專利名稱：用于失效保護地斷開電氣負載的安全切換裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種尤其在自動工作設備中的用于失效保護地斷開電氣 負載的安全切換裝置，其包括用于供給第一和第二信號的第一和第二端 子，并且包括一起設計成產生用于斷開負栽的冗余輸出切換信號的第 一和 第二切換元件，其中第 一切換元件具有被供給第 一信號的笫 一控制電路， 并且其中第二切換元件具有被供給第二信號的第二控制電路。
背景技術：
例如從DE44 23 704C1中可了解這種安全切換裝置。另外，本發(fā)明 的申請人銷售商標名為PNOZ 、例如PNOZ X8P形式的這類安全切換裝 置。
#^據本發(fā)明的安全切換裝置用來在必要時以失效保護方式斷開危險 的機器或設備以便保護人。安全切換裝置通常監(jiān)視利用緊急關斷掩組、防 護門開關、光障、光柵或其它安全信令裝置生成的信號。安全切換裝置設
計成根據或依賴于這些信號來截斷連到^:視機器或設備的供電路徑。
依賴于機器或設備的危險可能性，存在不同的安全等級，這些安全等 級規(guī)定了安全切換裝置為特定應用需要滿足哪些要求。例如，歐洲標準
EN 954-1定義了四個安全等級，其中等級4在安全切換裝置的固有失效 保護方面強加最高的安全要求。遵從等級4的裝置通常設計有多通道冗 余。在此情況下，信號也必須是多通道冗余形式的，即它們必須包括具有 相關信息內容的至少第 一和第二信號。
另外，等級4要求安全切換裝置識別傳輸這些信號的信號線上的短 路，因為短路意味著喪失單故障安全性。然而，對于低于等級4的應用， 可以免除短路識別，這簡化了安全切換裝置的布線并使得安裝較為廉價。
開始時引述的安全切換裝置PNOZ X8P可以在有短路識別或無短路 識別的情況下使用，在這兩種情況下，用于供給這些信號的信號線的接線 是不同的。對于有短路識別的應用，信令裝置的第二通道(其產生第二信
號)必須連接到與無短路識別的應用的情;X^目比不同的端子。為了允許靈 活的應用，已知安全切換裝置因此需要相對大數目的連接端子。
開始時引述的DE 44 23 704 Cl公開了 一種安全切換裝置，其中第一 信號經由第一端子被供給到第一切換元件的控制電路，而第二信號經由第 二端子祐:路由到第二切換元件的控制電路。由于兩個切換元件的控制電路 進一步連接到公共地電位，且所述信號具有相對于公共地電位的正和負信 號電平，因而可以識別兩個信號之間的短路。
然而，此已知安全切換裝置不允許在無短路識別的情況下工作，因此 其在應用多樣性方面受到限制。此外，此已知安全切換裝置需要AC供電， 這也限制了應用機會。

發(fā)明內容
對照此背景，本發(fā)明的一個目的^1提供開始時提到的類型的安全切換 裝置，其提供靈活的應用選項并且可被容納在緊湊和小的安裝空間內。
根據本發(fā)明的一方面，此目的通過開始時引述的、并且還包括如下電 路的類型的安全切換裝置來實現，該電路具有第一電流路徑、可替選的第 二電流路徑和至少 一個其它切換元件，其中該至少 一個其它切換元件i殳計 成依賴于第二信號的極性而連接第一或第二電流路徑，以便將第二信號路 由到第二控制電路。
該新型安全切換裝置由此具有優(yōu)選地至少部分地布置在第二端子和 第二控制電落t間的至少兩個可替選電流路徑。這允許安全切換裝置的第 二端子上的信號被不同地路由到第二控制電路。由于在該至少兩個可替選 電流路徑之間的選擇依賴于第二端子上的信號的極性，所以該新型安全切 換裝置能夠處理第二端子上的不同極性的信號。換言之，可在第二端子上 供給不同極性的信號。依賴于所使用的極性，可以進行有或無短路識別的 布線，M兩種情況下經由相同的連接端子供^ft號。
因此，與開始時提到的申請人的安全切換裝置相比，該新型安4^換 裝置可用較少數目的連接端子來實現。相應地，其亦可以較小的裝置外殼 來實現，因為所需連接端子的數目決定了物理尺寸。該新型安全切換裝置 的節(jié)省端子的實現因此允許在不限制應用靈活性的情況下減少安裝空間。 上述目標因此得以完全實現。
另夕卜，該新型安全切換裝置允許很簡單和廉價的實現方式，因為信號
可直接用于激活或去激活切換元件。換言之，來自信令裝置的信號可為接 通和/或關斷切換元件供電，這在本發(fā)明的諸示例實施例中的確S—較佳的。 因此，來自信令裝置的信號的丟失直接導致相關聯的切換元件被關斷并因 此導致 視的電氣負載被斷開。
該新型安全切換裝置因此可很廉價地實現，其尤其適合于僅需要監(jiān)視 少量安全功能的"小"應用。
在一個優(yōu)選的細化中，該電路包括構成橋式整流器的多個第一其它切 換元件。優(yōu)選地，所述第一其它切換元件是二極管，這意味著用于對第二 信號進行整流的二極管橋被包括。
此細化是無論信號極性如何都向第二控制電路供電的一種很廉價的
方式。此外，此細化允許減少所需部件的數目，因為帶極性的部件(比如 向笫二控制電路供電和監(jiān)視第二控制電路所常常需要的電解電容器或光
電耦合器)每個僅需提供一次。
在進一步的細化中，橋式整流器具有第一和第二橋端子，第二控制電 路布置在第一和第二橋端子之間。
在此細化中，第二控制電路位于橋式整流器的橋路徑中。此細化允許 很簡單和廉價的實現方式。
在進一步的細化中，橋式整流器具有第三和第四橋端子，其中第三橋 端子耦接到第二端子，并且其中第四端子連接到規(guī)定的參考電位。在此情 況下，參考電位可以是固定的或可變的參考電位，比如可切換的電位。
此細化依賴于安全切換裝置的第二端子的信號而提皿定的流過橋 式整流器的電流。依賴于第二信號的極性，在橋式整流器內能傳導不同的 電流路徑，這些電流路徑由橋式整流器中的切換元件(二敗管)來切換。 另夕卜，此細化亦提供對第二信號的信號電平的至少粗略的監(jiān)視，因為僅當 參考電位和第二信號之間存在規(guī)定的電位差時才可能有足夠的電流流過 橋式整流器的路徑。此細化因此是提供額外安全性的簡單和廉價的實現方 式。
在進一步的細化中，第二信號在高的第 一和低的第二信號電平之間交 替改變，其中規(guī)定的參考電位大致在第一和第二信號電平的中間。在此細 化中，所述信號電平之一亦可以是第二端子上的高阻抗、不使用的狀態(tài).
此細化提供了對于不同極性的兩個信號自動操作該新型安全切換裝
置的簡單方式。用戶(比如將該新型安全切換裝置連接在機器或該:備中的
安"員)只需將傳輸第二信號的信號線連接到第二端子即可。無需進一 步適應于工作模式(有或無短路識別)，此細化的新型安全切換裝置就可 被啟動。此細化因此對于用戶來說是很方便的。
在進一步的細化中，該電路包括設計成將第二控制電路連接到第 一或 第二工作電位的至少一個第二其它切換元件。優(yōu)選地，第一和第二工作電
位是固定電位。在一個特別優(yōu)選的實施例中，第一工作電位是DC工作電 壓，而第二工作電位是地。
另夕卜，優(yōu)選的是，該電路在半橋布置中具有至少兩個晶體管(作為第 二其它切換元件)，這些晶體管被布置在安全切換裝置的內部工作電壓和 地之間。
對于這些細化，特別優(yōu)選的是，信號亦在工作電壓和地之間交替改變， 其中工作電壓代表安全狀態(tài)。通過將第二控制電路(依賴于第二信號的極 性)連接到第一或第二工作電位，該控制電路可無論笫二信號的極性如何 在每種情況下都以相同方式工作。該控制電路可獨立于所選工作模式而工
作，且該控制電路在每種情況下都設有最大切換功率，這確保該新型安全
切換裝置4艮可靠地工作。另外，此細化需JM艮少的內部電位，這有助于進 行失效保護設計。
在進一步的細化中，該新型安全切換裝置包括控制單元，該控制單元 設計成將第二控制電路交替連接到第 一或第二工作電位，直到可在第二控 制電路中檢測到電流時為止。
在此細化中，該新型安全切換裝置亦可自動地自適應于第二端子上的 信號，因為第二控制電路中的電流表明第二其它切換元件的相關切換位置 是用于評估所施加的第二信號的"正確"切換位置。因此，此細化對用戶 來說也是4艮方便的方案，其簡化了該新型切換裝置的安裝。
優(yōu)選地，此細化還包括電流檢測器，該電流檢測器連接到第二控制電 路以便檢測第二控制電路中的電流，該電流檢測器然后耦接到控制單元。
在進一步的細化中，該新型安全切換裝置包括設計成一旦在第二控制 電路中檢測到電流就禁用控制單元的使能單元。
此細化允許第一和第二切換元件被用作"故障存儲器"，因為當在第 二控制電路中檢測到電流后，第二切換元件的切換位置不能由控制單元再 次改變。因此，此細化有助于設計特別簡單和廉價的安全切換裝置。
在進一步的細化中，安全切換裝置包括具有至少兩個控制位置的控制
元件，其中該控制元件可工作地耦接到至少一個第二其它切換元件，以便 將第二控制電路連接到第一或笫二工作電位。優(yōu)選地，該控制元件設計成
由人工操作。
在此細化中，用戶具有這樣的選項有選擇地設置第二信號的"類型"。 此細化因此無需上述各變種的優(yōu)點安全切換裝置自動識別第二信號的類 型。另一方面，本細化具有這樣的優(yōu)點單極和兩極信號都可被正確處理。 單極信號是在規(guī)定的電位和高阻抗態(tài)之間交替改變的信號。通常，單極信 號由接觸式信令裝置如緊急關斷g產生。兩極信號在高電位和低電位之 間、例如在24V和0V (地)之間交替改變。這樣的信號通常由光障和具 有半導體輸出的其它信令裝置供給。本細化增加了應用該新型安全切換裝 置的機會。這降低了制造和存儲成本。
在進一步的細化中，至少第二切換元件是電動機械切換元件，優(yōu)選為 不帶極性的電動機械切換元件。
此細化是有利的，因為電動機械切換元件提供了用于斷開負栽的浮動 輸出切換信號。此類型的輸出切換信號可用在多種環(huán)境中，這意味著該新 型安全切換裝置的應用范圍被擴大。不帶極性的電動M切換元件是有利 的，因為控制電流可有效地雙向流動。此細化便于實際實施。
當然，上面已提到的特征和下面將要解釋的特征不僅能以分別規(guī)定的 組合來使用，而且在不背離本發(fā)明范圍的情況下能以其它組合來4吏用或獨 立地4吏用。


將在下面的描述中更詳細地解釋并在附圖中圖示本發(fā)明的示例實施 例，在附圖中
圖1示出了其中使用了新型安全切換裝置的諸示例實施例的自動工 作i殳備的示意圖。
圖2示出了新型安全切換裝置的一個示例實施例的簡圖。
圖3示出了包括根據又一個示例實施例的第二切換元件的簡化等效 電路圖。
圖4示出了又一個示例實施例的簡化等效電路圖。
具體實施例方式
在圖1中，其中使用了本發(fā)明的諸示例實施例的設備整體上用標號
IO表示。
設備10包括機器人12，機器人12的工作空間通過防護門14來保護。 致動器16布置在防護門14上，該致動器與防護門開關18交互。防護門 開關18坐落于框架上，防護門14的活動部分當在該框架上時處于關閉狀 態(tài)。舉例來說，致動器16可以是僅當防護門14關閉時可與防護門開關 18通信的發(fā)射應答器。
防護門開關18連接到安全切換裝置20，安全切換裝置20處理來自 防護門開關18的信號。第二安全切換裝置22與安全切換裝置20串聯地 布置，緊急關斷按鈕24作為信令裝置連接到第二安全切換裝置22。安全 切換裝置20、 22是依據本發(fā)明的緊湊的安全切換裝置，它們具有由制造 商實現的預定范圍的功能。然而，從原理上i兌，本發(fā)明亦可用于更復雜的 可編程安全控制器。
標號26、 28表示兩個接觸器，這兩個接觸器的合觸點(make contact) 被布置在連到機器人12的供電路徑中。接觸器26、 28的控制電路經由安 全切換裝置20、 22被供電，使得安全切換裝置20、 22都能夠經由接觸器 26、 28斷開機器人12。為簡單起見，未示出控制機器人12的正常操作的 ^Mt控制器。
圖2示出了關于安全切換裝置22的本發(fā)明的一個優(yōu)選示例實施例。 相同的標號表示與前面相同的元件。
安4^換裝置22具有裝置外殼34，外殼34包括用于連接緊急關斷 ^24、接觸器26、 28以及可能的其它信令裝置和致動器(這里未示出) 的多個裝置或連接端子。標號36表示與緊急關斷掩組24的第一開觸點 (break contact) 24a相連的第一連接端子。標號38表示與緊急關斷^^ 24的第二開觸點24b相連的第二端子。安全切換裝置22由此經由端子36 接收依賴于信令觸點24a的切換位置的第一信號，并且經由端子38接收 依賴于信令觸點24b的切換位置的第二信號。
在這里所示實施例中，開觸點24a還連接到端子40，端子40例如從 該裝置內部攜帶24V的工作電壓UB。當開觸點24a閉合時，端子36由此 接收工作電壓UB作為信號。當信令觸點24a開啟(這里未示出)時，端 子36 "看到"高阻抗態(tài)。
在此示例實施例中，開觸點24b類似地連接到端子42，端子42從該 裝置內部接地。相應地，當開觸點24b閉合時，端子38連接到裝置地。 當開觸點24b開啟時，端子38類似地處于高阻抗態(tài)。
在該裝置的輸出端子40、 42上提供被路由經過開觸點24a、 24b的信 號是此類型安全切換裝置的一種典型實施方式。然而，>^發(fā)明不限于此實 施方式。與該實施方式不同，端子36、 38也可接收利用其它裝置、例如 利用光障(這里未示出)在外部產生的信號。在此情況下，端子40、 42 可保持不用。
在所示變體中，安全切換裝置22可識別連到緊急關斷掩組的信令線 之間的短路，因為在安全狀態(tài)下端子36上的信號對應于工作電壓UB，而 在安全狀態(tài)下第二端子38上的信號對應于地電位。攜帶信號的信號線之 間的短路會導致第一端子36的電位被拉到地，這以下面描述的方式進行 檢測。
可替選地，安全切換裝置22亦可在沒有信令線上的短路識別的情況 下工作，前M這根據較低安全等級是可接受的。在此情況下，緊急關斷 掩組24的第二信令觸點24b連接到端子44，如虛線和標號24b'所示。端 子44從該裝置內部連接到工作電壓Ub，使得在安全狀悉下信令觸點24a、 24b'都攜帶工作電壓UB。在此情況下短路識別是不可能的。
作為此例示的可替選方案，第二信令觸點24b'也可布置在端子38和 40之間，即，信令觸點24a、 24b'的輸入側連接被并聯連接于端子40。此 實施方式允許省去端子44以^l節(jié)省更多安裝空間。
另兩個端子46、 48用于向安全切換裝置22揭_供例如24V的工作電 圧Ub。提供另兩個端子50、 52來連楱溪觸器26、 28和可能的其它負載。
在所示示例實施例中，安全切換裝置22具有彼此串聯連接在端子50、 52之間的繼電器觸點的形式的浮動輸出。在此情況下，端子50可連接到 例如24V的正電位，而接觸器26、 28可連接到端子52。繼電器K1、 K2 的繼電器觸點于是可用來向接觸器26、 28提供電流或用來截斷電流。然 而，可替選地或另外地，本發(fā)明亦可用于具有與特定電位相關的半導體輸 出的安全切換裝置。
繼電器Kl、 K2每個都具有控制電路，該控制電路在圖2中用標號 56、 58表示。在此情況下，控制電路56、 58^i相應繼電器Kl、 K2的賦 能線圍。如圖2所示，繼電器K1的控制電路(賦能線圍)56的一個端子
連接到地，此路徑亦包含晶體管60的集電極-發(fā)射極路徑，微控制器62 可使用晶體管60來截斷通過賦能線團56的電流?？刂齐娐?6的第二端 子經由繼電器Kl的合觸點66和電阻器64路由到端子36。電阻器64是 fj(iE性等效電阻，其代表為簡單起見這里未示出的其它部件和線路電阻。 合觸點66實施繼電器Kl的自鎖，這已在本類型的安全切換裝置中4吏用 了很多年，因此為本領域的技術人員所知。
總之，來自端子36的信號由此被路由經過繼電器Kl的控制電路56， 且該信號為閂鎖繼電器K1供電。(為了對繼電器K1賦能，可經由啟動電 路供電，為簡單起見這里未示出啟動電路。)如果端子36上的信號對應于 工作電壓UB，且繼電器Kl處于自鎖狀態(tài)(合觸點66閉合)，則控制電 流流過繼電器K1的賦能線團，且繼電器K1的工作觸點閉合(未示出)。
類似地，繼電器K2的控制電路58經由^4it性等效電阻68和合觸點 70 (用于自鎖)連接到第二端子38。然而，與繼電器K1的控制電路56 不同，繼電器K2的控制電路58在此示例實施例中位于二極管橋中，該 二極管橋在橋路中包括四個二極管72、 74、 76、 78。該二極管橋具有第 一和第二橋端子80、 82，繼電器K2的控制電路58和光電耦合器84布置 在橋端子80、 82之間。在此情況下，光電耦合器84被用作電流檢測器， 微控制器62可使用光電耦合器84來確定在橋連接80、 82之間的橋# 中是否有電流流動。代替光電耦合器，亦可以使用其它元件來險測電流， 比如旁路電阻器或霍爾元件。
該二極管橋還具有第三和第四橋端子86、 88。第三橋端子86經由電 阻器68和合觸點70連接到端子38。(可替選地，電阻器68和合觸點70 亦可布置在二極管橋的橋路徑中。)第四橋端子88連接到pnp晶體管90 的集電極和npn晶體管92的集電極。晶體管90、 92構成布置在工作電 壓UB和地之間的半橋。相應地，pnp晶體管90的發(fā)射極連接到工作電壓 Ub，而npn晶體管92的發(fā)射極連接到地。晶體管90、 92的控制連接(基 極)經由使能單元94耦接到微控制器62。
該二恢管橋提供了連到繼電器K2的控制電路58的第一和可替選的 第二電流路徑。如果端子38的第二信號如圖2所示那樣對應于地電位， 而且pnp晶體管卯接通且npn晶體管92關斷，則二極管74、 78正向偏 置，并且使得電流能夠經由pnp晶體管90、第四橋端子88、 二極管74、 繼電器K2的控制電路58、光電耦合器84、 二極管78、橋端子86、電阻 器68、合觸點70和信令觸點24b流到地。
與"M目比，如果信令觸點24b'連接到工作電壓Ub，而且晶體管卯 關斷且晶體管92接通，則使得電流能夠流經信令觸點24b'、合觸點70、 電阻器68、 二極管72、繼電器K2的控制電路58、光電耦合器84、 二極 管76和晶體管92。在這兩種情況下，控制電流流過控制電路58，該控制 電流導致繼電器K2的合觸點能夠閉合。
因此，二極管72、 74、 76、 78是這樣的切換元件其依賴于端子38 上的信號的極性而構成連到繼電器K2的控制電路58的不同電流路徑。 另外，晶體管卯、92是這樣的切換元件其可由微控制器62用來以有選 擇的方式激活和去激活所述不同電流路徑。
標號96表示作為可人工致動的控制元件的一個例子的電位計。電位
計96的一個端子連接到工作電壓UB而另 一個端子連接到地。該電位計的 始恭4士扭乂^1￡^辨_^血1嬰 塊挾ib 古^sr,.、,田si砵拔異竑
DIP開關或其它可人工致動的控制元件。微控制器62可根據控制元件96 的控制位置來識別想JH吏安全切換裝置22工作的工作模式。
在本實施例中，特別而言，微控制器62識別想JH吏安全切換裝置22 在有還是沒有端子36、 38的信號線之間的短路識別的情況下工作。如果 電位計96已被用來選擇帶有短路識別的工作模式，則微控制器62接通 pnp晶體管卯并且關斷npn晶體管92。這意味著橋端子88連接到工作 電壓Ub，且當向第二端子38施加地電位(另外，還必須向第一端子36 施加工作電壓電位以使得繼電器K2可賦能，但這為了簡單起見而不在這 里更詳細地示出)時，有電流流過橋路徑并流經繼電器K2的控制電路58。 與4^t目比，如果電位計96被用來選擇在沒有信號線上的短路識別的情況 下工作的可替選工作模式，則微控制器62關斷pnp晶體管90并且接通 npn晶體管92。在此情況下，端子38必須被施加工作電壓電位，以使得 控制電流可流過橋路徑并流經繼電器K2的控制電路58。
在這里所示示例實施例中，實施端子36、 38的信號線之間的短路識 別的方式是微控制器62通過測量(這通過兩根測量線98、 100以簡化 方式示出)來記錄兩個端子36、 38的電位。在一個優(yōu)選實施例中，^t控 制器62具有經由測量線98、 100記錄端子36、 38的電位的集成A/D轉 換器，對電位的似真性比較允許識別短路。此類型的短路識別是本申請人 的較早德國專利申請DE 10 2005 055 325.7-32的主題，出于進一步解釋的 目的而將該專利申請通過引用合并于此。
可替選地，比如在開始時提到的安全切換裝置PNOZX8P的情況下，
短路識別亦可按傳統方式實施。
在圖2所示的示例實施例中，分接于端子38的電位還被供給到使能 單元94。后面將參照圖4更詳細地解釋使能單元94。在其它示例實施例 中，使能單元94可被省去。
最后，新型安全切換裝置22的一個優(yōu)選實施例包括單通il^t控制器 62。然而，可替選地，亦可以使用如圖2中以簡化形式示出的兩個或更多 冗余微控制器62。此外，代替微控制器62，亦可以使用其它邏輯芯片如 FPGA或ASIC,或者可完全由利用了本發(fā)明的分立部件來構造安全切換 裝置。
圖3以簡化等效電路圖示出了圖2中的實施例的一種修改，該簡化等 效電路圖主要示出了包括第二控制電路的橋式整流器、以及第二信令觸點 24b/24b'的可替選端子選項。除此以外，相同的標號表示與前面相同的元 件。
在圖3所示的修改中，信令觸點24b或24b'仍連接在二極管橋的橋 端子86和工作電壓UB之間、或橋端子86和地之間。然而，在此情況下， 相對的橋端子88連接到對應于工作電壓UB的一半的電位。此實施方式允 許省去晶體管90、 92。
由于橋連接80、 82之間的橋路徑上總是存在工作電壓的一半IV2， 因此，無需人工倒換，在兩種可替選方案中，控制電流均可流經繼電器 K2的控制電路58。僅二板管72-78依賴于橋端子86上的電位或者布線而 連接不同的電流路徑，其中任何倒換都自動發(fā)生。本發(fā)明的此變體由此提 供了對所選相應類型布線的自動識別。
圖4示出了允許自動識別該類型布線的另一變體。同樣，相同的標號 表示與前面相同的元件。此變體的內部布線對應于包括兩個晶體管90、 92的圖2中所示方案。如果微控制器62現在使兩個晶體管90、 92在接 通和關斷之間切換，則橋端子88被交替施加工作電壓UB或地電位。如果 信令觸點24b/24b'現在連接到橋端子86,則一M連接86、 88處于不同 電位，就有控制電流流過橋路徑并流經光電耦合器84。微控制器62可使 用光電耦合器84識別電流，然后其維持晶體管卯、92的最新切換位置。
為了防止微控制器62在連接的信令觸點開啟后重新啟動對信令觸點 24b/24b'的布線類型的"搜索"，提供了使能單元94 (圖2)。其呈自鎖機 構的形式，從而其防止微控制器62在規(guī)定的電位在橋端子86上被識別并
且/或者電流在橋路徑中被識別之后訪問晶體管90、 92。使能單元94不允 許微控制器62再次訪問晶體管90、 92，直到端子46上不再有工作電壓 Ub之后安全切換裝置22被重新啟動時為止。
在另一個示例實施例(這里未示出)中，橋端子88上的電位可^ 工倒換以便在橋式整流器的可替選電流路徑之間有選擇地改變。
權利要求
1. 一種尤其在自動工作設備(10)中的用于失效保護地斷開電氣負載(26，28)的安全切換裝置，其包括用于供給第一和第二信號的第一和第二端子(36，38)，并且包括一起設計成產生用于斷開所述負載(26，28)的冗余輸出切換信號的第一和第二切換元件(K1，K2)，其中所述第一切換元件(K1)具有被供給所述第一信號的第一控制電路(56)，并且其中所述第二切換元件(K2)具有被供給所述第二信號的第二控制電路(58)，其特征在于包括具有第一電流路徑(90，74，58，84，78)、可替選的第二電流路徑(72，58，84，76，92)和至少一個其它切換元件(72-78，90，92)的電路，其中所述至少一個其它切換元件(72-78，90，92)設計成依賴于所述第二信號的極性而連接所述第一或所述第二電流路徑，以便將所述第二信號路由到所述第二控制電路(58)。
2. 如權利要求1所述的安全切換裝置，其特征在于所述電路包括 構成橋式整流器的多個第一其它切換元件(72-78)。
3. 如權利要求2所述的安全切換裝置，其特征在于所述橋式整流 器具有第一和第二橋端子(80， 82)，所述第二控制電路(58)布置在所 述第一和第二橋端子(80, 82)之間。
4. 如權利要求2或3所述的安全切換裝置，其特征在于所述橋式 整流器具有第三和第四橋端子(86， 88)，其中所述第三橋端子(86)耦 接到所述第二端子(38)，并且其中所述第四端子(88)連接到規(guī)定的參 考電位。
5. 如權利要求4所述的安全切換裝置，其特征在于所述第二信號 在高的笫一信號電平(Ub)和低的第二信號電平(地)之間交替改變， 其中所述規(guī)定的參考電位(Ub/2 )大致在所述第一和第二信號電平的中間。
6. 如權利要求1-5之一所述的安全切換裝置，其特征在于所述電 路包括設計成將所述第二控制電路(58 )連接到第一或第二工作電位(Ub， 地)的至少一個第二其它切換元件(90， 92)。
7. 如權利要求6所述的安全切換裝置，其特征在于包括控制單元 (62 )，所述控制單元(62 )設計成將所述第二控制電路(58 )交替連接到所述第一或所述第二工作電位(Ub,地)，直到在所述第二控制電路(58) 中檢測到電流時為止。
8. 如權利要求7所述的安全切換裝置，其特征在于包括使能單元 (94),所述使能單元(94)設計成一旦在所述第二控制電路(58)中檢測到電流就禁用所述控制單元(62 )。
9. 如權利要求6-8之一所述的安全切換裝置，其特征在于包括具有 至少兩個控制位置的控制元件(96)，其中所述控制元件可工作地耦接到 所述至少一個第二其它切換元件(卯，92 ),以便將所述第二控制電路(58) 連接到所述第一或所述第二工作電位(Ub，地)。
10. 如權利要求l-9之一所述的安全切換裝置，其特征在于至少所 述第二切換元件(K2)是電動機械切換元件。
全文摘要
一種用于失效保護地斷開電氣負載的安全切換裝置，其具有用于供給第一和第二信號的第一和第二端子(36，38)。該安全切換裝置還具有一起設計成產生用于斷開負載的冗余輸出切換信號的第一和第二切換元件(K1，K2)。第一切換元件(K1)具有被供給第一信號的第一控制電路(56)。第二切換元件(K2)具有被供給第二信號的第二控制電路(58)。根據本發(fā)明的一方面，該安全切換裝置還包括具有第一電流路徑(90，74，58，84，78)、可替選的第二電流路徑(72，58，84，76，92)和至少一個其它切換元件(72-78，90，92)的電路，其中該至少一個其它切換元件設計成依賴于第二信號的極性而連接第一或第二電流路徑，以便將第二信號路由到第二控制電路(58)。
文檔編號H01H47/00GK101395687SQ200780007404
公開日2009年3月25日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權日2006年3月1日
發(fā)明者托馬斯·尼切, 約翰內斯·霍普, 羅爾夫·迪克霍夫, 鮑里斯·考夫曼 申請人:皮爾茨公司