[发明专利]用于失效保护地断开电气负载的安全切换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种尤其在自动工作设备中的用于失效保护地断开电气负载的安全切换装置，其包括用于供给第一和第二信号的第一和第二端子，并且包括一起设计成产生用于断开负载的冗余输出切换信号的第一和第二切换元件，其中第一切换元件具有被供给第一信号的第一控制电路，并且其中第二切换元件具有被供给第二信号的第二控制电路。

背景技术

例如从DE4423704C1中可了解这种安全切换装置。另外，本发明的申请人销售商标名为PNOZ、例如PNOZ X8P形式的这类安全切换装置。

依据本发明的安全切换装置用来在必要时以失效保护方式断开危险的机器或设备以便保护人。安全切换装置通常监视利用紧急关断按钮、防护门开关、光障、光栅或其它安全信令装置生成的信号。安全切换装置设计成根据或依赖于这些信号来截断连到被监视机器或设备的供电路径。

依赖于机器或设备的危险可能性，存在不同的安全等级，这些安全等级规定了安全切换装置为特定应用需要满足哪些要求。例如，欧洲标准EN954-1定义了四个安全等级，其中等级4在安全切换装置的固有失效保护方面强加最高的安全要求。遵从等级4的装置通常设计有多通道冗余。在此情况下，信号也必须是多通道冗余形式的，即它们必须包括具有相关信息内容的至少第一和第二信号。

另外，等级4要求安全切换装置识别传输这些信号的信号线上的短路，因为短路意味着丧失单故障安全性。然而，对于低于等级4的应用，可以免除短路识别，这简化了安全切换装置的布线并使得安装较为廉价。

开始时引述的安全切换装置PNOZ X8P可以在有短路识别或无短路识别的情况下使用，在这两种情况下，用于供给这些信号的信号线的接线是不同的。对于有短路识别的应用，信令装置的第二通道(其产生第二信号)必须连接到与无短路识别的应用的情况相比不同的端子。为了允许灵活的应用，已知安全切换装置因此需要相对大数目的连接端子。

开始时引述的DE 44 23 704 C1公开了一种安全切换装置，其中第一信号经由第一端子被供给到第一切换元件的控制电路，而第二信号经由第二端子被路由到第二切换元件的控制电路。由于两个切换元件的控制电路进一步连接到公共地电位，且所述信号具有相对于公共地电位的正和负信号电平，因而可以识别两个信号之间的短路。

然而，此已知安全切换装置不允许在无短路识别的情况下工作，因此其在应用多样性方面受到限制。此外，此已知安全切换装置需要AC供电，这也限制了应用机会。

发明内容

对照此背景，本发明的一个目的是提供开始时提到的类型的安全切换装置，其提供灵活的应用选项并且可被容纳在紧凑和小的安装空间内。

根据本发明的一方面，此目的通过开始时引述的、并且还包括如下电路的类型的安全切换装置来实现，该电路具有第一电流路径、可替选的第二电流路径和至少一个其它切换元件，其中该至少一个其它切换元件设计成依赖于第二信号的极性而连接第一或第二电流路径，以便将第二信号路由到第二控制电路。

该新型安全切换装置由此具有优选地至少部分地布置在第二端子和第二控制电路之间的至少两个可替选电流路径。这允许安全切换装置的第二端子上的信号被不同地路由到第二控制电路。由于在该至少两个可替选电流路径之间的选择依赖于第二端子上的信号的极性，所以该新型安全切换装置能够处理第二端子上的不同极性的信号。换言之，可在第二端子上供给不同极性的信号。依赖于所使用的极性，可以进行有或无短路识别的布线，但在两种情况下经由相同的连接端子供给信号。

因此，与开始时提到的申请人的安全切换装置相比，该新型安全切换装置可用较少数目的连接端子来实现。相应地，其亦可以较小的装置外壳来实现，因为所需连接端子的数目决定了物理尺寸。该新型安全切换装置的节省端子的实现因此允许在不限制应用灵活性的情况下减少安装空间。上述目标因此得以完全实现。

另外，该新型安全切换装置允许很简单和廉价的实现方式，因为信号可直接用于激活或去激活切换元件。换言之，来自信令装置的信号可为接通和/或关断切换元件供电，这在本发明的诸示例实施例中的确是较佳的。因此，来自信令装置的信号的丢失直接导致相关联的切换元件被关断并因此导致被监视的电气负载被断开。

该新型安全切换装置因此可很廉价地实现，其尤其适合于仅需要监视少量安全功能的“小”应用。

在一个优选的细化中，该电路包括构成桥式整流器的多个第一其它切换元件。优选地，所述第一其它切换元件是二极管，这意味着用于对第二信号进行整流的二极管桥被包括。