[發明專利]用于防故障地關斷電消耗裝置的安全開關裝置

有效

• 申請號: 200680042122.0
• 申請日: 2006-10-19
• 公開（公告）號: CN101305439A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 拉爾夫·鮑爾;岡特·霍爾農;托馬斯·尼切
• 申請（專利權）人: 皮爾茨公司
• 主分類號: H01H47/00
• 分類號: H01H47/00;G05B9/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李春暉;李德山

技術領域

本發明涉及一種用于防故障地關斷電消耗裝置，尤其是在自動化地驅 動的設備中的消耗裝置的安全開關裝置，該安全開關裝置具有用于連接第 一信號開關的第一和第二連接端子；具有用于連接第二信號開關的第三和 第四連接端子；以及具有至少一個第一和至少一個第二開關元件，所述開 關元件被構造用來產生用于關斷消耗裝置的冗余輸出開關信號，其中該第 一連接端子具有第一靜態電勢，其中該第三連接端子具有不同的第二靜態 電勢，其中該第二連接端子與該第一開關元件耦合，使得第一開關元件可 通過第一信號開關與第一靜態電勢相連，并且其中第四連接端子與該第二 開關元件耦合，使得第二開關元件可通過第二信號開關與第二靜態電勢相 連。

這種安全開關裝置已由本申請人的用于安全開關設備X2的 編號為19238-O1的操作說明書公開。

本發明意義上的安全開關裝置用于：當需要保護人員時，防故障地 關斷引起危險的機器或設備。通常，安全開關裝置監控緊急關斷鍵、安 全門開關、擋光板、光柵(lightgittern)和其他針對安全的信號裝置的通知 信號，并且安全開關裝置能夠根據這些通知信號中斷至被監控的機器和設 備的供電路徑。如能夠容易理解的那樣，重要的是：始終保證安全功能并 且在安全開關裝置范圍中的故障被獲取和/或被早期識別。通常，安全開 關裝置因此被以冗余的方式和/或帶有自測試功能地構建。至少在高的安 全要求情況下，至安全開關裝置的通知信號也被以冗余的方式實施。

然而，當信號裝置與安全開關裝置之間的連接線中出現橫向短路 (Querschluss)時，就會失去通過該冗余可實現的防故障性。因此，用 于歐洲標準EN?954-1(或類似的要求)的較高安全級的安全開關裝置需 要橫向短路識別。在開始部分所述的安全開關裝置的情況下，該安全開關 裝置通過如下方式來實現，兩通道的信號裝置例如具有兩個冗余的動斷觸 頭的緊急關斷鍵通過分離的線路連接到連接端子上，其中緊急關斷鍵的第 一動斷觸頭具有第一電勢，而第二動斷觸頭具有第二電勢。通常，使用例 如24V的工作電壓作為第一電勢，而第二電勢是相對其的反向電勢，特 別是地電勢。安全開關裝置在內部被構造為，使得信號裝置的連接線之間 的、例如由于線纜損傷引起的橫向短路導致在安全開關裝置中的電短路， 并且該短路造成流到安全開關裝置中的電流的急劇上升。提高的電流觸發 設置在安全開關裝置的輸入電路中的保險裝置。結果，輸出開關元件被關 斷。然而，這種已知的方法的缺點是，(作為過電流識別元件的)保險裝 置的觸發點與溫度有關并因此是不精確的。

由DE?4423704C1公開了另一種用于識別在安全開關裝置中的橫向 短路的方法。在這樣的情況下，輸出側的開關元件分別通過其端子中的一 個端子連接到共同的地電勢，而其它各端子連接到不同的正和負電勢。然 而這種方法的前提是，安全開關裝置被供給交流電壓，由該交流電壓產生 正和負電勢。因此，這種已知的方法不能容易地轉用到供給直流電壓的安 全開關裝置上。

由DE?19758332B4公開了另一種安全開關裝置，其中在輸入電路中 使用電子保險裝置形式的過電流識別元件。為了防止在橫向短路消除之后 被監控的機器或設備自動再接通，在此設置了與保險裝置并聯的光耦合 器。當保險裝置反應時，光耦合器將安全開關裝置的輸入電路短路并且進 入自鎖(Selbsthaltung)。然而，這種已知的安全開關裝置具有已經提及 的缺點，即保險裝置的觸發點與溫度有關并因此不精確。

除了目前所描述的、借助在信號線上的靜態電勢的方法之外還有識別 橫向短路的動態方法。這里例如可以參考DE?10033073A1，DE?19702 009C2和DE?19805722A1。動態方法將不同時鐘的信號使用在至信號裝 置的連接線上。由此，在分離的信號線上的信號可以彼此區別，并且橫向 短路可以被識別。動態方法的缺點是，必須提供至少兩個不同的時鐘信號， 這與費用相聯系并使得設備更昂貴。

在這樣的背景下，本發明的任務是，提供一種簡單并低成本的安全開 關裝置，借助該安全開關裝置能夠可靠地并且盡可能早地識別在外部布線 中的故障。

根據本發明的一個方面，該任務通過開始所述類型的安全開關裝置來 解決，該安全開關裝置具有電路裝置，該電路裝置用于確定至少一個另外 的、在第二和/或第四連接端子上的電勢，其中該電路裝置還被設計用于 根據該另外的電勢來控制冗余的輸出開關信號。