DE2903702B1

DE2903702B1 - Sicherheitsschaltung

Info

Publication number: DE2903702B1
Application number: DE19792903702
Authority: DE
Inventors: Jochen Zuehlke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-31
Filing date: 1979-01-31
Publication date: 1979-10-31
Also published as: DK39980A; SE442151B; SE8000737L

Description

Die Konjunktionslogik steuert beide Relais. Sie erfaßt, ob sowohl beide Relais als auch beide Detektoren ordnungsgemäß arbeiten. Im einfachsten Fall besteht die Konjunktionslogik aus einem UND-Glied oder einem NAND-Glied an dessen Eingängen die Äquivalenzlogik als auch das Äquivalenz-Kontaktnetzwerk angeschlossen ist.
Als günstig hat es sich erwiesen, wenn die Äquivalenzlogik und/oder die Konjunktionslogik wenigstens eine Verzögerungsstufe enthält, die Zeitunterschiede zwischen den Signalen der Detektoren untereinander und/oder den Signalen der Detektoren und dem Signal des Äquivalenz-Kontaktnetzwerks ausgleicht. Auf diese Weise ergeben sich keine Schwierigkeiten bei der Wahl des Anbringungsorts der Detektoren. Die Verzögerungsstufen können herkömmlich als monostabile Multivibratoren oder als Widerstands-Kondensator-Netzwerke (RC-Netzwerke) ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Detektoren jedoch so ausgebildet bzw. an der Arbeitsvorrichtung angeordnet, daß sie gleiche und gleichzeitig auftretende Signale abgeben.
Die Schaltelemente der Äquivalenzlogik und/oder der Konjunktionslogik sowie des Äquivalenz-Kontaktnetzwerks lassen sich nach den Regeln der logischen Algebra auch durch gleichwirkende Schaltungen ersetzen. Diese Regeln sind bekannt. So kann beispielsweise die Äquivalenzlogik durch Negation einer Antivalenzlogik erhalten werden. In gleicher Weise können die Schaltelemente der Äquivalenzlogik und der Konjunktionslogik nach den Regeln der logischen Algebra miteinander vermascht und mehrfach ausgenutzt sein.
Im folgenden soll anhand eines in der Figur dargestellten Blockschaltbilds ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.
In der Figur ist der Auslösestromkreis 1 einer an Anschlüsse 3 anzuschließenden Arbeitsvorrichtung, beispielsweise einer Presse, Stanze oder dergleichen dargestellt. Der Auslösestromkreis 1 enthält in Serie geschaltet einen hand- oder fußbetätigten Schalter 5 sowie zwei Arbeitskontakte 7a und 9a zweier Relais 7 bzw. 9. Die Relais 7 und 9 sind parallel an eine Treiberstufe 11 angeschlossen, über die sie gemeinsam erregt werden können. Bei erregten Relais 7 und 9 sind die Arbeitskontakte 7a und 9a geschlossen und die Bedienungsperson kann durch Betätigen des Schalters 5 den Arbeitsvorgang der Arbeitsvorrichtung auslösen.
Die Treiberstufe 11 wird von einer Konjunktionslogik 13 im vorliegenden Fall einem UND-Glied in Abhängigkeit von Ausgangssignalen zweier Detektoren 15, 17 gesteuert. Die Detektoren 15, 17 erfassen die Arbeitsstellung der Vorrichtung oder einen vorbestimmten Betriebszustand, beispielsweise das ordnungsgemäße Einlegen von Werkstücken oder Ausrichten von Werkzeugen. Die Detektoren 15, 17 sind an eine Äquivalenzlogik 19 angeschlossen, die ihrerseits mit der Konjunktionslogik 13 verbunden ist. Mit Hilfe der Äquivalenzlogik 19 kann erkannt werden, ob sich die Ausgangssignale der Detektoren 15, 17 in gleicher Weise in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Vorrichtung ändern. Auf diese Weise kann ein Defekt einer der beiden Detektoren 15, 17 der die Funktionstüchtigkeit der Vorrichtung vortäuschen würde, erkannt werden.
Mit der Konjunktionslogik 13 ist darüberhinaus ein Äquivalenz-Kontaktnetzwerk 21 verbunden, welches durch zwei Umschaltkontakte 7b und 9b der beiden Relais 7,9 gebildet ist. Die Umschaltkontakte 7b, 9b sind mit den Arbeitskontakten 7a bzw. 9a der zugehörigen Relais 7, 9 zwangsweise verbunden, so daß sie beim Erregen bzw. Entregen der Relais 7, 9 zusammen mit den Arbeitskontakten 7a, 9a geschaltet werden. In der Figur ist die zwangsweise Verbindung durch gestrichelte Linien 7c bzw. 9c angedeutet. Die feststehenden Kontakte der Umschaltkontakte 7b, 9b sind jeweils so miteinander verbunden, daß sowohl bei erregtem als auch bei entregtem Zustand der Relais 7, 9 ein Stromweg zwischen einer Stelle 23 mit vorgegebenem Potential, beispielsweise der Betriebsspannung, und der Konjunktionslogik 13 besteht. Dieser Stromweg ist unterbrochen, wenn die Kontakte eines der beiden Relais 7, 9 kleben oder verschweißt sind. In diesem Fall sind die Eingangsbedingungen der Konjunktionslogik 13 nicht erfüllt und die Konjunktionslogik 13 kann den Auslösestromkreis 1 selbst dann nicht freigeben, wenn der klebende oder verschweißte Kontakt des anderen Relais den Auslösestromkreis 1 schließen würde.
Um lediglich in einer bestimmten Stellung der Detektoren 15, 17 den Auslösestromkreis 1 freizugeben, werden die Signale der Detektoren 15, 17 der Konjunktionslogik 13 darüberhinaus unmittelbar zugeführt. Die Konjunktionslogik 13 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als UND-Glied dargestellt. Ebenso geeignet sind NAND-Glieder. Weiterhin können die Signale der Detektoren 15, 17 in einer anderen Stufe ausgewertet werden. Die Erfindung eignet sich insbesondere für berührungslos arbeitende Annäherungsschalter, da diese bei einem Defekt in aller Regel ein der Annäherung entsprechendes Signal abgeben.
Je nach Anbringungsort der Detektoren 15, 17 kann es vorkommen, daß die Signale der Detektoren nicht gleichzeitig auftreten. Zum Ausgleich dessen können jedoch nicht näher dargestellte Verzögerungsstufen, beispielsweise monostabile Multivibratoren oder Widerstands-Kondensator-Netzwerke (RC-Netzwerke) vorgesehen sein, die für den Zeitausgleich zwischen den Signalen der Detektoren 15, 17 und gegebenenfalls dem Signal des.Äquivalenz-Kontaktnetzwerks sorgen.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Detektoren 15, 17 nicht die gleiche Betriebsgröße überwachen müssen.
Ferner können auch mehr als zwei Detektoren vorgesehen sein. Dann ist es lediglich erforderlich, die Konjunktions- und die Äquivalenzlogik der jeweiligen Anzahl der Detektoren entsprechend zu erweitern.

Claims

Patentansprüche: 1. Sicherheitsschaltung für eine Arbeitsvorrichtung, insbesondere eine Presse, Stanze oder dergleichen, mit einem steuerbaren Schalter zum Unterbinden oder Auslösen eines Arbeitsganges der Vorrichtung, wenigstens zwei auf einen vorbestimmten Betriebszustand der Vorrichtung ansprechenden Detektoren und einer mit den Detektoren verbundenen und den Schalter steuernden Schaltungslogik, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (15, 17) mit einer Äquivalenzlogik (19) verbunden sind, daß zwei gemeinsam betätigbare Relais (7, 9) mit in Serie geschalteten, den Arbeitsvorgang unterbindenden oder auslösenden Ruhe- und/oder Arbeitskontakten (7a, 9a) vorgesehen sind, daß jedes Relais (7, 9) einen mit diesem Kontakt (7a, 9a) zwangsverbundenen Umschaltkontakt (7b, 9b) aufweist, daß die Umschaltkontakte (7b, 9b) zu einem Äquivalenz-Kontaktnetzwerk (21) miteinander verbunden sind und daß die Äquivalenzlogik (19) sowie das Äquivalenz-Kontaktnetzwerk (21) mit einer die Relais (7, 9) steuernden Konjunktionslogik (13) verbunden sind.
2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Äquivalenzlogik (19) und/oder die Konjunktionslogik (13) wenigstens eine Verzögerungsstufe enthält die Zeitunterschiede zwischen den Signalen der Detektoren (15, 17) untereinander und/oder den Signalen der Detektoren (15, 17) und dem Signal des Äquivalenz-Kontaktnetzwerks (21) ausgleicht.
3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (15, 17) an der Arbeitsvorrichtung so angeordnet und ausgebildet sind, daß sie gleiche und gleichzeitig auftretende Signale abgeben.
4. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente der Äquivalenzlogik (19) und der Konjunktionslogik (13) nach den Regeln der logischen Algebra miteinander vermascht und mehrfach ausgenutzt sind.

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung für eine Arbeitsvorrichtung, insbesondere eine Presse, Stanze oder dergleichen, mit einem steuerbaren Schalter zum Unterbinden oder Auslösen eines Arbeitsvorgangs der Vorrichtung, wenigstens zwei auf eine vorbestimmte Arbeitsstellung der Vorrichtung ansprechenden Detektoren und einer mit den Detektoren verbundenen und den Schalter steuernden Schaltungslogik.

Es sind bereits Sicherheitseinrichtungen für Pressen, Stanzen, Werkzeugmaschinen und dergleichen bekannt, die Bedienungspersonen vor Verletzungen und Schaden schützen sollen. Die Sicherheitseinrichtungen sollen ferner eine fehlerhafte Bedienung, Funktion oder Arbeitsweise der Maschine, beispielsweise bei Nichteinlegen oder fehlerhaftem Einlegen oder Ausrichten des Werkstücks oder der Werkzeuge vermeiden. Beispielsweise werden Detektoren, Abfühleinrichtungen, Taster oder Schalter verwendet, die verhindern sollen, daß die Maschine bei Betätigung des Auslöse- bzw. Bedienungsschalters durch die Bedienungsperson den Arbeitsvorgang durchführt, wenn sich die Maschine nicht im richtigen Betriebszustand befindet oder die Bedienungsperson sich noch innerhalb der Gefahrenzone aufhält oder ein Werkstück oder Werkzeug nicht vorschriftsmäßig eingelegt, eingesetzt oder ausgerichtet ist (vgl.

z. B. DE-OS 2150694, DE-OS 22 17 773, FR-OS 20 20 071).

Die bekannten Sicherheitseinrichtungen arbeiten zufriedenstellend, solange die Taster, Detektoren und Abfühleinrichtungen sowie die in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen dieser Detektoren und Abfühleinrichtungen ausgelösten Schalter ordnungsgemäß und ohne Störung funktionieren. Wenn die Detektoren und die auslösenden Schalteinrichtungen jedoch Fehlfunktionen zeigen oder ausfallen, beispielsweise wenn Anschlußdrähte gebrochen sind, ein Kurzschluß auftritt oder Schaltkontakte kleben, verschweißen oder nicht mehr in ihre Ausgangsstellung zurückkehren, kann der Arbeitsvorgang der Maschine durch Betätigen des Bedienungsschalters auch dann ausgelöst werden, wenn die vorstehend erläuterten Voraussetzungen nicht vorliegen, d. h. wenn beispielsweise sich eine Bedienungsperson noch innerhalb der Gefahrenzone befindet oder die Werkstücke und Maschinenteile bzw. Werkzeuge sich noch nicht in der richtigen Lage befinden. Bei Auftreten von Störungen an den Detektoren und an den Schalteinrichtungen ist daher ein sicherer Betrieb der Maschine nicht gewährleistet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsschaltung zu schaffen, die auch bei Ausfall oder Fehlverhalten sowohl der Detektoren als auch der zu schaltenden Schalteinrichtungen bzw. Schalter sicher verhindert, daß die Maschine in Gang gesetzt bzw. der Arbeitsvorgang ausgelöst werden kann.

Ausgehend von der eingangs näher erläuterten Sicherheitsschaltung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Detektoren mit einer Äquivalenzlogik verbunden sind, daß zwei gemeinsam betätigbare Relais mit in Serie geschalteten, den Arbeitsvorgang unterbindenden oder auslösenden Ruhe- und/oder Arbeitskontakten vorgesehen sind, daß jedes Relais einen mit diesem Kontakt zwangsverbundenen Umschaltkontakt aufweist, daß die Umschaltkontakte zu einem Äquivalenz-Kontaktnetzwerk miteinander verbunden sind und daß die Äquivalenlogik sowie das Äquivalenz-Kontaktnetzwerk mit einer die Relais steuernden Konjunktionslogik verbunden sind. Eine derartige Sicherheitsschaltung arbeitet äußerst zuverlässig. Kennzeichen der Äquivalenzlogik ist es, daß sie jeweils dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn beide Detektoren gemeinsam ein Signal liefern oder kein Signal liefern. Liefert lediglich einer der Detektoren ein Signal, so kann dies mit Hilfe der Äquivalenzlogik erfaßt werden. Entsprechendes gilt für das Äquivalenz-Kontaktnetzwerk. Die Umschaltkontakte bilden jeweils dann einen geschlossenen Stromkreis, wenn beide Relais gemeinsam erregt oder entregt sind. Da die Umschaltkontakte mit den Ruhe- und/oder Arbeitskontakten der Relais zwangsverbunden sind, entspricht die Stellung der Umschaltkontakte der Stellung der Ruhe-bzw. Arbeitskontakte. Sofern einer der Ruhe- bzw.

Arbeitskontakte klebt oder verschweißt ist, wird lediglich der Umschaltkontakt des anderen Relais geschaltet und der Stromkreis durch das Äquivalenz-Kontaktnetzwerk wird unterbrochen.