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Dokumentenidentifikation DE102006029067A1 03.01.2008
Titel Notaus-Taster vorzugsweise für tragbares Bediengerät
Anmelder Kuka Roboter GmbH, 86165 Augsburg, DE
Erfinder Roth, Stefan, 86485 Biberbach, DE
Vertreter LICHTI Patentanwälte, 76227 Karlsruhe
DE-Anmeldedatum 24.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006029067
Offenlegungstag 03.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.01.2008
IPC-Hauptklasse H01H 9/18(2006.01)A, F, I, 20060624, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Notaus-Schalter zur Sicherheitsabschaltung einer Anlage und/oder Maschine (10) mit wenigstens einem Signalelement (12) mit einer optischen Signalfunktion und einem Schaltelement, das mittels einer Schaltverbindung (16) zu einem Steuerungsmittel (14) der Anlage und/oder Maschine (10) in Verbindung steht, sowie ein tragbares Bediengerät zum Steuern einer Anlage und/oder Maschine (10), welches einen solchen Notaus-Schalter aufweist.
Um eine Signalwirkung des Notaus-Schalters bei inaktiver Schaltverbindung (16) zu verhindern, wird vorgeschlagen, dass der Notaus-Schalter ein Mittel (30, 32, 48, 50, 56) zum automatischen Deaktivieren der optischen Signalfunktion des Signalelements (12) bei unterbrochener Schaltverbindung (16) aufweist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Notaus-Schalter zur Sicherheitsabschaltung einer Anlage und/oder Maschine mit wenigstens einem Signalelement mit einer optischen Signalfunktion und einem Schaltelement, das mittels einer Schaltverbindung mit einem Steuerungsmittel der Anlage und/oder Maschine in Verbindung steht, sowie beispielsweise ein tragbares Bediengerät oder andere optional aktive Signalgeber im allgemeinen zum Steuern einer Anlage und/oder Maschine, welches einen solchen Notaus-Schalter aufweist.

Aus dem Stand der Technik sind Notaus-Schalter zur Sicherheitsabschaltung einer Anlage und/oder Maschine bekannt, die beispielsweise als Notaus-Taster ausgebildet sind und die wenigstens ein Signalelement mit einer optischen Signalfunktion und eine Schaltverbindung zu einem Steuerungsmittel der Anlage und/oder Maschine aufweisen. Das Signalelement ist als rote Stirnfläche eines Schaltknebels ausgebildet, der von einer gelben Markierungsfläche umgeben ist und dessen Signalfunktion in der Erzeugung des schnell erfassbaren und gut sichtbaren Farbkontrasts zwischen dem roten Schaltknebel und seiner gelben Umgebung liegt. Gattungsgemäße Notaus-Taster sind in Industrieanlagen und/oder Maschinen zwingend vorgeschrieben, und zwar sowohl an ortsfesten Anlagen als auch an tragbaren Bediengeräten mit einer lösbaren bzw. unterbrechbaren Schaltverbindung.

Problematisch an der statischen Farbgebung des Notaus-Tasters bzw. des Signalelements ist, dass von diesem im Notfall auch dann eine Signalwirkung bzw. Signalfunktion ausgeht, wenn die Schaltverbindung unterbrochen ist, so dass ein Betätigen des Notaus-Tasters keine Notabschaltung bewirken kann. In diesem Fall ist die Signalfunkiton des Notaus-Tasters irreführend und durch ein unnötiges Drücken des Notaus-Tasters kann im Notfall wertvolle Zeit verloren gehen.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Signalwirkung des Notaus-Schalters bei unterbrochener bzw. inaktiver Schaltverbindung zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, einen gattungsgemäßen Notaus-Schalter bzw. ein tragbares Bedienelement mit einem solchen Notaus-Schalter mit einem ein Mittel zum inhärenten Deaktivieren der optischen Signalfunktion des Signalelements bei unterbrochener Schaltverbindung auszustatten. Durch das Mittel kann eine irreführende Signalfunktion im Falle einer unterbrochenen Schaltverbindung vermieden werden. Dabei kann das Mittel beispielsweise als Mechanismus oder Schaltung ausgebildet sein und besonders vorteilhaft mit einem Sensorelement zum Erkennen eines Zustands der Schaltverbindung zusammenwirken. Ein erfindungsgemäßer Notaus-Schalter kann insbesondere als Notaus-Taster ausgebildet sein.

Da tragbaren Bediengeräte von Maschinen und/oder Anlagen häufig mit inaktiver Schaltverbindung oder mit entladenen Batterien in einem Gefahrenbereich liegen, kommen die Vorteile der Erfindung insbesondere dann zum Tragen, wenn ein erfindungsgemäßer Notaus-Schalter in ein tragbares oder kabelloses Bediengerät integriert ist. Als tragbare Bediengeräte, in denen ein erfindungsgemäßer Notaus-Schalter einsetzbar ist, kommen beispielsweise Handverfahreinheiten, Handprogrammiergeräte oder Teachpendants für Industrieroboter oder ähnliche Anlagen in Betracht.

Da insbesondere hier das Problem der inaktiven bzw. unterbrochenen Schaltverbindung auftritt, sind besondere Sicherheitsvorteile im Zusammenhang mit Notaus-Schaltern und/oder tragbaren Bediengeräten erreichbar, deren Schaltverbindung mit der Anlage und/oder Maschine lösbar ist.

Eine einfach aktivierbare und deaktivierbare Signalfunktion, die überdies auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen sicher funktioniert, kann vorzugsweise erreicht werden, indem das Mittel zum Ansteuern von elektrischen, physikalischen oder chemischen Leuchtmitteln für das Signalelement ausgebildet ist. In bevorzugter Ausführung weist das Mittel dabei eine elektrische Schaltsteuerung für das Signalelement auf, die zur Deaktivierung der optischen Signalfunktion des Signalelements die Leuchtmittel in einer Farbmischung leuchten lässt, die keine Signalfunktion aufweist.

Eine gezielte Signalwirkung kann durch ein Lichtleiterelement zum Aufnehmen und Weiterleiten des von dem Leuchtmittel erzeugten Lichts zu dem Signalelement oder insbesondere zu einer im Einbauzustand sichtbaren Signaloberfläche erreicht werden. Durch das Lichtleiterelement können Streuverluste, welche die Signalwirkung schmälern könnten, auf ein Minimum reduziert werden.

Hat der Notaus-Schalter ein Lichtverteilerelement zum gleichmäßigen Verteilen des von dem Leuchtmittel erzeugten Lichts über eine im Einbauzustand sichtbare Signaloberfläche, kann eine homogen beleuchtete Signaloberfläche mit einer weithin sichtbaren Signalwirkung erreicht werden.

In höchst bevorzugter Ausführung ist das Signalelement derart ausgebildet, dass es in einem von dem Leuchtmittel unbeleuchteten Zustand keine Signalfunktion aufweist. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Signalelement aus transparentem oder klarem Kunststoff besteht und eine insbesondere opake oder matt durchscheinende Signaloberfläche aufweist, die selbst keine Signalfunktion aufweist.

Um das Aktivieren/Deaktivieren der optischen Signalfunktion des Signalelements möglichst einfach zu gestalten kann das Mittel beispielsweise als mechanisches Bauteil realisiert sein, das zwischen einer optisch sichtbaren Position und einer optisch verborgenen Position beweglich ist. Hierzu kann das mechanische Bauteil vorzugsweise eine Signalfunktion aufweisen und sich bei unterbrochener Schaltverbindung in der optisch verborgenen Position befinden. Alternativ kann das mechanische Bauteil keine Signalfunktion aufweisen und zum optischen Verdecken des Signalelements bei unterbrochener Schaltverbindung ausgebildet sein.

Weiterhin kann der eine Signalfunktion aufweisende Notaus-Schalter vorteilhaft aus einer bei bestehender Schaltverbindung zugänglichen Position in eine bei unterbrochener Schaltverbindung unzugängliche Position, insbesondere verborgene Position, beweglich sein.

Eine vorteilhafte Funktionsintegration kann dadurch realisiert werden, dass das Signalelement ein Schaltknebel des Notaus-Schalters ist, in welchen das Lichtleiterelement und/oder das Lichtverteilerelement integriert sein kann. In bevorzugter Ausführung kann zur Erzeugung einer adäquaten Signalwirkung der Schaltknebel in seiner Signalfunktion rot erscheinen. Alternativ oder zusätzlich kann das Signalelement eine in ihrer Signalfunktion gelb erscheinende Unterlage sein.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Lichtleiterelement und/oder das Lichtverteilerelement einstückig mit einem transparenten Führungsschaft des Schaltknebels ausgebildet ist. Dadurch kann eine sichere Verteilung und/oder Leitung des von einer gehäusefesten, unterhalb des Führungsschafts angeordneten Lichtquelle erzeugten Lichts zu der die sichtbare Oberfläche des Schaltknebels bildenden Signaloberfläche realisiert werden. Eine defektanfällige Stromversorgung eines in einem beweglichen Schaltknebel angeordneten Leuchtmittels kann vermieden werden, wodurch die Funktionssicherheit des erfindungsgemäßen Notaus-Schalters weiter erhöht werden kann.

Durch eine Stromversorgungseinheit, welche das Signalelement und eine Signalerzeugungseinheit zum Erzeugen eines Notaus-Signals gleichzeitig speist, kann eine irreführende Signalwirkung sicher auch im Falle einer fehlenden Stromversorgung vermieden werden. Das Mittel zum automatischen Deaktivieren der optischen Signalfunktion des Signalelements bei inaktiver Schaltverbindung kann in der gemeinsamen Stromversorgung bestehen oder ergänzend zu der durch diese implizierten Sicherungsfunktion wirken.

Die Vorteile der Erfindung treten besonders dann zum Vorschein, wenn ein tragbares Bediengerät mit einem erfindungsgemäßen Notaus-Schalter drahtlos mit der Steuerung der Anlage und/oder Maschine in Verbindung steht.

Die Gefahr einer inaktiven bzw. unterbrochenen Schaltverbindung ist besonders groß, wenn die Schaltverbindung drahtlos, insbesondere als Funkverbindung, ausgebildet ist. Da Bediengeräte mit einer Funkverbindung häufig auch batteriebetrieben sind, kann die Schaltverbindung auch durch die Entladung der Batterie unterbrochen werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Mittel dazu vorgesehen ist, zum Deaktivieren der Signalfunktion das Signalelement abzudecken. Dazu kann das Mittel als mechanischer Schieber ausgebildet sein, der Beispielsweise mit einem Stecker der Schaltverbindung zusammenwirkt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.

Dabei zeigen:

1 einen Notaus-Taster in einer schematischen Schnittdarstellung und

2 ein tragbares Bediengerät zum Steuern einer Anlage und/oder Maschine mit einem Notaus-Taster nach 1.

1 zeigt einen Notaus-Taster zur Sicherheitsabschaltung einer Anlage und/oder Maschine 10 (2) mit einem als Leuchtkörper ausgebildeten Signalelement 12 mit einer optischen Signalfunktion und einer Schaltverbindung 16 zu einem Steuerungsmittel 14 der Anlage und/oder Maschine 10(2). Die Singnalverbindung 16 ist hier durch ein Paar von Schaltelementen 18, 20 dargestellt, deren Öffnen einen Stromkreis unterbricht, woraufhin ein Notaus-Signal erzeugt wird.

Das Signalelement 12 ist Teil eines Schaltknebels 22, der im Wesentlichen die Form eines Pilzes aufweist, wobei das Signalelement 12 den Schirm des Pilzes bildet, der ferner einen Schaft von der Form eines Hohlzylinders aufweist, der als Führungsschaft 24 wirkt. Der gesamte Schaltknebel 22 ist aus vorzugsweise einem farblosen, transparenten Kunststoff gebildet. Der Führungsschaft 24 ist axial beweglich in einer Führungshülse 26 gelagert. Im Zentrum des Führungsschafts 24 ist ein dornartiger Fortsatz 28 angeordnet, der eine mechanische Verbindung zu den Schaltelementen 18, 20 herstellt.

Um die Signalfunktion zu realisieren, wird ist das Signalelement 12 durch zwei oder mehr als hocheffiziente Leuchtdioden ausgebildete Leuchtmittel 30, 32 ergänzt, die unterhalb der unteren, klaren, nicht mattierten und ringförmigen Stirnfläche 34 des Führungsschafts 24 angeordnet sind.

Die Leuchtdioden 30, 32 erzeugen im aktiven Zustand rotes Licht, welches über die beispielsweise untere Stirnfläche 34 des Führungsschafts 24 eindringt.

Ein Großteil des Lichts wird an den Mantelflächen 36, 38 des Führungsschafts 24 total reflektiert, so dass der Führungsschaft 24 des Schaltknebels 22 ein Lichtleiterelement 44 zum Aufnehmen und Weiterleiten des von dem Leuchtmittel 30, 32 erzeugten Lichts zu einer im Einbauzustand sichtbaren Signaloberfläche 40 des Signalelements 12 bildet.

Durch die Mattierung der Signaloberfläche 40 und den durch den Führungsschaft 24 verlängerten Weg des Lichts von den Leuchtmitteln 30, 32 zu der Signaloberfläche 40 wirkt der Führungsschaft 24 gleichzeitig als ein Lichtverteilerelement 42 zum gleichmäßigen Verteilen des von dem Leuchtmittel 30, 32 erzeugten Lichts über die im Einbauzustand sichtbare Signaloberfläche 40.

Das Lichtleiterelement 44 und das Lichtverteilerelement 42 sind demnach einstückig mit einem transparenten Führungsschaft 24 des Schaltknebels 22 ausgebildet.

Die Signaloberfläche 40 ist eine konvex gekrümmte Oberseite der Pilzform des Schaltknebels 22 und ist mattiert, um die Streuung des Lichts in alle Richtungen zu begünstigen, so dass die Signalwirkung des Signalelements 12 weitgehend unabhängig vom Blickwinkel des Betrachters ist. Die Signaloberfläche 40 wird dadurch gleichmäßig ausgeleuchtet und erscheint dem Betrachter als klar sichtbare, runde, leuchtende Fläche. Die Signalwirkung des Signalelements 12 wird durch eine gelbe, das Signalelement 12 ringförmig umgebende Unterlage 46 ergänzt, so dass sich insgesamt die für solche Notaus-Taster vorgeschriebene, gelb-rote Farbgebung ergibt.

Die Leuchtmittel 30, 32 weisen jeweils Stromversorgungsleitungen 48, 50 auf, durch welche sie aktivierbar und deaktivierbar sind. Im inaktiven Zustand der Leuchtmittel 30, 32 erscheint das Signalelement 12 durch die mattierte Signaloberfläche 40 weiß bzw. grau und unscheinbar, so dass es keine Signalwirkung entfaltet. Durch das Ausschalten der Leuchtmittel 30, 32 wird die Signalfunktion deaktiviert, so dass die Leuchtmittel 30, 32 bzw. ihre Stromversorgungsleitungen 48, 50 und evt. vorgelagerte Schaltungen ein Mittel zum Deaktivieren der optischen Signalfunktion des Signalelements 12 bei inaktiver Schaltverbindung 16 bilden.

Das Deaktivieren erfolgt inhärent, da eine gemeinsame Stromversorgungseinheit 52 (2) das Signalelement 12 und eine in 2 dargestellte Signalerzeugungseinheit 54 zum Erzeugen eines Notaus-Signals gleichzeitig speist. Wird die Stromversorgung und mit ihr die Schaltverbindung 16 unterbrochen, erlöschen auch die Leuchtmittel 30, 32, wodurch das Signalelement 12 automatisch seine Signalfunktion verliert.

2 zeigt schematisch ein tragbares Bediengerät zum Steuern einer Anlage und/oder Maschine 10 mit einem Notaus-Taster von der in 1 dargestellten Art. Die nur schematisch dargestellte Maschine 10 ist im vorliegenden Fall ein Industrieroboter, wobei der Einsatz in jedem nur denkbaren Gefahrenbereich möglich ist. Das Bediengerät ist ein Funk-Pendant zum Steuern bzw. Programmieren oder "Teachen" des Industrieroboters.

Die Sicherheitsabschaltung der Anlage und/oder Maschine 10 erfolgt über eine unterbrechbare Schaltverbindung 16 zu einem Steuerungsmittel 14 der Anlage und/oder Maschine 10. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schaltverbindung 16 zwischen dem Bedienelement als Funkverbindung ausgebildet, wobei prinzipiell auch eine durch ein Kabel realisierte Schaltverbindung 16 denkbar wäre. Im vorliegenden Fall ist die Schaltverbindung 16 zur Steuerung der Maschine 10 auf Distanz im nicht ortsfesten Betrieb vorgesehen.

Das Bediengerät weist neben dem Signalelement 12 eine Signalerzeugungseinheit 54 und eine als Batterie ausgebildete Stromversorgungseinheit 52 auf, welche die Signalerzeugungseinheit 54 und die Leuchtmittel 30, 32 speist.

Die Signalerzeugungseinheit 54 ist Teil einer Steuerungseinheit 56, die durch geeignete Abfragesignale dauernd prüft, ob die Funkverbindung besteht. Ist dies nicht der Fall, so deaktiviert die Steuerungseinheit 56 die Leuchtmittel 30, 32 und wirkt demnach als Mittel zum automatischen Deaktivieren der optischen Signalfunktion des Signalelements 12 bei unterbrechbarer Schaltverbindung 16.

Die Signalerzeugungseinheit 54 kommuniziert über die Schaltverbindung 16 mit dem an der Maschine 10 angeordneten Steuerungsmittel 14, so dass die Maschine über das Bediengerät fernsteuerbar ist. Zum Steuern der Maschine 10 hat das Bediengerät neben dem Notaus-Taster noch weitere, hier nicht dargestellte Bedienknöpfe.

In einer alternativen, hier nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung ist dass das Mittel dazu vorgesehen, zum Deaktivieren der Signalfunktion das Signalelement oder die Leuchtmittel abzudecken. Dazu kann das Mittel als mechanischer Schieber ausgebildet sein, der beispielsweise mit einem Stecker der Schaltverbindung zusammenwirkt.

10
Maschine
12
Signalelement
14
Steuerungsmittel
16
Schaltverbindung
18
Schaltelement
20
Schaltelement
22
Schaltknebel
24
Führungsschaft
26
Führungshülse
28
Fortsatz
30
Leuchtmittel
32
Leuchtmittel
34
Stirnfläche
36
Mantelfläche
38
Mantelfläche
40
Signaloberfläche
42
Lichtverteilerelement
44
Lichtleiterelement
46
Unterlage
48
Stromversorgungsleitung
50
Stromversorgungsleitung
52
Stromversorgungseinheit
54
Signalerzeugungseinheit
56
Steuerungseinheit


Anspruch[de]
Notaus-Schalter zur Sicherheitsabschaltung einer Anlage und/oder Maschine (10) mit wenigstens einem Signalelement (12) mit einer optischen Signalfunktion und einem Schaltelement (18, 20), das mittels einer Schaltverbindung (16) mit einem Steuerungsmittel (14) der Anlage und/oder Maschine (10) in Verbindung steht, gekennzeichnet durch zumindest ein Mittel zum Deaktivieren der optischen Signalfunktion des Signalelements (12) bei unterbrochener Schaltverbindung (16). Notaus-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Ansteuern von elektrischen, physikalischen oder chemischen Leuchtmitteln (30, 32) für das Signalelement (12) ausgebildet ist. Notaus-Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel eine elektrische Schaltsteuerung für das ansteuerbare Signalelement (12) aufweist, die zur Deaktivierung der optischen Signalfunktion des Signalelements (12) die Leuchtmittel in einer Farbmischung leuchten lässt, die keine Signalfunktion aufweist. Notaus-Schalter nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch ein Lichtleiterelement (40, 44) zum Aufnehmen und Weiterleiten des von dem Leuchtmittel (30, 32, 57) erzeugten Lichtes zum Signalelement (12). Notaus-Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalelement (12) in einem von dem Leuchtmittel (30, 32, 57) unbeleuchteten Zustand keine Signalfunktion aufweist. Notaus-Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalelement (12) aus transparentem oder klarem Kunststoff besteht und eine insbesondere opake oder matt durchscheinende Signaloberfläche (40) aufweist, die selbst keine Signalfunktion aufweist. Notaus-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel ein mechanisches Bauteil ist, das zwischen einer optisch sichtbaren Position und einer optisch verborgenen Position beweglich ist. Notaus-Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Bauteil Signalfunktion aufweist und sich bei unterbrochener Schaltverbindung (16) in der optisch verborgenen Position befindet. Notaus-Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Bauteil keine Signalfunktion aufweist und zum optischen Verdecken des Signalelements (12) bei unterbrochener Schaltverbindung (16) ausgebildet ist. Notaus-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Signalfunktion aufweisende Notaus-Schalter aus einer bei bestehender Schaltverbindung (16) zugänglichen Position in eine bei unterbrochener Schaltverbindung (16) unzugänglichen, insbesondere verborgenen Position beweglich ist. Notaus-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalelement (12) ein in seiner Signalfunktion rot erscheinender Schaltknebel (22) des Notaus-Schalters ist. Notaus-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalelement (12) eine in ihrer Signalfunktion gelb erscheinende Unterlage (46) ist. Tragbares Bediengerät zum Steuern einer Anlage und/oder Maschine (10) mit einem Notaus-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12. Tragbares Bediengerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es drahtlos mit der Steuerung der Anlage und/oder Maschine (10) in Verbindung steht.






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