DE102013013714B4

DE102013013714B4 - Schutzvorrichtung für einen sich laufend verändernden Eingreifbereich an Maschinen und Anlagen /z.B. Rollenwickelmaschinen für die Textil-, Metall-, Kunststoffindustrie) um das Eindringen von unzulässigen Objekten wie zum Beispiel Finger, Hand, Werkzeug etc. in den Eingreifbereich zu erfassen.

Info

Publication number: DE102013013714B4
Application number: DE102013013714.4A
Authority: DE
Inventors: Joachim Gebhardt
Original assignee: Ist E K; IST EK
Current assignee: Ist E K; IST EK
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2033-08-21
Also published as: DE102013013714A1

Abstract

Schutzvorrichtung mit zwei fest installierten messenden Sensoren einer programmierbaren Auswerteelektronik, um den sich laufend verändernden Eingreifbereich an einer Maschine auf eindringende Objekte zu überwachen, wobei der Erste der messenden Sensoren die Größe des sich vergrößernden oder verkleinernden Eingreifbereichs erfasst und ein dazu äquivalentes elektrisches Signal ausgibt, der Zweite der messenden Sensoren einen sich verändernden Teil der Maschine, zum Beispiel Rollenwickel, Paket oder ähnliches, das den Eingreifbereich in mindestens einer Dimension verändert, erfasst und ein dazu äquivalentes elektrisches Signal in Form einer Strom-/Spannungsveränderung ausgibt, die programmierbare Auswerteelektronik die zwei Sensorsignale, unter Berücksichtigung einzustellender Toleranzen und Grenzwerte, auswertet und mindestens ein Ausgangssignal zur Einbindung in die externe Maschinensteuerung ausgibt.

Description

Schutzvorrichtung für einen sich laufend verändernden Eingreifbereich an Maschinen/Anlagen wie zum Beispiel an Rollenwickelmaschinen für die Kunststoff-, Metall- oder Textilindustrie um das Eindringen von unzulässigen Objekten wie Finger, Hand, Werkzeug in den Eingreifbereich zu erfassen.
An den oben genannten Maschinen und Anlagen besteht das Problem, dass sich bei zum Beispiel ständig verändernden Rollendurchmesser eines Wickels der mögliche Eingreifbereich sich analog dazu verändert. Dies kann zum Beispiel an einer Rollenwickelmaschine für die Papier-, die Kunststoff, die Metall- Industrie, bei einer Zuführvorrichtungen mit verschieden großen Objekten bestehen, die nicht mit herkömmlichen statischen Sicherheitslichtgittern abgesichert werden können. Bisher gibt es keine Möglichkeit den sich verändernden Bereich direkt abzusichern. Bisherige Lösungen beruhten auf mechanische Schutzvorrichtungen wie Schutzgitter um die Maschine oder vor dem Gefahrenbereich anzubringende Trittschutzmatten, Sicherheitslichtgitter, Sicherheitsscanner.
Aus der DE 10 2007 025 800 A1 ist bereits eine Gefahrenbereichsüberwachung bekannt, bei der zur Anpassung an unterschiedliche Rollendurchmesser die Position mindestens eines Sensors mittels einer Stelleinrichtung veränderbar ist, wobei eine automatische Neupositionierung von Sensoren entsprechend dem erfassten Rollendurchmesser erfolgt. Eine Überwachung eines sich laufend veränderbaren Eingreifbereichs liegt hier nicht vor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung zu schaffen, die bei sich ständig verändernden Eingreifbereichen ein Eindringen von unzulässigen Objekten erfasst.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Schutzvorrichtung erfasst direkt den zweidimensionalen, sich ständig verändernden Eingreifbereich, vergleicht auf unzulässige Veränderungen, die durch das Eindringen von Objekten wie Körperteile, Werkzeuge oder andere unzulässige Objekte hervorgerufen werden.
Der Schutzanspruch ist dadurch gekennzeichnet, dass eine flexible Absicherung mittels zweier fest installierter Sensoren einen sich laufend vergrößernden oder verkleinernden Gefahrenbereich erfasst, kontrolliert und ausgewertet wird. Dazu werden mittels auf Licht- und/oder auf Ultraschallbasierender Sensoren, deren Ausgangssignale sich analog zum erfassten Gefährdungsbereich ändern und auswerten lassen, das Eindringen von nicht zulässigen Objekten erkannt. Das Eindringen eines Fremdobjektes wie zum Beispiel einem Finger oder zum Beispiel ein Gegenstand aus beliebigem Material wird ein Ausgangssignal hervorrufen, das im Notauskreis der zu überwachenden Anlage/Maschine zu einem Stillstand oder einer Antriebslosigkeit führt.
Die Vorrichtung selbst besteht aus drei Hauptkomponenten, welche in einem kompakten System zusammengefasst oder aus zwei oder drei Grundkomponenten besteht:
Sensor 1 erfasst den sich verändernden Teil der Maschine/Anlage (zum Beispiel die Größenveränderung im Durchmesser oder der Höhe oder der Breite des zu analysierenden Objektes), Sensor 2 erfasst an anderer Stelle das gleiche Objekt wie bei Sensor 1 beschrieben und zusätzlich den möglichen zweidimensionalen Eingreif- oder Einwirkbereich. Dazu ist die Anbringung des Sensor 1 und Sensor 2 so vorzunehmen, dass diese von dem sich veränderndem Objekt in gleicher Weise beeinflusst werden. Die Auswerteelektronik erfasst die von beiden Sensoren gelieferten analogen und/oder digitalen Signale. Diese Auswerteelektronik vergleicht nun diese Signale miteinander, prüft auf zulässige Werte und vorab eingestellte Toleranzen (hervorgerufen zum Beispiel durch Vibrationen, Wellenschlag, Materialdicken etc.). Die Auswerteelektronik wird in den Sicherheitskreis/Abschaltkreis der Maschine/Anlage wahlweise durch elektronische Halbleiterkontakte und/oder Relaiskontakte eingebunden, um im Störungsfall die Maschinen/Anlage sicher abzuschalten oder antriebslos zu schalten. Werden nun die eingestellten Grenzen im Falle eines Systemfehlers oder durch das Eindringen eines Fremdobjektes wie zum Beispiel einem Finger oder Werkzeugs oder ähnliches über- oder unterschritten beziehungsweise die eingestellten Toleranzen der beiden Sensorsignale über- oder unterschritten, führt das zu einer Umschaltung der Halbleiterkontakte und/oder Relaiskontakte, um einen sicheren Anlagenzustand herzustellen.

Claims

Schutzvorrichtung mit zwei fest installierten messenden Sensoren einer programmierbaren Auswerteelektronik, um den sich laufend verändernden Eingreifbereich an einer Maschine auf eindringende Objekte zu überwachen, wobei der Erste der messenden Sensoren die Größe des sich vergrößernden oder verkleinernden Eingreifbereichs erfasst und ein dazu äquivalentes elektrisches Signal ausgibt, der Zweite der messenden Sensoren einen sich verändernden Teil der Maschine, zum Beispiel Rollenwickel, Paket oder ähnliches, das den Eingreifbereich in mindestens einer Dimension verändert, erfasst und ein dazu äquivalentes elektrisches Signal in Form einer Strom-/Spannungsveränderung ausgibt, die programmierbare Auswerteelektronik die zwei Sensorsignale, unter Berücksichtigung einzustellender Toleranzen und Grenzwerte, auswertet und mindestens ein Ausgangssignal zur Einbindung in die externe Maschinensteuerung ausgibt.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor ein in den sich laufend verändernden Eingreifbereich eindringendes Objekt erfasst und das Ausgangssignal für die Größe des Eingreifbereiches äquivalent der Größe oder der Position des eindringenden Objekts in den zu überwachenden Eingreifbereich verändert ausgibt.
Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale der beiden messenden Sensoren als Strom- und/oder Spannungssignal in digitaler oder analoger Form die Größenveränderung darstellen, zum Beispiel in Form eines Signals mit 0 ... 10 V oder 4 ... 20 mA.
Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Sensoren den den Eingreifbereich verändernden Teil der Maschine in der sich verändernden Dimension, zum Beispiel Durchmesser, Länge, Breite, Tiefe, Höhe, vermessen.
Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die programmierbare Auswerteelektronik die zwei vorzugsweise analogen Sensorsignale, unter Berücksichtigung einzustellender Toleranzen und Grenzwerte, auswertet und mindestens ein Ausgangssignal zur Einbindung in die externe Maschinensteuerung in Form von Halbleiterkontakten und/oder Relaiskontakten ausgibt.
Schutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Sensoren messende Lichtgitter und/oder messende Ultraschallsensoren sind.