DE10205110A1

DE10205110A1 - Elektronisch betätigtes Zweihandbediengerät

Info

Publication number: DE10205110A1
Application number: DE10205110A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Schumacher
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2003-08-21
Also published as: US20030174043A1; FR2835589A1

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Zweihandbediengerät (1) geschaffen, das die sichere Bedienung von Maschinen ermöglicht und dabei klein, einfach und preiswert ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Betätiger als biometrische Sensoren (5) ausgeführt sind, die mit einer Auswerteelektrinik (12) elektrisch verbunden sind, die von den Sensoren (5) ausgesuchte, identifikationsspezifische Signale (13) auswertet und davon abhängig ein Schaltsignal auslöst.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweihandbediengerät mit mindestens zwei Betätigern, die dazu dienen, bei gleichzeitiger Betätigung eine Schalthandlung auszulösen.
An die Bedienung von Maschinen im industriellen Einsatz werden hohe Sicherheitsanforderungen gestellt. Aus Sicherheitsgründen werden hier Zweihandschaltungen eingesetzt, die mit beiden Händen der Bedienperson betätigt werden müssen, um die Funktion einer Maschine auszulösen und in Gang zu halten während gefährliche Zustände herrschen. Die Anforderungen und der Aufbau derartiger Zweihandbediengeräte und ihre Schaltungen sind in der Norm DIN EN574 beschrieben. Die dort gestellten Anforderungen können bei Anwendung bisher bekannter Techniken nur mit relativ großen komplizierten Geräten erfüllt werden. Typischerweise werden Zweihandbedienpulte aus Metall, d. h. mit hohem Gewicht und Gehäuselängen von bis zu 50 cm eingesetzt. Über die Integration von elektronischen Elementen sagt die Norm wenig aus, da das Gebiet der sicheren Elektronik noch zu jung und unfertig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit geeigneten Bedienkomponenten direkt alle Sicherheitsanforderungen der Norm zu erfüllen und dies mit kleineren, einfachen und preiswerten Geräten zu erreichen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Betätiger als biometrische Sensoren ausgeführt sind, die mit einer Auswerteelektronik elektrisch verbunden sind, die von den Sensoren ausgesendete identifikationsspezifische Signale auswertet und davon abhängig ein Schaltsignal auslöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße Lösung bringt folgende Vorteile mit sich:
Die beide Hände einer Bedienperson identifizierenden Sensoren erfüllen alle normungsgemäßen Anforderungen wie "Betätigung mit zwei Händen", "Vermeidung einer versehentlichen Betätigung", "Vermeiden des Umgehens", z. B. mit einer Hand, mit Hand und Ellenbogen, Unterarm, Knie, Hüfte usw., "Umgehen durch Blockieren eines Stellteils" und "eine versehentliche Betätigung". Außerdem ist sichergestellt, dass nur zugelassene und eingewiesene Bedienpersonen die jeweilige Maschine über die Zweihandschaltung bedienen dürfen. Es ist dabei ausgeschlossen, dass eine nichteingewiesene Person den gefährlichen Zustand einer Maschine einleiten kann. Schließlich lässt sich das vorliegende elektronisch betätigte Zweihandbediengerät direkt in elektronische Sicherheitskreise integrieren, indem es z. B. an einen Sicherheitsbus angeschlossen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1, 2, 3 Ein Ausführungsbeispiel eines Zweihandbediengeräts entsprechend dem Stand der Technik,
Fig. 4 einer Schnittdarstellung eines elektronisch betätigten Zweihandbediengeräts gemäß der vorliegenden Erfindung und
Fig. 5, 6, 7 verschiedene Anordnungen von Betätigern des Zweihandbediengeräts in einer Schalttafel.
In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Zweihandbediengerät gemäß dem Stand der Technik mit zwei relativ weit auseinander liegenden Betätigern dargestellt, das üblicherweise in Metall ausführt ist und daher auch ein entsprechend hohes Gewicht aufweist. Sofern keine besonderen Maßnahmen getroffen werden, kann dieses Zweihandbediengerät von jeder Person betätigt werden, d. h. auch von Personen, die nicht autorisiert sind, die angeschlossene Maschine in einen gefährlichen Zustand zu überführen.
Demgegenüber wird im folgenden in Fig. 4 bis 7 das erfindungsgemäße elektronisch betätigte Zweihandbediengerät beschrieben.
Das erfindungsgemäße elektronisch betätigte Zweihandbediengerät 1 ist in einer Schalttafel 2 eingebaut. An seiner Bedienseite weist es zwei biometrische Sensoren 5 auf, die elektrisch mit einer auf der Rückseite der Schalttafel 2 angeordneten sicherheitsgerichteten Signalverarbeitungseinheit 6 verbunden sind. Die Signalverarbeitungseinheit 6 weist eine Auswerteelektronik 12 auf, die über elektrische Leiter mit den biometrischen Sensoren 5 verbunden ist. Dies Zweihandbediengerät 1 ist in der Öffnung der Schalttafel 2 mittels Verdrehschutz 7 gegen Verdrehen gesichert und erhält durch das Befestigungsteil 3 einen festen Sitz in der Schalttafel 2. Die Signalverarbeitungseinheit 6 ist mit einem Anschluss 8 versehen, über den die Auswerteelektronik 12 an einen Sicherheitsbus 14 angeschlossen werden kann. Bei gleichzeitiger Betätigung der beiden biometrischen Sensoren 5 werden von diesen identifikationsspezifische Signale 13 an die Auswerteelektronik 12 ausgesendet, die davon abhängig ein Schaltsignal auslöst. Die Sensoren 5 können z. B. Fingeridentifikationssensoren sein, es sind aber auch Sensoren für z. B. die ganze Hand oder für den Handballen geeignet. Die Zweihandschaltung 1 erzeugt nur dann ein Ausgangssignal, wenn z. B. der eine Sensor 5 mit den linken Finger und gleichzeitig der andere Sensor 5 mit den rechten Finger bedient wird.
Die Auswerteelektronik 12 umfasst einen Speicher 14, in dem Identifikationsdaten z. B. jeweils einer linken und einer rechten Hand zugangsberechtigter Personen abgespeichert sind, was dazu dient, nach Vergleich dieser Identifikationsdaten mit den identifikationsspezifischen Signalen 13 bei entsprechend Übereinstimmung ein Schaltsignal nur für zugangsberechtigte Personen auszulösen.
Die Sensoren 5 sind soweit voneinander beabstandet, dass eine gleichzeitige Betätigung durch eine Hand nicht möglich ist. Dies kann z. B. durch eine geschickte Anordnung der Sensoren 5 ausgeschlossen werden, indem sie für eine kompakte Bauform zwar relativ dicht nebeneinander angeordnet sind, aber mit einem geeigneten optimalen Winkel zueinander, so dass zur Betätigung unbedingt zwei Hände erforderlich sind. Der Winkel hat z. B. die Form eines großen A, dessen Öffnungswinkel mindestens 30° beträgt.
Alternativ können die Sensoren 5 aus ergonomischen oder designerischen Gründen auch parallel zueinander angeordnet werden, oder in V-Form, dann aber soweit auseinander platziert, dass die gespreizten Finger einer Hand sie nicht erreichen können, z. B. mindestens 10 cm bei paralleler Anordnung oder 15 cm bei V-Form.
Erst wenn die Sensoren 5 z. B. die Finger der linken und der rechten Hand in der vorgeschriebenen Gleichzeitigkeit erkannt haben, wird ein Ausgangssignal erzeugt. Das Loslassen eines Sensors 5 leitet die Beendigung des Ausgangssignals ein. Die Synchronitätsanforderungen der Signale entsprechen den Forderungen der relevanten DIN-Norm.

Claims

1. Zweihandbediengerät (1) mit mindestens zwei Betätigern (5), die dazu dienen, bei gleichzeitiger Betätigung eine Schalthandlung auszulösen, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätiger als die linke und die rechte Hand identifizierende biometrische Sensoren (5) ausgeführt sind, die mit einer Auswerteelektronik (12) elektrisch verbunden sind, die von den Sensoren (5) ausgesendete identifikationsspezifische Signale (13) auswertet und davon abhängig ein Schaltsignal auslöst.

2. Zweihandschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren als Fingeridentifikationssensoren (5) ausgebildet sind.

3. Zweihandschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (12) einen Speicher (14) umfasst, in dem Identifikationsdaten jeweils zur linken und rechten Hand zugangsberechtigter Personen abgespeichert sind, was dazu dient, nach Vergleich dieser Identifikationsdaten mit den identifikationsspezifischen Signalen (13) bei entsprechender Übereinstimmung ein Schaltsignal nur für zugangsberechtigte Personen auszulösen.

4. Zweihandschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (5) soweit voneinander beabstandet sind, dass eine gleichzeitige Betätigung durch eine Hand nicht möglich ist.