DE9114867U1 - Schutzeinrichtung gegen unzulässige Bewegung im Gefahrenbereich - Google Patents

Description

Schutzeinrichtung gegen unzulässige Bewegung im Gefahrenbereich

Gegenstand der Erfindung ist eine Schutzeinrichtung gegen unzulässige Bewegung im Gefahrenbereich nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Insbesondere in der Produktion sind häufig Gefahrenbereiche gegen unerwünschten Aufenthalt von Personen oder Gegenständen abzusichern. So ist z.B. die automatische Bepackung von Euro-Paletten durch großräumige Bewegungen massiver Körper gekennzeichnet, die leicht zu gefährlichen Kollisionen mit eindringenden Körpern jedweder Art führen können. Ferner besteht häufig die Forderung, Öffnungen

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von Produktionsbereichen oder -anlagen vor dem irrtümlichen Einführen von Gegenständen wie Halbzeugen oder Werkzeugen zu schützen.

Herkömmlicherweise hat man sich außer Schutzwänden und Signalhinweisen schon mechanischer Absicherungen bedient, beispielsweise in Form von Öffnungsabschlüssen, die einen Durchtritt nur in einer Richtung ermöglichen. Derartige Einrichtungen sind jedoch aufwendig und können mit dem Produktfluß kollidieren. Ferner hat es bereits Lichtschrankenanordnungen gegeben, die die unerwünschte Anwesenheit eines Körpers im Gefahrenbereich erkennen. Die vorbekannten Einrichtungen vermögen jedoch nicht zulässige von unzulässigen Bewegungen zu unterscheiden, so daß ihr Einsatz auf Gefahrenbereiche beschränkt ist, die ausschließlich für unzulässige Bewegungen in Betracht kommen.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch in Bereichen zulässiger Bewegungen unzulässige Bewegungen aufdeckt, insbesondere an Öffnungen von Anlagen für den Produktaustritt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.

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Bei einer erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung geben die gestaffelt entlang der Bewegungsstrecke angeordneten Lichtschranken bei Durchtritt eines Körpers eine Signalfolge ab, die von dessen Bewegungsrichtung abhängt. Somit liefert die Lichtschrankenanordnung für zulässige und unzulässige Bewegungen verschiedene Signalfolgen, vorausgesetzt, zulässige und unzulässige Bewegungen unterscheiden sich in der Bewegungsrichtung. Die zugehörige Auswerteeinrichtung kann die Bewegungsrichtung durch Analyse der Signalfolge ermitteln und daraus bei unzulässiger Bewegungsrichtung ein Sicherheitssignal ableiten. Letzteres kann insbesondere Sicherheitssignale steuern,eine Schranke auslösen oder gefährliche Bewegungen im Gefahrenbereich ganz oder teilweise unterbinden, insbesondere durch Abschalten von Produktionseinrichtungen. Bevorzugter Anbringungsort der Schutzeinrichtung ist der Zugang zu den Gefahrenbereichen, wobei eine nach außen gerichtete Bewegung insbesondere von Produkten als zulässig und eine nach innen gerichtete Bewegung als unzulässig bewertet wird. Außer dem Einsatz in produktionsbezogenen Gefahrenbereichen kommt auch der Einsatz im Zusammenhang mit anderen Gefahrenzonen, z.B. im Straßenverkehr in Betracht.

Bei der bevorzugten Ausgestaltung hat die Lichtschrankenanordnung in der zulässigen Bewegungsrichtung hinter meh-

reren Lichtschranken eine vorzugsweise als Lichtgitter ausgebildete Sicherheitslichtschranke, die das Sicherheitssignal abgibt. Die Auswerteeinrichtung ermittelt die Bewegungsrichtung aufgrund der Lichtschranken, die dem Lichtgitter vorgeordnet sind. Bei zulässiger Bewegungsrichtung unterdrücken sie die Funktion des Lichtgitters zumindest über eine Wegstrecke oder eine Zeitspanne, die für den zulässigen Durchgang eines Körpers ausreicht. Hierdurch wird sichergestellt, daß in zulässiger Bewegungsrichtung das Lichtgitter passierende Körper kein Sicherheitssignal auslösen. Andererseits wird die Funktion des Lichtgitters bei unzulässiger Bewegungsrichtung nicht außer Kraft gesetzt, weil ein Körper dann zunächst das Lichtgitter und erst darauf die vorgeordneten Lichtschranken passiert, die dann auch keine Funktionsunterdrückung herbeiführen.

Um die Funktion der Sicherheitslichtschranke wieder in Kraft zu setzen, kann die Lichtschrankenanordnung in der zulässigen Bewegungsrichtung hinter dem Lichtgitter auch eine weitere Lichtschranke haben. Zusätzliche Aufgabe der Auswerteeinrichtung ist dann, ein Unterdrücken der Funktion des Lichtgitters bei Vorliegen eines Signals der weiteren Lichtschranke aufzuheben. Die Schutzeinrichtung ist unmittelbar nach Passieren der weiteren Lichtschranke in zu-

lässiger Bewegungsrichtung für die Ermittlung einer unzulässigen Bewegung bereit. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung entspricht der Abstand der Lichtschranken vor dem Lichtgitter voneinander höchstens der Länge eines zulässigerweise durchlaufenden Körpers. Dadurch ist eine Manipulation weitestgehend ausgeschlossen. Der Abstand der weiteren Lichtschranke von dem Lichtgitter ist minimal größer als die Länge eines zulässigerweise durchlaufenden Körpers, so daß das Lichtgitter erst in Funktion zurückversetzt wird, wenn der Körper vollständig passiert hat. Dabei ist der Abstand so zu wählen, daß kein Durchgang in unzulässiger Richtung in der Zeit möglich ist, in der das Lichtgitter außer Funktion gesetzt ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Schutzeinrichtung als mindestens ein selbständiges Gerät ausgebildet. Sie läßt sich somit gesondert von weiteren Anlagenkomponenten herstellen und kann nach einmaliger erfolgreicher Abnahmeprüfung durch Berufsgenossenschaft oder TÜV für beliebige Verwendungsfälle bereitgestellt werden. Demgegenüber waren bisherige Sicherheitseinrichtungen jeweils auf den speziellen Verwendungsfall zugeschnitten, was separate Abnahmeprüfungen der verwendeten Bauteile und der fertiggestellten Systeme bedingte.

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Ferner wird die Schutzeinrichtung bevorzugt modular aufgebaut, wobei die Lichtschrankenanordnung an mindestens einem Stellwandelement angeordnet ist. Insgesamt lassen sich so verschiedene Lichtschrankenkombinationen bedarfsgerecht und den örtlichen Einsatzverhältnissen entsprechend zusammenstellen. Ferner kann vorteilhaft die Auswert eeinrichtung in einem Gerätegehäuse angeordnet sein, welches mit beliebigen Lichtschrankenanordnungen kombinierbar ist. Dafür kann sie Eingänge für mehr als zwei Lichtschranken und/oder Lichtgitter aufweisen. Zur Ansteuerung verschiedener Sicherheitseinrichtungen kann sie ferner mehrere redundante Ausgänge für ein Sicherheitssignal haben.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, die bevorzugte Anwendungsbeispiele zeigen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 abzusichernder Zugang eines Gefahrenbereiches in

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schematischer Draufsicht;

Fig. 2 erfindungsgemäße Schutzeinrichtung zur Absicherung des Gefahrenbereiches in schematischer Draufsicht;

Fig. 3 Signalfolge der Lichtschrankenanordnung der Schutzeinrichtung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 weitere Schutzeinrichtung in grob schematisierender perspektivischer Seitenansicht.

Ein typischer Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung ist in Fig. 1 gezeigt. Ein Gefahrenbereich 1 einer Euro-Palettenbeladung soll vor unzulässigen Bewegungen infolge Eindringens von Personen oder Gegenständen gesichert werden. Hierzu ist zunächst ein Schutzgitter 2 vorgesehen, welches allerdings einen Zugang 3 für eine Rollenbahn 4 freiläßt, über die Produkte in Pfeilrichtung P aus dem Gefahrenbereich nach außen gelangen. Über den Zugang 3 können Personen oder Sachen unerwünschterweise in den Gefahrenbereich 1 gelangen.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Lösung des Problems, die hinsichtlich der zuvor erläuterten Merkmale mit identischen Bezeichnungen gekennzeichnet ist.

Entlang der Rollenbahn 4 sind jedoch in Richtung des Produktflusses P zwei Lichtschranken 5, 6, gefolgt von einem Lichtgitter 7 und einer weiteren Lichtschranke 8 angeordnet. Der Abstand zwischen Lichtgitter 7 und weiterer Licht-

schranke 8 ist seitlich von einem Gitterflügel 2' des Schutzgitters 2 abgedeckt, so daß jeglicher Zugang in den Gefahrenbereich 1 entlang der weiteren Lichtschranke 8 bzw. des Lichtgitters 7 erfolgen muß.

Ein Abstand a zwischen den Lichtschranken 5, 6 entspricht höchstens der Größe eines zulässigerweise über die Rollenbahn 4 bewegten Produktes. Bei der hier dargestellten Einrichtung für die Produktion von Euro-Paletten beträgt der Abstand somit weniger als 1200 mm. Der Abstand b zwischen Lichtschranke 6 und Lichtgitter 7 ist beliebig klein wählbar. Schließlich ist der Abstand c zwischen Lichtgitter 7 und weiterer Lichtschranke 8 minimal größer als die Palettenlänge .

Wandert eine Palette in Förderrichtung P die Rollenbahn 4 entlang, so liefern die Lichtschranken/das Lichtgitter die in Fig. 3 entlang der Zeitachse dargestellten Signale. Die zugeordnete Signalquelle wurde am rechten Ende des Zeitdiagramms mit ihrer Bezugsziffer angegeben.

Demnach ist die zulässige Bewegung einer Palette in Pfeilrichtung P aufgrund der Signale der Lichtschranken 5, 6 im Bereich des Feldes 9 identifizierbar. Bei dieser Variante

der Erfindung wird hierdurch das Signal des Lichtgitters 7 überbrückt, welches ansonsten als Sicherheitssignal weitergegeben wird. Schließlich bedingt das Passieren der Lichtschranke 8 durch die Palette ein zugeordnetes Signal gemäß unterster Kurve, welches die Überbrückung des Lichtgitters 7 zurücknimmt und somit das Erkennen unzulässiger Bewegung entgegen der Pfeilrichtung P ermöglicht. Dabei gestattet das Lichtgitter aufgrund seines in der Vertikalen angeordneten Bündels paralleler Strahlen die Erfassung von Körpern, die im übrigen eine auf Palettenhöhe eingerichtete Lichtschranke überwinden könnten.

Natürlich können außer dem Lichtgitter 7 auch die Lichtschranken 5, 6, 8 als Lichtgitter ausgeführt sein. Eine solche Ausgestaltung ist in der Fig. 4 dargestellt. Der Einfachheit halber wurden die Bezugsziffern entsprechend der Anordnung von Fig. 2 vergeben. Für jedes Lichtgitter 5, 6, 7, 8 genügt die Unterbrechung eines der Parallelstrahlen, um einen Umschlag des Ausgangssignals zu bewirken .

Somit reicht eine Unterbrechung des unteren Parallelstrahles durch eine bepackte Palette 10 aus, ein Ansprechen des jeweiligen Lichtgitters 5, 6, 7, 8 zu bewirken. Damit wer-

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den auch Paletten erfaßt, die unterschiedlich bepackt sind. Andererseits wird der unerwünschte Durchgang einer Person weiterhin aufgrund des Sicherheitssignals des Lichtgitters 7 ermittelt, wie dies anhand von Fig. 3 erläutert worden ist.

Die Lichtschrankenanordnungen sind gemäß Fig. 4 an Stellwänden 11, 12 angeordnet, die gemeinsam mit weiteren Stellelementen 13 eine durchgangsseitige Abschottung für den Gefahrenbereich 1 bilden, die einen Eintritt nur durch den gesicherten Zugang 3 ermöglicht.

Über Leitungen 5', 6', 7', 8', wie Glasfaserlichtleitkabel oder elektrische Kabel, sind die Lichtgitter 5, 6, 7, 8 mit elektronischen Auswerteeinrichtungen in einem Gerätegehäuse verbunden, die in Fig. 4 nicht dargestellt sind.

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Claims (11)

- 11 Ansprüche :

1. Schutzeinrichtung gegen unzulässige Bewegung im Gefahrenbereich, insbesondere von Produktionsanlagen, mit einer Lichtschrankenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschrankenanordnung mehrere mit Abstand voneinander entlang einer Bewegungsstrecke (4) angeordnete Lichtschranken (5, 6) und eine Auswerteeinrichtung zur Ermittlung der Bewegungsrichtung anhand der von den Lichtschranken bei Durchgang eines Körpers abgegebenen Signale und zur Erzeugung eines Sicherheitssignals bei unzulässiger Bewegungsrichtung hat.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschrankenanordnung in der zulässigen Bewegungsrichtung (P) hinter mehreren Lichtschranken (5, 6) eine Sicherheitslichtschranke (7) für das Sicherheitssignal hat und die Auswerteeinrichtung bei Ermittlung einer zulässigen Bewegungsrichtung die Funktion des Lichtgitters zumindest über eine Wegstrecke oder während einer Zeitspanne für den Durchgang eines Körpers (10) unterdrückt.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschrankenanordnung in der zulässigen

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Bewegungsrichtung (P) hinter der Sicherheitslichtschranke (7) eine weitere Lichtschranke (8) hat und durch die Auswerteeinrichtung ein Unterdrücken der Funktion der Sicherheitslichtschranke (7) bei Vorliegen eines Signals der weiteren Lichtschranke (8) aufgehoben wird.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der Lichtschranken (5, 6) vor der Sicherheitslichtschranke (7) voneinander höchstens der Länge in Bewegungsrichtung eines zulässigerweise durchlaufenden Körpers (10) entspricht.

5. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (c) der weiteren Lichtschranke (8) von der Sicherheitslichtschranke (7) größer als die Länge in Bewegungsrichtung eines zulässigerweise durchlaufenden Körpers (10) ist.

6. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitelichtschranke als Lichtgitter (7) ausgebildet ist.

7. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie von mindestens einem

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- 13 selbständigen Gerät gebildet ist.

8. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschrankenanordnung an mindestens einem Stellwandelement (11, 12) angeordnet ist.

9. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung in einem Gerätegehäuse angeordnet ist.

10. Schutzeinrichtung nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung Eingänge für mehr als zwei Lichtschranken/Lichtgitter (5, 6, 7, 8) aufweist.

11. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung mehrere redundante Ausgänge für ein Sicherheitssignal hat.