(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視される機器の状態に応じて接続を切り換える装置（１、１０１、２０１）、特に安全スイッチであって、好適には監視される機器上に固定することができる第１信号手段（３、１０３）を有し、第２信号手段（９、１０９）を有するアクチュエータ受け（７、１０７、２０７）と一体になり、引き戻しに対して取り外し自在に結合するアクチュエータ（２、１０２、２０２）を伴い、前記第１（３、１０３）と前記第２（９、１０９）信号手段との間で非接触で信号交換がなされ、前記アクチュエータ（２、１０２、２０２）と、前記第２信号手段（９、１０９）を有する前記アクチュエータ受け（７、１０７）とが一体になるときに互いに結合噛合せし、前記第１（３、１０３）および前記第２（９、１０９）信号手段が、前記アクチュエータ（２、１０２、２０２）と前記アクチュエータ受け（７、１０７、２０７）との間の信号交換が、前記結合噛合せの位置でだけ可能であるように配置され、前記アクチュエータ（２、１０２、２０２）と前記アクチュエータ受け（７、１０７、２０７）とが、前記アクチュエータとアクチュエータ受けとが一体になるときに互いに噛合い、前記アクチュエータ受け（７、１０７、２０７）からの前記アクチュエータ（２、１０２、２０２）の引き抜きを阻止する相互作用表面（４、１２）を有する装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ（２、１０２，２０２）の動きの方向（５）に対して結合表面（４、１２）が、前記アクチュエータ受けとが一体になるときに、０〜９０°、特に６０〜９０°の角度を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１（３、１０３）および前記第２（９、１０９）信号手段がそれぞれ前記結合表面（４、１２）の上に配置される請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記信号手段が結合噛合せの位置で互いに向かい合う請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１（３、１０３）および前記第２（９、１０９）信号手段が、信号交換のための少なくとも１つの好適な空間方向の方向性を有する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記アクチュエータ（２、１０２、２０２）が旋回可能である請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記アクチュエータ（２、１０２、２０２）が、前記アクチュエータ受け（７、１０７、２０７）と一体になるときに、その重さによる力の結果として、結合噛合せの位置を取る請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
信号交換が電磁的に行われる請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
結合噛合せが、電磁力の結果または圧縮空気の供給によって解放される請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の序文に記載の、監視される機器の状態に応じて接続を切り換える装置、特に安全スイッチに関する。
【０００２】
ドイツ特許１９６２４１７２Ａ１は、その幾何学的形状によって機械的に二極分化し、スイッチハウジング内に挿入されるときにドラム制御装置を回転させ、さらに、アクチュエータが完全に挿入された状態で、スイッチハウジング中に配置された読み出し／書き込み装置によって読み出されるトランスポンダを有するアクチュエータを伴う安全スイッチを示している。
ヨーロッパ特許０８７０６５３Ａ１は、偶発的な自然解放に抗してベルト舌片のロッキング要素を確保し、かつ滑動自在である安全要素の位置が、ホールプローブとマグネットとによって検出されうるようにしたベルトロックを開示している。前記ベルトロックのアンロックボタンをマニュアル作動した場合には、前記安全要素はそのロッキング位置から外される。
【０００３】
ドイツ特許１９７１１５８８Ａ１は、好適には監視される機器上に固定され、第２信号手段を有するアクチュエータ受けと一体になる第１信号手段を有し、引き戻されることに対して取り外し式に結合されるアクチュエータを伴い、第１および第２信号手段の間で信号交換が非接触でなされる安全スイッチを開示している。既知の安全スイッチでは、アクチュエータは、アクチュエータの開口を通じて嵌合する軸方向可動式プランジャによって一体化した位置で結合される。結合または連動は共にばねの力または磁力によって作動する。そのようにする際、第１にアクチュエータとアクチュエータ受けとの一体化状態を検出し、第２にプランジャの結合状態を検出するために、一緒になった２対の信号手段が必要である。
【０００４】
本発明の目的は、容易かつ経済的に製造できるものでありながら永続的に確実な閉鎖保持と監視を保証する汎用装置を実用化することである。
【０００５】
この目的は請求項１に記載の装置によって達成される。本発明の特定の実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００６】
請求項１に記載の手法によれば、１対だけの対をなす信号手段でよい。こうした２つの信号手段の間で信号交換できれば、アクチュエータとアクチュエータ受けとは、確実に一体になる位置で結合される。これは、監視される機器、例えば工作機械上の保護フードまたは保護格子といった安全手段が閉じた状態で閉鎖され固定される（閉鎖されロックされる）のと同義である。アクチュエータとアクチュエータ受けとが一体になる過程で、それらは必然的に互いに噛合い結合噛合せの位置を取る。信号手段は、結合噛合せの位置でだけ信号交換が可能なようにアクチュエータの上とアクチュエータ受けの上とに配置される。対になる信号手段は異なった方法で作られることもある。例えば、２つの信号手段の一方だけが信号または情報を送信することができ、他方の信号手段は本質的には送出される信号、例えば、光または超音波、の放出を完全または部分的に反射するためにだけ使用される。代替的には、他方の信号手段が、送出される信号を受信し、それを変更せずに、あるいは、個別に変更して信号手段に返送できることもある。そのようにする際、アナログおよび／またはディジタル信号が一方向または双方向に伝送される。好ましくは、信号手段の一方はまた、可視または不可視波長範囲の電磁放射の形態で他方の信号手段の動作のためのエネルギーを使えるようにする。すなわち、信号は電気接点を介さず無線によって交換されるので、信号は非接触で交換される。アクチュエータは一体になることによって必然的にアクチュエータホルダと結合噛合せをするので、アクチュエータに結合するためのプランジャを省略することができる。
【０００７】
アクチュエータとアクチュエータ受けとは、アクチュエータとアクチュエータ受けとが一体になるときに、互いに結合噛合せし、アクチュエータがアクチュエータ受けから引き抜かれるのを阻止する、相互作用結合表面を有するので、自己ロックが達成される、すなわち、アクチュエータが、例えば振動によって、アクチュエータ受けから外れることを防ぐ。その結合表面は、アクチュエータを引っ張るときに結合力が増大するように、アクチュエータの挿入方向を考慮して形成されまたは位置調整される。アクチュエータはさらに、エネルギー蓄積装置または電磁石によって、結合噛合せの位置に保持することもできる。
【０００８】
結合されるときにアクチュエータの動きの方向にある結合表面には、０°〜９０°、特に６０〜９０°の角度が含まれるので、自己ロックが強化され、アクチュエータを引っ張るときに結合力が増大する。好ましくは、結合表面は互いに引っかかるように製作される。
【０００９】
第１および第２信号手段はそれぞれの結合表面上に配置され、特に結合噛合せの位置で互いに向かい合うので、アクチュエータとアクチュエータ受けとの間の信号交換を、アクチュエータとアクチュエータ受けとの結合噛合せの位置でだけ可能とすることが、特に簡単な手段によって保証される。誤った閉鎖に対する保護、すなわちアクチュエータがまだ結合していないときの信号交換に対する保護、は大きく向上する。
【００１０】
第１および／または第２信号手段は、信号交換のための少なくとも１つの好適な空間方向に方向性を有しているので、誤った閉鎖に対する保護はさらに向上する。これは、２つの信号手段が近接するときには、信号交換が不可能であるが、結合噛合せの位置になって２つの信号手段が直接隣接し、特に向かい合うとき信号交換が可能となるからである。
【００１１】
アクチュエータは、監視される機器上で旋回でき、特に旋回できるように固定されているので、一般に固定のアクチュエータ受けに特に容易に結合噛合いができる。アクチュエータは好ましくは、挿入装置に対して直角をなす角度を含むか、またはそれと一致する軸の周りに旋回できる。アクチュエータは一般に固有の電源を有さない、すなわち、アクチュエータに取り付けられる信号手段は、必要な場合、第２信号手段によって生成された電磁界から電力を得る。もちろん、追加的または代替的に、アクチュエータが可動であることも可能であり、同様にアクチュエータ受けが旋回できる、および／または可動であることも可能である。
【００１２】
重さによる力の結果アクチュエータ受けと一体になるときに、アクチュエータは結合噛合せの位置に来るので、アクチュエータが結合するための追加のエネルギー源は必要ない。各設置位置で結合が望ましいかまたは必要な場合、追加的または代替的に、ばねの力または磁力によって作動されるような結合にすることができる。
【００１３】
信号交換は電磁的に行われるので、装置の安全と信頼性はさらに向上する。信号交換は、例えば電磁波または（超）音波を介して行うことができる。電磁波の場合、電波によるものと光放射によるものとの両方の信号交換が存在する。どちらの場合も、エネルギー伝送も可能である。特に、電波に基づく信号交換は標準品をもって実用化できるため経済的であり、一方の信号手段が問い合わせを伝送し、それをもう一方の信号手段によって受信し変更されずにかまたは必要に応じて個別に変更されて第１信号手段に返送される。この方法で、例えばアクチュエータの検出および識別が可能である。
【００１４】
結合噛合せは電磁力の結果で、または圧縮空気の供給によって解放されるので、例えば工作機械の保護フードを開くことは、工作機械の制御によって、制御できる。代替的または追加的に、ケーブル、例えばボーデン（Ｂｏｗｄｅｎ）ケーブルによる解放も可能である。アクチュエータとアクチュエータ受けとは、１回の解放パルスによる結果、結合噛合せの位置から結合解除へ移行し、それによってアクチュエータがその後任意に時差を伴って開きそして取り外されるように作られる。
【００１５】
本発明のその他の利点、特徴、および詳細は前記従属請求項と以下の説明から理解されるが、その説明においていくつかの実施形態により図面を参照して詳細に説明する。請求項および明細書中で言及される特徴は各々個別または任意の組み合わせにおいて、本発明にとって本質的なものである。
【００１６】
図１は、アクチュエータ２がアクチュエータ受け７と一体になる前の本発明に記載の装置１を示す。装置１は概略的に示すだけであって、特に正しい縮尺ではない。分かりやすくするため監視される機器は図示しない。アクチュエータ２は、例えばいわゆるトランスポンダ・モジュールでありえる第１信号手段３を有する。後者は結合表面４上に配置されており、これには、一体となったときに、アクチュエータ２の動きの方向５に対して本質的に直角をなす角度が含まれる。アクチュエータ２は、方向５に対して０°〜９０°、この実施形態では４５°の角度を含む挿入斜面６を有する。アクチュエータ２は、図１の図面の平面に対して垂直な軸の周りに旋回でき、かつ／または方向５に対して直角をなす角度に移動できる。
【００１７】
アクチュエータ受け７は、本質的に装置１の誤った操作に対する保護のため使用されるハウジング８内に配置される。アクチュエータ受け７は第２信号手段９を有し、双方向矢印１０の方向へのエネルギー源またはエネルギー蓄積装置の作用の元で、アクチュエータ２の動きに対して追加的および／または代替的に可動とすることができる。概略的に示す、ハウジング８内に配置される磁気コイル１１が、アクチュエータ受け７に一体になっているアクチュエータ２を上昇および／または旋回させて結合を解放するために、用いられる。アクチュエータ受け７は、本質的にアクチュエータの方向５に対して直角をなす角度を含む第２結合表面１２を形成する。
【００１８】
図２は、アクチュエータ２とアクチュエータ受け７との結合噛合せの位置での、本発明の請求の範囲に記載の装置を示す。ここでは、アクチュエータ２の第１信号手段３とアクチュエータ受け７の第２信号手段９とは直接隣接し、特に互いに向かい合っている。アクチュエータ２の第１結合表面４はアクチュエータ受け７の第２結合表面と向かい合っており、方向５と反対のアクチュエータ２の引っ張り荷重の元で２つの結合表面４、１２は互いに接触し、アクチュエータ２のさらなる動きを阻止する。この実施形態では、アクチュエータ２がアクチュエータ受け７に結合噛合せするときだけ２つの信号手段３、９が直接隣接することが有利である。信号交換は、結合噛合せの位置が確実に取られたときだけ可能である。結合噛合せの位置を解放するためには、例えば磁気コイル１１への電流パルスと、アクチュエータを方向５と反対の方向に引き出すこと、が必要である。
【００１９】
図３は、本発明の第２実施形態１０１を示す。アクチュエータ１０２は、双方向矢印１１３の方向に軸１１２の周りに旋回できるように結合される。アクチュエータ１０２は、アクチュエータ受け１０７のためのめくら穴またはスロットの形状の受け部１１４を有する。受け部１１４とアクチュエータ受け１０７とは、それぞれの端部で、断面が半球状および／または半円状になるように作られる。アクチュエータ１０２中の第１信号手段１０３は、アクチュエータ受け１０７の第２信号手段１０９に対して図示する結合噛合せの位置にある。第２信号手段１０９は第１信号手段１０３に面する壁１０７’から後退し、少なくともこの範囲では金属製であるアクチュエータ１０２と協働して、信号送出の方向特性を出す。この方向特性によって、装置１０１の誤った閉鎖に対する保護のレベルはさらに向上する。結合噛合せの位置からの解放はこの実施形態では、矢印１２１の方向にノズル１２０を介して圧縮空気を供給することによって行われる。ノズル１２０から出る圧縮空気は、アクチュエータ１０２の引き出しがアクチュエータ受け１０７によって阻止されない限り、軸１１２の周りにアクチュエータ１０２を旋回させる。
【００２０】
図４は、結合噛合せの位置での本発明の第３実施形態２０１を示す。アクチュエータ受け２０７は、アクチュエータ２０２の第１結合表面２０４の背後で止め歯２１６を形成する。アクチュエータ２０２は、方向２０５に対して０〜９０°の角度、この実施形態では４５°の角度を含む傾斜肩表面２１７を形成する。この構成は、アクチュエータ２０２が方向２０５と反対の方向に引っ張られるときに結合作用が強化されるという利点を有する。
【００２１】
図５は、結合噛合せから解放された位置での図４の装置を示す。短い機械的、磁気的および／または圧縮空気によるパルスによって、アクチュエータ２０２は図示する部分の外側に位置する旋回軸の周りに回転しており、パルスの終了後アクチュエータ受け２０７の止め歯２１６の上方に来るので、アクチュエータ２０２は再び結合噛合せの位置を取ることはなく、ある時間遅延を伴って装置から引き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  アクチュエータがアクチュエータ受けと一体になる前の本発明に記載の装置を示す図である。
【図２】  アクチュエータとアクチュエータ受けとの結合噛合せの位置での本発明に記載の装置を示す図である。
【図３】  本発明の第２実施形態を示す図である。
【図４】  結合噛合せの位置での本発明の第３実施形態を示す図である。
【図５】  結合噛合せから解放された位置での図４の装置を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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