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Sicherheitsvorrichtung für Einrichtungen, welche bestimmte Operationen bzw. Arbeitsschritte in zeitlicher Programm-Folge durchführen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung, mit der Einrichtungen ausgestattet werden können, die nach einem Programm in zeitlicher Folge ablaufende Operationen bzw. Arbeits- schritte durchführen. Die Sicherheitsvorrichtung soll das Stillsetzen der Einrichtung auslösen, deren Ar- beitsweise überwacht wird, um die Durchführung eines Arbeitsschrittes oder einer Operation zu verhindem, die noch nicht durchgeführt werden darf, ehe ein anderer Arbeitsschritt oder eine andere Operation vorher beendet oder eine gewisse Betriebsbedingung vorher erfüllt worden ist.
Die neue Sicherheitsvor- richtung gestattet es, die Gefahren zu vermeiden, die durch nachlässige oder unvollständige Bedienung bzw. zufälliges Versagen irgendeines Teiles der Einrichtung (Blockieren eines Relais, Festschweissen von
Kontakten u. dgl.) eintreten können.
Die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung kann insbesondere benutzt werden, um den sicheren Anlauf der Funktionen einer zur Handhabung von Stoffen oder Teilen dienenden Einrichtung, z. B. einer Hebe- oder Transportvorrichtung mit selbsttätiger oder halbselbsttätiger Wirkungsweise, zu ge- währleisten. Die Vorrichtung soll beispielsweise verhindern, dass eine zu befördernde Last gegen ein Hin- dernis (eine Tür, einen Deckel eines Behälters usw.) stösst, das aus irgendwelchen Gründen nicht rechtzeitig aus dem Transportweg entfernt worden ist.
Die Vorrichtung kann weiterhin verhindern, dass eine gefährliche Stellung erreicht oder überschritten wird, falls normale Steuerorgane nichteinwandfrei funktionieren sollten und die Vorrichtung vermeidet schliesslich, dass eine Bewegung ausgelöst wird, be- vor die programmässig vorangehende Bewegung beendet ist.
Die erfindungsgemässe Sicherheitsvorrichtung ist nun im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse oder Gerüst einerseits ein als "Läufer" ausgebildeter Bauteil synchron mit dem Antrieb der zu überwachenden Einrichtung einen bestimmten Weg durchläuft und anderseits ein beweglicher Träger ft1r Anschläge vorgesehen ist, die sich aus der Laufbahn des "Läufers" heraus oder In sie hineinbewegen lassen, wobei der Träger eine Lage einnimmt, die die einwandfreie Funktion der zu überwachenden Ein- richtung nicht behindert, aber beim Anstossen des Läufers an irgendeinen der Anschläge eine Stellung ein- nimmt, die ein Stillsetzen der zu schützenden Einrichtung auslöst, wozu weiterhin Elektromagnete vorge- sehen sind,
die in Abhängigkeit von den einzelnen Operationen oder Arbeitsschriften des zu überwachen- denArbeitsprogrammes die Anschläge in einewirkstenung innerhalb der Bahn des Läufers hinein-oder aus dieser herausbringen.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Sicherheitsvorrichtung lässt sich wie folgt erklären :
Beim Einschalten der Einrichtung, deren Arbeitsweise überwacht werden soll, damit sie nachdem vorher bestimmten Programm abläuft, sind einige Anschläge aus der Bahn des Läufers herausgebracht, andere finden sich jedoch in einer Wirkstellung in der Bahn dieses Läufers. Nach Massgabe der Durchfüh- rung des vorbestimmten Arbeitsprogrammes bewegt sich der Läufer auf seiner Bahn vorwärts ; bei richtiger bzw. dem Programm entsprechender Durchführung der Operationen oder Arbeitsschritte bewirken diese die
Entfernung der den einzelnen Operationen zugeordneten Anschläge aus der Läuferbahn, so dass der Läufer
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frei weiterbewegt werden kann.
Wenn aus irgendwelchen Gründen eine dieser Operationen nicht in der gewünschten oder vorgeschriebenen Zeitspanne durchgeführt ist, bleibt der entsprechende Anschlag in seiner Wirkstellung er wird dann von dem Läufer, angestossen, nimmt-durch den Läufer bewegt-den bewegbaren Träger mit und löst das Stillsetzen der zu überwachenden Einrichtung aus.
Um in einem solchen Falle die zu überwachende Einrichtung erneut in Betrieb zu setzen, nachdem der Fehler behoben oder die Ursache für das Stillsetzen erkannt und beseitigt worden ist, soll der Träger der Anschläge wieder in seine Ausgangsstellung gebracht werden, um die normalen Betriebsbedingungen wieder herzustellen.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung werden jeweils der Weg bzw. die Lauflänge des Läufers, die jeweilige Lage und die Anzahl der Anschläge einerseits in Abhängigkeit von den auf Grund des Arbeitprogrammes durchzuführenden Operationen oder Arbeitsschritten und anderseits in Abhängigkeit vonden Bedingungen, unter denen diese Operationen durchgeführt werden sollen, bestimmt.
Die erfindungsgemässe Sicherheitsvorrichtung stellt in ihrer Gesamtheit gewissermassen eine Nachbildung der Wirkungsweise der zu überwachenden Einrichtung dar ; in dieser Nachbildung zeigt die Lage des Läufers das Voranschreiten in dem Ablauf des Arbeitsspieles der Einrichtung. Jeder Anschlag bildet ein der Sicherheit dienendes Element, das ein Stillsetzen der Einrichtung auslösen kann und die räumliche
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Sicherheit gebotener Eingriff in das Arbeitsspiel erfolgen kann.
Nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Sicherheitsvorrichtung die folgenden Merkmale-entweder einzeln oder in Kombination-aufweisen : a) DerLäufer ist als auf einer drehbaren Gewindespindel sitzende und an einer Drehbewegung gehin- derte Gewindemutter ausgebildet, deren Verschiebung in dem einen oder andern Sinne durch die Drehung der Gewindespindel erfolgt, die mit dem Antriebsmotor der zu überwachenden Einrichtung über geeignete Übertragungsglieder gekuppelt ist ;
b) der Träger ist in Richtung seiner Längsachse zwischen zwei Endlagen verschiebbar gelagert und es ruht in einer dieser Endlagen auf einer an ihm vorgesehenen Nocke od. dgl. ein unter Federdruck stehender Taster auf, der seinerseits über eine Hebelanordnung mit einem den Speisest-srnkreis des Antriebsmotors der zu schützenden Einrichtung unterbrechenden Schalter verbunden ist.
c) Das Herausbewegen der durch ihr eigenes Gewicht oder Federn normalerweise in eine"Wirkstel- lung" in der Bewegungsbahn des Läufers gebrachten Anschläge erfolgt durch Elektromagnete, deren Er- regung entweder durch einen besonderen Wählschalter oder Betätigungsschalter der zu schützenden Einrichtung gesteuert wird oder durch das Schliessen von Stromkreisen, das durch Ausführung der einzelnen zu überwachenden Operationen oder Arbeitsschritte ausgelöst wird.
Die erläuterte Ausführungsform der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung ist insbesondere für die Überwachung einer Transportvorrichtung geeignet, welche hin-und hergehende Transportbewegungen - ausgehend von einer bestimmten Ruhestellung-durchführt. Dabei bewegt sich der Läufer der Sicherheitsvorrichtung ebenfalls in dem einen oder ändern Sinne entsprechend den Bewegungen der Transport vorrichtung.
Die Sicherheit, die durch die neue Vorrichtung erreicht wird, ist praktisch vollständig, denn jedes Versagen der Vorrichtung selbst. insbesondere der Elektromagnete oder der Erregerstromkreise derElektromagnete, löst ein Stillsetzen der zu überwachenden Einrichtung aus.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nun ein in der Zeichnung veranschaulichtes Beispiel einer erfindungsgemässen Sicherungsvorrichtung beschrieben u. zw. zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Sicherungsvorrichtung ; Fig. 2 einen Querschnitt durch die Sicherheitsvorrichtung gemäss Fig. 1 längs der Schnittlinie A-A ; Fig. 3 einen Querschnitt längs der Schnittlinie B - B durch die gleiche Vorrichtung ;
Fig. 4 in grösserem Massstab und in einem Längsschnitt eine Einzelheit eines Organes zur Führung des beweglichen Trägers an dem Gehäuse oder Gestell der Vorrichtung und Fig. 5 in grösserem Massstab und im Längsschnitt eine Einzelheit von Organen des beweglichen Trägers, der die Anschläge trägt und das Stillsetzen der zu überwachenden Einrichtung auslöst.
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besteht aus zwei horizontalen Rahmen l, die je aus durch zwei vertikale Endstücke 2 miteinander verbundenen Profilen bestehen. Dieses Gerüst trägt den beweglichen Träger 3, der in Längsrichtung um einen gewissen Betrag bewegbar ist und als Träger für Anschläge dient.
Der Läufer 4, der durch Drehung der in Lagern 6 innerhalb der Flansche 2 gelagerten Gewindespindel 5 verschiebbar ist, wird durch eine feste Stange 7 geführt, welche in Bohrungen 8 der Flansche 2 sitzt. Ein Kettenrad 9, das fest auf ein Ende der Gewindespindel 5 aufgekeilt ist, dient zur Drehung der Gewindespindel 5 ; dieses Kettenrad 9 ist mit dem
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Antriebsmotor 39 der zu überwachenden Einrichtung 40 über eine Kette 41 gekuppelt.
Der bewegliche Träger 3 ruht auf dem Gestell 1 in Stützplatten, die bearbeitete Flächen 10 und 11 aufweisen und an den Flanschen 2 befestigt sind. Auf diesen Stützplatten liegt der bewegliche Träger 3 mit fest am Träger befestigten Platten 12 und 13 auf. Die Stützplatte 10 (Fig. 4) enthält eine Kehle 14, während die fest mit dem Träger verbundene Platte 12 einen Vorsprung 15 aufweist, der durch Eingreifen in die Kehle 14 die normale oder Ruhestellung des beweglichen Trägers 3 bestimmt. Um die Verschiebungen des beweglichen Trägers 3 zu begrenzen, ist dieser mit Langlöchern 16 versehen, durch welche fest an dem Gestell 1 befestigte Stangen 17 (Fig. 1 und 3) hindurchgreifen.
Der bewegliche Träger 3 trägt ein-und ausriickbare Anschläge 18,19 und 20, von denen der eine, der Anschlag 19, in einer "aktiven" Stellung dargestellt ist, während sich die beiden andern, die Anschläge 18 und 20 in einer "inaktiven" AusrUckstellung befinden. Die Anschläge sind an Stangen 21 befestigt, die ihrerseits an Ankern von an dem beweglichen Träger 3 festgelegten Elektromagneten sitzen. Die Stangen 21 werden in Bohrungen von Platten 23 geführt, welche an der Unterseite des beweglichen Trägers befestigt sind. Die Betätigung der ein-und ausrückbaren Anschläge 18,19 und 20 erfolgt über die elektrischen Verbindungsleitungen 42 in Abhängigkeit von dem Fortschreiten oder dem Ablauf des Arbeitszyklus der zu überwachenden Vorrichtung 40.
Der bewegliche Träger 3 ist ausserdem mit Endanschlägen 24 versehen, die sich dauernd in Eingriffsstellung befinden und mit Hilfe von besonderen Tragstücken 25 am beweglichen Träger 3 festgelegt sind.
Die jeweilige Lage der Anschläge 18,19 und 20 an den Stangen 21 und der Anschläge 24 an den Tragstücken 25 ist veränderbar, so dass man die Stelle, mit der der auf der Gewindespindel 5 verschieb- bare Läufer 4 mit den einzelnen Anschlägen während seiner Verschiebung in dem einen oder andern Sinne in Berührung kommt, in begrenztem Umfang verlegen kann. Die Regelung oder Einstellung eines Anschlages erfolgt dadurch, dass man ihn in nicht dargestellten Gewinden der Stangen 21 oder diese Stangen in Gewinden der Tragstücke 25 verschiebt.
Der bewegliche Träger 3 ist an seiner Oberseite mit einem vertikalen Stützglied, z. B. einem Zapfen 26 (Fig. 1 und 5) versehen. In Fig. l ist der Stützzapfen 26 an einem der Enden des Trägers angeordnet, aber diese Lage des Stützzapfens ist nicht zwingend. Auf den Zapfen 26 stützt sich eine Stange 27 (Fig. 1 und 5) ab, deren Ende dieselbe Breite hat wie der Zapfen 26. Die Stange 27 wird in Bohrungen geführt, welche einerseits in einer Tragplatte 28 vorgesehen sind, die den Stromunterbrecher 29 trägt und anderseits in einer Platte 30, die auf einer Säule 31 sitzt, welche auf der Platte 28 befestigt ist.
Die Stange 27 wird auf den Anschlag 26 durch eine Feder 32 gedrückt, die zwischen der Platte 30 und einem einstellbar auf der Stange 27 sitzenden Federteller 33 eingespannt ist.
Ein doppelarmiger Hebel 34 greift mit einem seiner Enden in eine Bohrung im oberen Teil der Stange 27 ein. Dieser Hebel wird in einem Schwenklager abgestützt, das in einem haubenartigen, auf die Säule 31 aufgebauten Kopfteil 35 liegt. Das andere Ende des Hebels 34 ist über eine Schwenklasche 36, die um ein Gelenklager 37 drehbar ist, mit dem Gegengewicht 38 des Betätigungshebels des Stromunterbrechers oder Ausschalters 29 verbunden.
Sowie das untere Ende der Stange 27 infolge einer Längsverschiebung des Trägers 3 nicht mehr von dem Zapfen 26 abgestützt wird, entspannt sich die Feder 32 und schiebt die Stange 27 nach unten. (Diese Stellung ist in Fig. 5 mit strichpunktierten Linien dargestellt.) Diese Verschiebung der Stange 27 bewirkt ein Schwenken des Hebels 34 und über die Kupplungslasche 36 das Anheben des Gegengewichtes 38 und Infolgedessen die Unterbrechung des Speisestromes des Motors 39 der zu überwachenden Vorrichtung 40.
Was die Anordnung der in Fig. 1 dargestellten Anschläge belangt, so wäre zu sagen, dass der Läufer 4 - wenn er sich nach rechts verschiebt-nicht über diejenige Stellung hinausbewegbar wäre, die durch den eingerückten Anschlag 19 gegeben ist, wenn das Ausrücken dieses Anschlages nicht vor dem Erreichen dieser Stellung der Mutter erfolgte. Wird der Anschlag aus irgendwelchen Gründen nicht ausgerückt, so verschiebt der weiterbewegte Läufer 4 über den Anschlag die Traverse 3 nach rechts, wodurch die Unterbrechung des Speisestromes der zu überwachenden Vorrichtung 40 ausgelöst wird.
Wenn sich der Läufer 4 nach links bewegt-was z. B. einer Fortsetzung des Arbeitsspieles der Einrichtung 40 entsprechen mag-kann er die durch den Anschlag 24 bestimmte Stellung nicht überschreiten, ohne den beweglichen Träger 3 nach links zu verschieben und wiederum ein Stillsetzen der Einrichtung 40 auszulösen.
Um nach einem durch die Sicherheitsvorrichtung ausgelösten Stillsetzen der Einrichtung 40 diese wieder in Betrieb nehmen zu können, muss zunächst die Stange 27 über den Zapfen 26 gehoben und der Läufer 4 von dem Anschlag gelöst werden, den er beaufschlagt und verschoben hat, indem man diesen Anschlag anhebt ; schliesslich muss der bewegliche Träger 3 von Hand in seine normale Ruhestellung bewegt
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werden, die durch das Eingreifen des Vorsprunges 15 in die Rinne 14 gegeben ist.
Die beschriebene erfindungsgemässe Sicherheitsvorrichtung verwendet sehr einfach ausgebildete und sehr leicht zu montierende Einzelteile oder Organe, im wesentlichen rein mechanische Organe, die überdies keine genaue Bearbeitung bedingen ; sie ist daher auf einfache Weise und mit geringen Kosten herzustellen und gewährleistet dennoch einen hohen Grad der Sicherheit.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sicherheitsvorrichtung für Einrichtungen, welche bestimmte Operationen bzw. Arbeitsschritte in zeitlicher Programmfolge durchführen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse oder Gerüst (1) einerseits ein als Läufer ausgebildeter Bauteil (4) synchron mit dem Antrieb (39) der zu überwachenden Einrichtung (40) einen bestimmten Weg durchläuft und anderseits ein beweglicher Träger (3) für Anschläge (18,19, 20,24) vorgesehen ist, die sich aus der Laufbahn des Läufers (4) heraus oder in sie hineinbewegen lassen, wobei der Träger (3) normalerweise eine Lage einnimmt, die die einwandfreie Funktion der zu überwachenden Einrichtung (40) nicht behindert, aber beim Anstossen des Läufers (4) an irgendeinen der Anschläge (18,19, 20,24) eine Stellung einnimmt,
die ein Stillsetzen der zu schützenden Einrichtung (40) auslöst, wozu weiterhin Elektromagnete (22) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von den ein- zelnen Operationen oder Arbeitsschritten des zu überwachenden Arbeitsprogrammes die Anschläge (18, 19, 20, 24) in eine Wirkstellung innerhalb der Bahn des Läufers (4) hinein-oder aus dieser herausbringen.