-
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung zur Sicherung eines Arbeitsbereichs gegenüber einer sich dem Arbeitsbereich nähernden Person, mit mindestens einer Abtrennung des Arbeitsbereichs, wobei die Abtrennung zumindest einen Zugang zu dem Arbeitsbereich aufweist.
-
In Industriebetrieben oder auch größeren Handwerksbetrieben gibt es verschiedenartige Gefahrenbereiche, wobei es sich beispielsweise um Bearbeitungszellen mit sich frei im Raum bewegenden Handhabungsrobotern handeln kann. Diese Gefahrenbereiche gilt es durch Schutzeinrichtungen bzw. Abtrennung gegen einen unkontrollierten Zugang durch Bedienpersonen zu sichern. Hierbei ist unter einem unkontrollierten Zugang zu verstehen, dass bei jedem nicht erfassten bzw. registrierten Zugang einer Person eine Gefahr für deren Leib und Leben von den sich in dem Arbeitsbereich in Bewegung befindlichen Maschinen oder Gerätschaften ausgeht. Ausgehend hiervon ist es entscheidend jeden Zutritt bzw. Zugang einer Bedienperson zu dem Arbeitsbereich zu registrieren und die Maschinen oder Gerätschaften in dem Arbeitsbereich in einen Nothalt zu versetzen. Weiterhin gilt es zu berücksichtigen, dass regelmäßig durch den gleichen Zutrittsbereich, durch den eine Bedienperson den Arbeitsbereich betreten kann, ein Einschleusen oder auch Ausschleusen von Werkstücken erfolgen muss. In diesem Fall wäre ein Nothalt der aktuell stattfindenden Bearbeitung kontraproduktiv. Betritt allerdings ein Bedienperson den Arbeitsbereich während des Betriebs, sei es planmäßig oder auch unplanmäßig, ist ein sofortiges Abschalten der Maschine oder der Gerätschaft zwingend.
-
Im Stand der Technik sind verschiedene Schutzeinrichtungen zu dem genannten Zweck bekannt. Gängige Praxis ist die Absicherung derartiger Arbeitsbereiche mit Lichtvorhängen mit einer Muting-Funktion, um den Arbeitsvorgang der Maschine oder Gerätschaften anzuhalten, d.h. einen Nothalt auszulösen. Der Lichtvorhang überspannt den Zugang bzw. Zutrittsbereich zu dem Arbeitsbereich, so dass die Funktionalität des Lichtvorhangs folglich zwischen einem Werkstück und einer Bedienperson unterscheiden muss. Eine derartige Absicherung mittels Lichtvorhang ist kostenintensiv, konstruktiv aufwändig und fehleranfällig hinsichtlich der sicheren Erkennung des jeweiligen Objekts. Die Erkennung des Objekts kann insbesondere dann vermehrt zu Auslösefehlern führen, wenn es sich um Objekte handelt, die bezüglich ihrer äußeren Kontur eher amorph sind, beispielsweise weil sie Kabel und Schläuche umfassen, die nur mit einem hohen Aufwand mit einem immer gleichen Verlauf angeordnet werden können. Zu nennen wäre hier die
EP 1 331 433 B1 . Es ist aber auch eine Schutzeinrichtung aus der
EP 1 956 284 B1 bekannt, die ein diskretes Schließmittel aufweist, das die Bedienperson mit sich führt und über das ein aktiver Nothalt der Maschine innerhalb des Arbeitsbereich initiiert werden kann. Diskrete Schließmittel haben prinzipbedingt den Nachteil, dass sie immer mitgeführt werden müssen und je nach Arbeitsumgebung auch in mehrfacher Ausführung vorgehalten werden müssen, wenn mehreren Bedienpersonen unabhängig voneinander ein Zutritt zu dem Arbeitsbereich möglich sein muss.
-
Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Sicherung eines Arbeitsbereichs bereitzustellen, die einige oder alle der oben genannten Unzulänglichkeiten vermeidet.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schutzvorrichtung zur Sicherung eines Arbeitsbereichs gegenüber einer sich dem Arbeitsbereich nähernden Person, mit mindestens einer Abtrennung des Arbeitsbereichs, wobei die Abtrennung zumindest einen Zugang zu dem Arbeitsbereich aufweist und bodenbasiert innerhalb eines lichten Raums des zumindest einen Zugangs ein von der Person durch seine Gewichtskraft kontaktierbarer Schalter angeordnet ist.
-
Hierbei soll unter dem Begriff Zugang der physikalisch vorhandene Bereich in der Abtrennung verstanden werden, durch den der Zutritt in den Arbeitsbereich möglich ist. Der kontaktierbare Schalter kann hierbei insbesondere derart dimensioniert werden, dass er einerseits von der Bedienperson beim Zugang in den Arbeitsbereich nicht umgangen werden kann und anderseits den Transport des Werkstücks während des Ein- bzw. Ausschleusens nicht behindert. Hierdurch lässt sich die Wahrscheinlichkeit fehlerhafter, d.h. grundloser Nothalte deutlich reduzieren, wenn nicht sogar vermeiden.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine schienenbasierte Transportvorrichtung durch den Zugang in den Arbeitsbereich geführt ist, wobei der Schalter in einer Horizontalebene mit der schienenbasierten Transportvorrichtung angeordnet ist. Hierdurch ist das Ein- bzw. Ausschleusen des Werkstücks über die schienenbasierte Transportvorrichtung möglich, über die die Bedienperson ggf. durch weitere Maßnahmen keinen Zugangspfad findet. Letztlich wird es für die Bedienperson immer nötig sein, den in der Horizontalebene angeordneten Schalter zu betreten und damit eine Sensierung seiner Anwesenheit auslösen.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Zugang durch ein tunnelartiges Zugangsportal gebildet wird. Hierdurch ist zum einen der Zugang visuell gut erkennbar. Weiterhin eignet sich das Zugangsportal auch zur Begrenzung der Zugangsbreite und -höhe auf das unbedingt erforderliche Maß und kann auch zur Befestigung beispielsweise von Sicherheitsschildern bezüglich des Arbeitsbereichs dienen.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Schalter ein im Wesentlichen horizontal angeordneten Trittblech aufweist. Hierdurch ist eine einzige Auftrittsfläche für die Bedienperson gegeben. Das Trittblech kann auch als Schaltfläche oder als Schalterkontaktfläche bezeichnet werden.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Trittblech in vertikaler Richtung federnd gegenüber einem Rahmenelement des Schalters gelagert ist. Über die gefederte Lagerung lässt sich mit ausreichender Genauigkeit die Auslöseschwelle des Schalters einstellen.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass dem Trittblech ein Einfederweg gegenüber dem Rahmenelement zur Verfügung steht und an einem Endpunkt des Einfederwegs ein elektronisches Kontaktelement zur Kontaktierung durch das Trittblech vorgesehen ist. Durch das elektronische Kontaktelement erfolgt schließlich die eigentliche Sensierung der Anwesenheit der Bedienperson und eine entsprechende Signalweitergabe an die übergeordnete Maschinen- bzw. Anlagensteuerung. Das elektronische Kontaktelement ist bevorzugt redundant ausgelegt.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine vertikale Ausfederbewegung des Trittblechs durch eine Hubbegrenzungselemente begrenzt ist. Hierdurch wird das Trittblech in einer definierten Nullstellung gehalten und ein Betreten des Trittblechs durch eine Bedienperson kann nicht zu einer Verletzung der Bedienperson führen.
-
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Schalter eine Mehrzahl hintereinander angeordnete Trittbleche aufweist, wobei die Mehrzahl an Trittblechen zwischen einer aufgestellten Position und einer niedergehaltenen Position um jeweilige horizontale Drehachsen schwenkbar gegenüber einem Rahmenelement gelagert sind. Hierdurch lässt sich die Größe des überwachten Bodenbereichs durch Verändern der Anzahl der Trittbleche variabel gestalten und einfach umbauen .
-
Hierbei sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass die Mehrzahl an Trittblechen untereinander über eine kinematische Kopplung miteinander verbunden ist, dass sich eine auf eines der Trittbleche ausgeübte Schwenkbewegung auf die anderen Trittbleche überträgt. Hierdurch lässt sich infolge der synchronen Schwenkbewegung in die niedergehaltene Position eine horizontale Ebene herstellen. Auch spielt es hierbei keine Rolle, auf welche Stelle die Person ihren ersten Schritt setzt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die kinematische Kopplung durch zumindest einen die Trittbleche verbindenden Zugdraht oder eine Zugstange gebildet ist. Hierdurch kann lediglich ein elektronisches Kontaktelement vorgesehen sein, da durch die kinematische Kopplung jede Bewegung eines Trittblechs auf diesen übertragen wird. Hierbei kann in konkreter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass zumindest eines der Trittbleche in der niedergehaltenen Position das elektronische Kontaktelement kontaktiert.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Mehrzahl an Trittblechen eine Federbeaufschlagung in Richtung der aufgestellten Position erfahren. Hierdurch lässt sich eine definierte aufgestellte Position einstellen. Außerdem lässt sich über die Federkonstante des Federelements die minimale Gewichtskraft einstellen, ab der die Trittbleche in die niedergehaltene Position gedrückt werden können.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung aller Ausführungsformen sieht vor, dass bezogen auf eine Durchgangsrichtung durch den Zugang zu beiden Seiten des Schalters jeweils ein schräg gestelltes Abweisblech angeordnet ist. Hierdurch der Zutritt einer Bedienperson erschwert, die unter Umgehung der Zutrittssicherung den Arbeitsbereich betreten will.
-
Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Hierin zeigen
- 1 eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung;
- 2 eine Detaillierung des Schalters der Schutzvorrichtung gemäß 1;
- 3 eine weitere Detaillierung des Schalters der Schutzvorrichtung gemäß 1;
- 4 eine Detaillierung des Innenlebens des Schalters;
- 5 eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung und
- 6 eine Detaillierung des Schalters der Schutzvorrichtung gemäß 5.
-
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 10 im Bereich der Montage und/oder der Prüfung von Verbrennungsmotoren 2. Bei dem Verbrennungsmotor 2 handelt es sich um ein Werkstück und dieses ist zusammen mit einem Werkstückträger 4 während des Einschleusens in einen Arbeitsbereich 12 gezeigt. Der Arbeitsbereich 12 weist eine nicht näher gezeigte Abtrennung 14 hin zu Umgebung auf, wobei die Abtrennung 14 einen Zugang 18 aufweist, durch den ein Ein- und ein Ausschleusen eines Werkstücks erfolgen kann, wie vorliegend anhand des Verbrennungsmotors 2 gezeigt. Der Zugang 18 wird vorliegend durch ein tunnelartiges Zugangsportal 22 gebildet. Der Verbrennungsmotor 2 kann beispielsweise auf einem nicht näher dargestellten Prüfstand innerhalb des Arbeitsbereichs 12 einem Textzyklus unterzogen werden. Auch kann die Abtrennung als Schallschutzkabine ausgeführt sein. Zudem ist eine schienenbasierte Transportvorrichtung 20 für den Werkstückträger 4 vorgesehen, die als Rollenbahn ausgeführt sein kann. Die Transportvorrichtung 20 ist durch das Zugangsportal 22 hindurchgeführt, um den Werkstückträger 4 in das Innere des Arbeitsbereichs 12 zu führen.
-
Die Transportvorrichtung 20 ist vorliegend bodenbasiert ausgeführt, so dass die Transportschienen auf dem Werkstatt- bzw. Hallenboden installiert sind. Durch diese Anordnung ist es prinzipiell möglich, dass eine Bedienperson bei Bedarf durch das Zugangsportal 22 unter Betreten der Transportvorrichtung 20 den Arbeitsbereich 12 betritt. Ein Betreten kann beispielsweise zu Rüstzwecken der Anlage nötig sein, also zu einem Zeitpunkt zu dem die Anlage ohnehin stillsteht und von ihr keine Gefahr für die Bedienperson ausgeht. Allerdings kann die Anlage auch während ihres Betriebes von einer Bedienperson betreten werden müssen, so dass in diesem Fall von sich bewegenden Anlagenteilen eine Gefahr für Leib und Leben der Bedienperson ausginge. Zur Vermeidung dieser Gefahr ist erfindungsgemäß bodenbasiert innerhalb eines lichten Raums des zumindest einen Zugangs 18 ein von der Person durch seine Gewichtskraft kontaktierbarer Schalter 30 angeordnet. Beim Auslösen des Schalters 30 durch die Bedienperson wird der generell vorhandenen Maschinensteuerung ein Signal zum sofortigen Nothalt der in dem Arbeitsbereich 12 betriebenen Anlage gegeben.
-
Die 2 zeigt die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 10 in einer Detaillierung, insbesondere den Schalter 30 innerhalb des lichten Raums des Zugangsportals 22. Zu erkennen ist, dass die Transportvorrichtung 20 als Rollenbahn ausgebildet sein kann. Der Schalter 30 ist strukturell betrachtet innerhalb der parallel zueinander verlaufen Schienen 24 der Rollenbahn 20 eingesetzt, wobei das Trittblech 32 des Schalters 30 im Wesentlichen in einer Horizontalebene mit den Schienen 24 liegt. Hierdurch ergibt sich ein möglichst egalisierter Bodenbereich innerhalb des Zugangsportals 22, so dass dieser von einer Bedienperson trittsicher betreten werden kann. Auch ist es zweckmäßig, wenn das Trittblech 32 des Schalters 30 eine Längserstreckung in einem Maße hat, dass die Bedienperson das Trittblech 32 mit einem normal-großen Schritt nicht übertreten kann, sondern immer zumindest mit einem Fuß betreten muss. An dieser Stelle sei erwähnt, dass es nicht um die Verhinderung des Zutritts unter Berücksichtigung des größt-anzunehmenden Missbrauchsfall ist, beispielsweise Überspringen des Trittblechs, sondern vielmehr um Fälle des Zugangs durch eine Bedienperson, wenn diese beispielsweise unachtsam ist oder sich überhastet bewegt. Um solchen Möglichkeiten Rechnung zu tragen, ist zweckmäßigerweise bezogen auf eine Durchgangsrichtung durch den Zugang 18 zu beiden Seiten des Schalters 30 jeweils ein schräg gestelltes Abweisblech 38 angeordnet. Hierbei ist beispielsweise ein Anstellwinkel jedes Abweisblechs 38 in der Größenordnung von 45° bezogen auf eine Horizontalebene vorgesehen.
-
In der 5 ist das Trittblech 32 des Schalters 30 in einer Wartungsposition gezeigt, in der es um eine Schwenkachse S, die an einer Querseite angeordnet ist, hochgeklappt ist. Zu erkennen ist ein Rahmenelement 34, welche die tragende Unterstruktur des Schalter 30 und die Anbindung an das Transportsystem 20 darstellt. Vorliegend ist in Durchgangsrichtung betrachtet im vorderen Bereich des Rahmenelements 34 ein elektrisches Kontaktelement 40 angeordnet, welches mit dem Trittblech 32 zur Auslösung eines Kontaktsignals in einer Wirkverbindung treten kann. Hierzu ist das Trittblech 32 in einer Ausgangsposition über Federmittel 46 beabstandet zu dem Kontaktelement 40 gehalten. Bei Betreten des Trittblech 30 durch eine Bedienperson werden durch die Gewichtskraft die Federmittel komprimiert und das Kontaktelement 40 ausgelöst.
-
Die 4 zeigt eine weitere Detaillierung des Bereichs der Federmittel 46 und des elektrischen Kontaktelements 40. Zu erkennen ist weiterhin ein Anschlagwinkel 48, der auf dem Rahmenelement 34 befestigt ist und den oberen Anschlag des Trittblechs 32 in der Ausgangsstellung bereitstellt.
-
Die 5 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Schutzvorrichtung 100, ebenfalls im Bereich der Montage und/oder der Prüfung von Verbrennungsmotoren 2. Die Bezugszeichen sind gegenüber der Ausgestaltung der 1 bis 4 um 100 hochgesetzt. Dargestellt sind zwei Zugangsportale 1221 und 1222 und deren lichten Raum jeweils den Zugang durch eine Bedienperson sensierende Schalter 1301 und 1302, die beide gleich aufgebaut sind. Bei den beiden Zugangsportale 1221 und 1222 kann das ersten Portal für das Einschleusen und das zweite Portal für das Ausschleusen handeln. Eine Durchgangsrichtung kann somit vom ersten Zugangsportal 1221 zum zweiten Zugangsportal 1222 festgelegt werden. Vorliegend sind allerdings die beiden Schalter 1301, 1302 bezüglich der Durchgangsrichtung in ihrer Orientierung entgegengesetzt zueinander ausgerichtet. Bei dieser Ausgestaltung der Schutzvorrichtung 100 können ebenfalls seitliche Abweisbleche 138 vorgesehen sein.
-
Die 6 zeigt eine Detaillierung eines Schalters 130, angeordnet innerhalb der Transportvorrichtung 120. Der Schalter 130 umfasst eine Mehrzahl hintereinander angeordnete Trittbleche 1321 bis 132n. Diese Mehrzahl an Trittblechen 1321 bis 132n sind zwischen einer aufgestellten Position und einer niedergehaltenen Position um jeweilige horizontale Drehachsen DH schwenkbar gegenüber dem Rahmenelement 134 gelagert. Die Trittbleche 1321 bis 132n sind untereinander über eine kinematische Kopplung 142 miteinander verbunden sind, so dass sich eine auf eines der Trittbleche 132 ausgeübte Schwenkbewegung auf die anderen der Trittbleche 132 überträgt. Eine Schwenkbewegung wird vorliegend durch ein Betreten zumindest eines der Trittbleche 132 durch eine Bedienperson bewirkt. Die kinematische Kopplung 142 zwischen den Trittblechen 1321 bis 132n wird vorliegend durch einen Zugdraht 144 gebildet, der die Trittbleche 1321 bis 132n untereinander verbindet. Alternativ kann anstelle des Zugdrahts auch eine Zugstange vorgesehen sein. Die kinematische Kopplung 142 ist zu einer Seite hin über ein Federmittel 146 gegenüber dem Rahmenelement in eine Ausgangsstellung beaufschlagt, in der sich die Trittbleche 1321 bis 132n in der aufgestellten Position befinden. Über die kinematische Kopplung 142 der Trittbleche 1321 bis 132n untereinander, ist sichergestellt, dass beim Betreten nur eines der Trittbleche 132 alle gemeinsam sich in die niedergehaltene Position bewegen. Folglich ist es ausreichend, wenn das elektrische Kontaktelement 140 so platziert ist, dass nur eines der Trittbleche mit diesem in eine Wirkverbindung treten kann, um ein Betreten durch eine Bedienperson zu sensieren.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Verbrennungsmotor
- 4
- Werkstückträger
- 10
- Vorrichtung
- 12
- Arbeitsbereich
- 14
- Abtrennung
- 18
- Zugang
- 20
- Transportvorrichtung
- 22
- Zugangsportal
- 24
- Schienen
- 30
- Schalter
- 32
- Trittblech
- 34
- Rahmenelement
- 36
- Hubbegrenzungselement
- 38
- Abweisblech
- 40
- Kontaktelement
- 46
- Federmittel
- 48
- Anschlagwinkel
- 142
- kinematische Kopplung
- 144
- Zugdraht
- 146
- Federmittel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1331433 B1 [0003]
- EP 1956284 B1 [0003]
