[发明专利]开关设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种紧凑型控制器，用于故障安全地操纵电致动器、尤其用于操纵紧急制动器，如其使用在使用升降机和其他重力负重的轴中那样。此外，本发明涉及一种用于借助于机械制动器和这样的紧凑型控制器来故障安全地保持负重的设备。

背景技术

已知的是使用紧急制动器，以便防止升降机和其他竖直升起的负重不受控地坠落。例如，DE 10 2005 048 208 A1描述这样的用于升降机的紧急制动器。紧急制动器具有与待制动的轴抗扭转地连接的转子，以及一个或多个经由摩擦片衬面固定转子的电枢板。电枢板经由弹簧预紧，使得其防止转子在静止状态中转动运动。为了松开制动器，必须将电磁体用控制电流激励，使得电枢板由于磁力从转子拉开。一旦电流中断，电枢板由于弹簧力又相对于转子按压，使得在断电时确保更安全地保持负重。

通过电磁体的电流的接通和特别是切断是安全重要的任务，因为不期望的电流流动、例如由于在电控制器中的故障引起的电流流动会造成制动器的不期望的断开并进而会造成负重掉落。因此，通常以机器安全的所属标准的意义借助于故障安全的控制机构操纵电磁体。适合的安全控制机构通常必须满足根据欧洲标准EN IEC 61508的SIL 3和/或根据标准EN ISO13849的PL e的要求。这样的安全控制机构基于冗余、规律的内部功能测试和/或其他措施保证：即使在安全控制机构中和/或在到制动器的连接线路中出现故障、例如短路时，控制输出端也不会造成不期望的电流流动。

此外，已知的是，监控紧急制动器的状态。例如，由DE 10 2005 048 208A1中已知的紧急制动器具有微型开关，所述微型开关将制动器的所谓的落下和释放，即借助于电磁体将电枢板从转子松开用信号表示。当然，传统的安全控制机构的输出端并不设计为用于提供对于释放升降机制动器所需的高控制电流。因此，在实际中借助于接触器来接通和关断控制电流，其中经由安全控制机构的输出端来操纵接触器。这要求，安全控制机构监控电流接触器的功能，以便排除通过紧急制动器的电磁体的不期望的电流流动。此外，紧急制动器能够借助于微型开关监控制动器的状态。全部的控制和监控功能必须由设备制造商在安全控制机构中编程和验证。

DE 103 25 363 A1描述一种用于故障安全地切断例如以接触器或电磁阀形式的感性用电器。在切断通过这种用电器的电流时由于互感产生过压，所述过压通常借助于灭弧二极管来限制。当然，对过压限制越强，则对于切断所需要的时间越长。因此，根据DE 103 25 363 A1的紧急开关设备具有灭弧元件，所述灭弧元件具有第一和至少一个第二灭弧运行类型，所述第一和第二灭弧运行类型能选择性地彼此激活，其中在两种灭弧运行种类中对过压的限制是不同的。因此，所述紧急开关设备选择性地可以借助于高感应电压引起更快速的、突然的切断或借助于低感应电压引起更缓慢的、平缓的切断。

发明内容

在此期望的是，在保持高安全要求的情况下简化紧急制动的操纵。与之相应地，本发明的目的是，提出能够实现对紧急制动器或类似致动器的简单但故障安全的操纵的替选方案。

根据本发明的第一方面，为了实现所述目的提出一种用于故障安全地操纵电致动器的紧凑型控制器，所述致动器能够将能运动的机器部件运动到限定的最终位置中，所述紧凑型控制器：具有第一输入接口，以接收预设所述机器部件的期望位置的第一外部控制信号；具有输入部件，以检测用信号表示在限定的最终位置上的所述机器部件的实际位置的位置信号；具有带有至少一个功率开关元件的功率部件，所述功率开关元件构成为，用于接通和故障安全地切断用于致动器的控制电流；具有第一输出接口，以将控制电流引向电致动器；具有第二输出接口，以提供外部状态信号；并且具有分析单元，所述分析单元构成为，用于根据第一外部控制信号操纵至少一个功率开关元件并且根据位置信号在第二输出接口上产生外部状态信号。

根据另一方面，提出一种用于故障安全地保持负重的设备，所述设备具有带有转子和电枢板的机械制动器，其中电枢板经由至少一个弹簧相对于转子预紧，以便防止所述转子运动；此外具有电磁体，所述电磁体构成为，用于将电枢板相对于弹簧运动到释放位置中，并且具有上文所提到种类的紧凑型控制器，其中电磁体连接到紧凑型控制器的第一输出接口上，并且其中位置信号用信号表示电枢板的释放位置作为限定的最终位置。

新型紧凑型控制器由于至少一个功率开关元件构成为，用于替代目前所需的接触器以操纵紧急制动器或类似的致动器。尤其是，在优选的实施例中，至少一个功率开关元件能够切换大于2A的控制电流并且尤其能够切换大于4A或甚至大于5A的控制电流。