zustandsanzeige und/oder Quittierung des Schaltvorganges Leuchtdioden 15, 16 (LED) vorgesehen sein.According to Fig. 3 and 4 are micro-switches 6, 7 as the actual switching element. In the embodiment according to FIG. 3, only a microswitch 6 is provided, which is attached to a mounting plate 8 (printed circuit board). The circuit board 8 is suitably embedded in the housing. In the embodiment of FIG. 4 are two micro-switches 6, 7 used in order to increase the safety of the switch. Light-emitting diodes 15 , 16 (LEDs) can optionally be provided for status display and / or acknowledgment of the switching process.

Fig. 5 zeigt den kompletten Schalter in unbetätigtem Zustand. Nachdem die Leiterplatte 8 mit dem/den Schalter(n) 6, 7 im Gehäuse 1 festgelegt ist, kann der Deckel 3 aufgeschraubt werden. Der Deckel wird dabei soweit aufgeschraubt, daß die Innenseite der Betätigungsfläche 5 die Betätigungsfeder des Mikroschalters berührt und der Mikroschalter gerade nicht schaltet. In dieser Stellung kann dann der Deckel 3 mit dem Gehäuse 1 fest verschweißt werden. Werden zwei Mikroschalter verwendet, so werden beide Schalter zuvor auf der Leiterplatte 8 befestigt zueinander justiert, damit sie nahezu gleichzeitig schalten. Fig. 5 shows the complete switch in the unactuated state. After the circuit board 8 with the switch (s) 6 , 7 is fixed in the housing 1 , the cover 3 can be screwed on. The cover is screwed on so far that the inside of the actuating surface 5 touches the actuating spring of the microswitch and the microswitch is not currently switching. In this position, the cover 3 can then be welded to the housing 1 . If two microswitches are used, both switches are previously fixed to each other on the printed circuit board 8 so that they switch almost simultaneously.

In eine Nut 15 an der offenen Stirnseite des Deckels ist ein Dichtungsring 11 eingelegt, der zur Abdichtung zwischen Deckel 3 und Gehäusewand 10 (Frontplatte) der Maschine dient. Der Deckel 3 liegt mit dem Dichtring 11 auf der Gehäusewand 10 auf. Rückseitig ist der Schalter z. B. mit einer Mutter 9 an der Maschinenwand 10 fixiert, so daß der Dichtring 11 gegen die Gehäusewand 10 gepresst wird. Das Anschlußkabel 12 wird über eine Kabeltülle 13 durch die Öffnung 2 des Gehäuses 1 herausgeführt.In a groove 15 on the open end of the cover, a sealing ring 11 is inserted, which serves to seal between the cover 3 and the housing wall 10 (front plate) of the machine. The cover 3 lies with the sealing ring 11 on the housing wall 10 . On the back the switch is e.g. B. fixed with a nut 9 on the machine wall 10, so that the sealing ring 11 is pressed against the housing wall 10th The connecting cable 12 is led out via a cable grommet 13 through the opening 2 of the housing 1 .

Fig. 6 zeigt den Schalter in betätigtem Zustand. Durch Krafteinwirkung auf die Betätigungsfläche 5 in Richtung 14 wird die Betätigungsfläche 5 in Richtung des Gehäuseinneren gedrückt. Dadurch drückt die Innenseite der Betätigungsfläche 5 auf die Betätigungsfeder des Mikroschalters 6, 7, so daß dieser schaltet. Fig. 6 shows the switch in the actuated state. By acting on the actuating surface 5 in the direction 14 , the actuating surface 5 is pressed in the direction of the interior of the housing. As a result, the inside of the actuating surface 5 presses on the actuating spring of the microswitch 6 , 7 , so that it switches.

Nach Beendigung der Druckeinwirkung kehrt die Betätigungsfläche 5 wieder elastisch in ihre Normalstellung (Fig. 5) zurück. Die mögliche, maximale Durchbiegung der Betätigungsfläche muß auf den Schaltweg des Mikroschalters 6, 7 abgestimmt sein.After the pressure has ended, the actuating surface 5 returns elastically to its normal position ( FIG. 5). The possible maximum deflection of the actuating surface must be matched to the switching path of the microswitch 6 , 7 .

In Fig. 7 ist die elektrische Beschaltung des Schalters dargestellt. In der einfachsten Ausführung beinhaltet der Schalter lediglich einen Mikroschalter SW1, der als Wechselschalter ausgebildet ist und mit der Versorgungsspannung +Ub verbunden ist. Die Schaltausgänge sind mit NO1 und NC1 bezeichnet.In Fig. 7 the electrical wiring of the switch is shown. In the simplest version, the switch only contains a microswitch SW1, which is designed as a changeover switch and is connected to the supply voltage + Ub. The switching outputs are labeled NO1 and NC1.

Als Option kann ein zweiter Mikroschalter SW2 vorgesehen sein, der ebenfalls mit der Versorgungsspannung +Ub verbunden ist und über Schaltausgänge NO2 und NC2 verfügt. Als weitere Option können Leuchtdioden H1 und/oder H2 vorgesehen sein, die über eine Leitung LED angesteuert werden können.A second microswitch SW2 can be provided as an option be also connected to the supply voltage + Ub and has switching outputs NO2 and NC2. As a further option, LEDs H1 and / or H2 can be used be provided, which are controlled via a line LED can.

Fig. 8 zeigt ein schematisches Schaltbild eines möglichen Auswertegerätes, das den Schalter für den Einsatz als Sicherheitsschalter geeignet machen. Fig. 8 is a schematic diagram showing a possible evaluation unit, which make the switch for use as a safety switch suitable.

Je nachdem ob der Schalter als Einschalter oder Ausschalter verwendet wird, werden die Schalterausgänge NO1 und NO2 bzw. NC1 und NC2 mit der Auswerteschaltung verbunden. Die Schalterausgänge sind über Optokoppler IC1-IC4 galvanisch von den Eingängen der Auswerteschaltung getrennt. Die Auswertung der Schaltzustände der Mikroschalter 6, 7 geschieht durch die Schaltkreise IC5 und IC6. Nur wenn beide Mikroschalter innerhalb eines definierten Zeitfensters betätigt werden, werden die Schaltrelais RL1 und RL2 ausgelöst. Die Schaltrelais RL1 und RL2 haben einen zwangsgeführten Kontakt, dessen Schaltzustand an die Schaltkreise IC5 und IC6 gemeldet wird. Somit kann der tatsächliche Schaltzustand jederzeit mit dem Soll-Schaltzustand verglichen werden. Dabei überwacht IC5 den von IC6 angesteuerten Kontakt und umgekehrt. Nur wenn beide Schaltrelais aktiv sind, ist der Schaltausgang aktiv. Durch die Schaltkreise IC5 und IC6 wird auch eine Fehlererkennung durchgeführt, indem beim Einschalten des Gerätes die Mikroschalter auf Identität ihres Schaltzustands überprüft werden.Depending on whether the switch is used as an on or off switch, the switch outputs NO1 and NO2 or NC1 and NC2 are connected to the evaluation circuit. The switch outputs are galvanically isolated from the inputs of the evaluation circuit via optocouplers IC1-IC4. The switching states of the microswitches 6 , 7 are evaluated by the circuits IC5 and IC6. The switching relays RL1 and RL2 are only triggered if both microswitches are actuated within a defined time window. The switching relays RL1 and RL2 have a positively driven contact, the switching status of which is reported to the IC5 and IC6 circuits. The actual switching state can thus be compared with the target switching state at any time. IC5 monitors the contact controlled by IC6 and vice versa. The switching output is only active if both switching relays are active. The IC5 and IC6 circuits also carry out an error detection by checking the microswitches for the identity of their switching status when the device is switched on.

Reference list

11

Gehäuse
casing

22nd

Öffnung
opening

33rd

Deckel
cover

44th

Gewinde
thread

55

Betätigungsfläche
Operating area

66

Mikroschalter
Microswitch

77

Mikroschalter
Microswitch

88th

Leiterplatte
Circuit board

99

Mutter
mother

1010th

Gehäusewand der Maschine
Housing wall of the machine

1111

Dichtungsring
Sealing ring

1212th

Anschlußkabel
Connecting cable

1313

Kabeltülle
Cable grommet

1414

Kraftrichtung
Direction of force

1515

LED
LED

1616

LED
LED

Claims

1. Switch, in particular safety switch, with a housing ( 1 ), a cover ( 3 ) for tightly closing the housing, which has a resilient actuating surface ( 5 ), and at least one switching element ( 6 ; 7 ) arranged inside the housing, which is arranged in such a way that its actuating spring rests on the inside of the actuating surface ( 5 ) and the switching element ( 6 ; 7 ) is not currently switching, and when pressed on the actuating surface ( 5 ) it yields so far inward that the switching element ( 6 ; 7 ) is operated, characterized in that
that the housing ( 1 ) and the cover ( 3 ) are cup-shaped, each provided with a thread ( 4 ) and can be screwed together, with the screwing the distance between the actuating surface ( 5 ) and switching element ( 6 ; 7 ) and thus the Switching point of the switching element ( 6 ; 7 ) is adjustable, and
that the cover ( 3 ) is formed in one piece and bears sealingly on the housing ( 10 ) receiving the switch.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the switching element ( 6 ; 7 ) is a microswitch.

3. Switch according to one of claims 1 or 2, characterized in that the cover ( 3 ) is provided on its outer edge with a sealing ring ( 11 ).

4. Switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that one or more light-emitting diodes ( 15 , 16 ) and / or other lamps are arranged within the housing ( 1 ) in the region of the cover ( 3 ).

5. Switch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the housing ( 1 ) has in its closed side an opening ( 2 ) for cable passage.

6. Switch according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that it is connected to an electronic evaluation device can be connected.